(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221094762 9.1 (22)申请日 2022.08.09 (71)申请人 武汉船舶通信研究所 （中国船舶重 工集团公司第七二 二研究所） 地址 430205 湖北省武汉市江夏区藏龙岛3 号中船重 工722研究所 (72)发明人 肖云　费礼　周金荣　陈思井　 文柯　万梓傲　袁进刚　彭汉　 吴夏颖　宫鹏飞　胡皓　许利刚　 李媛　 (74)专利代理 机构 武汉东喻专利代理事务所 (普通合伙) 42224 专利代理师 张英 (51)Int.Cl. G01N 21/17(2006.01)G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 一种水体光学衰减系数测量装置及方法 (57)摘要 本申请公开了一种水体光学衰减系数测量 装置， 该装置包括水体样品测试腔室、 该腔室外 设有第一移动机构和第二移动机构； 第一移动机 构上设有激光器， 第二移动机构上设有探测器； 该水体样品测试腔室包括水体样本测试区与对 比测试区， 且水体样本测试区与对比测试区连 通； 激光器用于发射第一激光束与第二激光束， 第一激光束与第二激光束功率相同； 激光器发射 的第一激光束用于通过水体样本测试区进行传 输并被探测器接收； 第二激光器发射的第二激光 束用于通过对比测试区进行传输并被探测器接 收， 以实现水体光学衰减系数测量。 本发明使同 样功率的两路光信号分别经历相同的器件， 排除 了器件之间的差异与不完美性， 保证了水体光学 衰减系数测量的准确性。 权利要求书1页 说明书6页 附图2页 CN 115420686 A 2022.12.02 CN 115420686 A 1.一种水体光学衰减系数测量装置， 其特征在于， 包括水体样品测试腔室、 所述水体样 品测试腔室外设有第一移动机构和第二移动机构； 第一移动机构上设有激光器， 第二移动 机构上设有探测器； 其中， 所述水体样品测试腔室用于注入样品水体， 以用于激光光束在其中传输后测量， 该水 体样品测试腔室包括水体样本测试区与对比测试区， 且所述水体样本测试区与对比测试区 连通； 所述激光器用于发射第一激光束与第二激光束， 其中， 所述第一激光束与第二激光束 功率相同； 所述第一激光束用于通过水体样本测试区进行传输并被所述探测器接收； 所述第 二激 光束用于通过对比测试区进行传输并被所述探测器接收， 以此实现水体光学衰减系数测 量。 2.如权利要求1所述的水体光学衰减系数测量装置， 其中， 所述第 一激光束在水体样本 测试区中的传输距离大于所述第二激光束在对比测试区中的传输距离 。 3.如权利要求1所述的水体光学衰减系数测量装置， 其中， 所述激光器被配置为经其发 射的第一激光束垂直于所述水体样品测试腔室外侧 壁进入水体样本测试区， 以及， 经其发 射的第二激光束垂直于所述水体样品测试腔室外侧壁进入 对比测试区。 4.如权利要求3所述的水体光学衰减系数测量装置， 其中， 所述探测器被配置为第 一激 光束的传输方向与所述探测器表面的法向重合， 以及， 第二激光束的传输方向与所述探测 器表面的法向重合。 5.如权利要求4所述的水体光学衰减系数测量装置， 其中， 所述激光器中心点与所述探 测器中心点所在的直线垂直于所述水体样品测试腔室外侧壁。 6.如权利要求1所述的水体光学衰减系数测量装置， 其中， 所述探测器的探测面积大于 接收激光束的光斑面积。 7.一种水体光学衰减系数测量方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1： 在水体样品测试腔室内注入样品水体， 形成水体样本测试区和对比测试区； S2： 激光器发射的第一激光束通过水体样本测试区后由探测器接收， 测量其到达探测 器的光功率； S3： 移动激光器与探测器， 激光器发射的第二激光束通过对比测试区后由探测器接收， 测量其到达探测器的光功率； S4： 根据测量的光功率以及两束激光束分别在水体样本测试区中和对比测试区中的传 输距离， 按照水体光学衰减系数公式计算得到水体光学衰减系数。 8.如权利要求7所述的水体光学衰减系数测量方法， 其中， 所述水体样本测试区与对比 测试区中为同一水体。 9.如权利要求7所述的水体光学衰减系数测量方法， 其中， 所述探测器的探测面积大于 接收激光束的光斑面积。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115420686 A 2一种水体光学衰减系数测量装 置及方法 技术领域 [0001]本申请涉及水下光学探测技术领域， 更具体地， 涉及一种水体光学衰减系数测量 装置及方法。 背景技术 [0002]水体光吸收衰减系数表征水体对光的吸收和衰减作用， 只与水体中的物质成分有 关,不依赖于水体光场的几何结构,是水体的两大固有光学性质。 光经过介质,一部分被 吸 收,另外一部 分偏离原传播方向被散射； 吸收和散射的共同作用造成了光的衰减。 水下无线 光通信系统需要在各种实用条件下预估通信质量， 为 实际用户适时调整优化通信参数提供 参考， 因此， 方便快捷的测量出通信水域 光信号衰减系数显得 尤为重要。 [0003]目前通常采用仪器来观测光能量在水中的衰减， 以确定其对光的衰减系数， 例如 AC系列衰减系数测量仪等， 然而 该产品的价格达到数百万， 且操作复杂， 设备笨重。 因此， 提 供一种成本低、 体积小、 操作简单、 测量准确的水体光学衰减系数测量装置是当前水下无线 光通信技术发展的一个重要环 节。 发明内容 [0004]针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求， 本发明提供了一种水体光学衰减系数 测量装置及方法， 使同样功率的两路光信号分别经历相同的器件， 排除了器件之间的差异 与的不完 美性， 提高了水体光学衰减系数测量的准确性。 [0005]为实现上述目的， 按照本发明的第一个方面， 提供了一种水体光学衰减系数测量 装置， 包括水体样品测试腔室、 所述水体样品测试腔室外设有第一移动机构和第二移动机 构； 第一移动机构上设有激光器； 第二移动机构上设有探测器； 其中， [0006]所述水体样品测试腔室用于注入样品水体， 以用于激光光束在其中传输后测量， 该水体样品测试腔室包括水体样本测试区与对比测试区， 且所述水体样本测试区与对比测 试区连通； [0007]所述激光器用于发射第一激光束与第二激光束， 其中， 所述第一激光束与第二激 光束功率相同； [0008]所述第一激光束用于通过水体样本测试区进行传输并被所述探测器接收； 所述第 二激光束用于通过对比测试区进 行传输并被所述探测器所接收， 以此实现水体光学衰减系 数测量。 [0009]进一步的， 上述水体光学衰减系数测量装置， 其中， 所述第一激光束在水体样本测 试区中的传输距离大于所述第二激光束在对比测试区中的传输距离 。 [0010]进一步的， 上述水体光学衰减系数测量装置， 其中， 所述激光器被配置为经其发射 的第一激光束垂直于所述水体样品测试腔室外侧 壁进入水体样本测试区， 以及， 经其发射 的第二激光束垂直于所述水体样品测试腔室外侧壁进入水体样本测试区。 [0011]进一步的， 上述水体光学衰减系数测量装置， 其中， 所述探测器被配置为第一激光说　明　书 1/6 页 3 CN 115420686 A 3