中文摘要：

本课题围绕海面油膜厚度测量理论和关键技术进行了研究，首次提出一种基于差分激光三角法的海面溢油油膜厚度测量方法，给出了油膜厚度计算的数学表达式。设计并研制了适用于海面油膜厚度测量实验系统装置，包括光路系统模块、数据采集与处理系统模块、数据处理算法和测量软件系统模块，并可根据实际需要增大测量范围。分别采用质心法、几何中心法和改进的高斯拟合算法提取光斑位置坐标，利用等值线标定方法和拟合标定方法对所研制的实验系统进行了标定，对厚度为0.1mm-10mm块规和塞尺进行了测试，系统测量绝对误差主要在±0.01mm范围内，个别测量误差偏大，但小于±0.029mm。利用单光路系统和双光路系统，分别对不同油品不同厚度的柴油、机油、食用油和石油进行了实验室环境下测量和离线测量，并对同种油膜进行了多点测量，被测油膜厚度为0.4mm-10.3mm。设计并加工一种抑止波动的开放式的圆柱结构的采样池，并对浮标体入水受力进行了分析，完成了室内水池内油膜厚度测量。通过多点采样，可得到溢油区域油膜厚度分布。研究结果验证了所提出方法和研制的实验系统装置的可行性，已用于机载投弃式海面油膜厚度测量传感器的研制，达到了预期目标。