CN110672521A - 一种水下图像采集装置 - Google Patents

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余云飞
贾鸿盛
庞殊杨
杨建峡
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Abstract

本发明涉及水下图像采集装置领域，特别是涉及一种用于矾花图像摄录的水下图像采集装置。包括保护仓、补光灯和图像采集器，所述保护仓上设有透明窗口，所述图像采集器安装在密封的保护仓内，所述图像采集器透过透明窗口采集外部图像，并通过所述补光灯提供用于外部图像照明的光源。本发明的有益效果是：对使用环境要求低，便于连续实时采集水中矾花的状态，减少人工投入，降低劳动强度和成本。

Description

一种水下图像采集装置
技术领域
本发明涉及水下图像采集装置领域，特别是涉及一种用于矾花图像摄录的水下图像采集装置。
背景技术
混凝沉淀工艺是水处理过程中一个十分重要的环节，反应效果的好坏直接关系到出水水质和处理成本，不论是自来水、生活污水还是各类工业废水的处理均需应用到混凝沉淀工艺。混凝沉淀工艺是指通过向水中投加适量的混凝剂，破坏水中胶体颗粒及细微悬浮物的稳定性使其团聚，在絮凝剂的捕捉作用以及一定的水力条件下，形成絮凝体(水处理中一般称为矾花)，并使之从水中分离的过程。
为实现良好的处理效果，混凝剂投加量需要根据原水条件进行实时调节。现在一般采用人工肉眼观察矾花状态，运行过程中依靠人工肉眼识别水中矾花形态(包括大小、密实度、均匀度等)，由经验工人判断混凝剂或絮凝剂加药量是否合适，是否需要进行调整。此方法虽然在一定程度上可以保证出水水质的达标，但是存在两点问题：1)原水水质波动幅度通常较大，且频率很高，定时的人工巡检不能实时适应水质波动情况；2)需要投入大量人工。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种水下图像采集装置，用于解决现有技术中矾花状态巡检不全面、人工投入大、成本高等问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种水下图像采集装置，包括保护仓、补光灯和图像采集器，所述保护仓上设有透明窗口，所述图像采集器安装在密封的保护仓内，所述图像采集器透过透明窗口采集外部图像，并通过所述补光灯提供用于外部图像照明的光源。
本发明的有益效果是：对使用环境要求低，便于连续实时采集水中矾花的状态，减少人工投入，降低劳动强度和成本。
可选地，所述图像采集器为工业相机，所述工业相机的镜头为定焦镜头，且所述工业相机的像素大于或等于500万。
可选地，所述镜头的焦距为14mm～18mm或为23mm～27mm。
可选地，所述镜头的焦距为16mm或为25mm。
采用上述可选地方案的有益效果是：保证了图像采集装置采集图像的清晰度，为后期水处理提供充分的依据。
可选地，还包括套管，所述套管的第一端与图像采集器连接，套管的第二端与透明窗口紧贴，所述补光灯安装在保护仓内，所述补光灯为环形补光灯，且补光灯套装在套管的第二端上，并与透明窗口紧贴，所述保护仓的外部安装有与透明窗口正对的背光板。
可选地，所述背光板为白色磨砂亚克力板，且背光板与透明窗口的间距为2cm～5cm。
可选地，所述套管的长度大于或等于图像采集器的镜头的最小工作距离。
可选地，所述套管为圆筒形，且套管的两端分别与图像采集器的镜头和补光灯卡接，所述套管的内径与图像采集器的镜头的外径相等，所述套管的外径与补光灯的内径相等。
采用上述可选地方案的有益效果是：将环形补光灯安装在保护仓内部，避免设备损伤，延长设备使用寿命，并且通过套管、补光灯和背光板配合保证了图像采集的清晰度。
可选地，所述补光灯安装在保护仓的外部，并与透明窗口正对设置，所述补光灯为平板式补光灯，将补光灯设置在保护仓外部，简化了结构，减少了零部件的数量，补光灯更换维修方便。
可选地，所述保护仓为圆筒形，便于密封。
附图说明
图1显示为本发明的水下图像采集装置一实施例的结构示意图；
图2显示为本发明的水下图像采集装置另一实施例的结构示意图。
零件标号说明
1 保护仓；
2 图像采集器；
3 镜头；
4 套管；
5 补光灯；
6 透明窗口；
7 背光板；
8 螺栓。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
需要说明的是，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
在对本发明实施例进行详细叙述之前，先对本发明的应用环境进行描述。本发明的技术主要是应用于图像采集，特别是应用于水处理中矾花的图像采集。本发明是在水下采集矾花图像困难，水上外部设置的相机图像采集干扰因素多，劳动强度大、成本高等问题。
如图1和图2所示，本发明的水下图像采集装置，包括保护仓1、补光灯5和图像采集器2。保护仓1可以采用圆筒形结构，采用圆筒形结构便于进行密封，图像采集器安装在密封的保护仓1内，密封后的防护等级大于或等于IP67。保护仓1上设有透明窗口7，透明窗口7设置在保护仓1的前端，图像采集器2透过透明窗口7采集外部图像，并通过补光灯5提供用于外部图像照明的光源，通过设置补光灯5降低对图像采集环境的要求，避免受到环境亮度的影响，便于图像采集器能够在连续不断的采集图像，提高了效率。透明窗口7可以采用玻璃或塑料等透明材料，既能保证保护仓1内部的密封性，又能使得保护仓内部的图像采集器采集清晰的矾花图像。图像采集器2可以为工业相机，工业相机的镜头3为定焦镜头，且工业相机的像素大于或等于500万，保证了图像的清晰度。镜头3的焦距可以为14mm～18mm或为23mm～27mm，例如镜头3的焦距为16mm或为25mm，镜头3采用定焦镜头，并采用合适的焦距有利于清晰地采集水下矾花的图像，为后期水处理的效果做好准备。
如图1所示，在一实施例中，补光灯5可以设置在保护仓1的内部，安装在保护仓1内部的补光灯5为LED环形补光灯，采用环形补光灯，既能保证均匀照明，又能避免影响图像采集器采集图像。保护仓1内还安装有套管4，套管4的形状与镜头3的形状相匹配，套管4的长度大于或等于图像采集器的镜头3的最小工作距离，套管4的长度可以为10mm～15mm，通过在保护仓内部的镜头和补光灯之间设置套管来保证镜头能够正常拍摄，保证图像的清晰度。套管4为圆筒形，套管4的两端分别与镜头3和补光灯5套装卡接，套管4的内径与镜头3的外径相等，套管4的外径与补光灯5的内径相等，使得套管4的第一端套装在镜头3卡住固定，套管4的第二端与透明窗口6紧贴，并通过粘接方式无缝粘接，提高稳固性。补光灯5套装固定在套管4的第二端上，且补光灯5远离镜头3的一侧与透明窗口6紧贴，装配简单方便。保护仓1的外部安装有与透明窗口6正对的背光板7，背光板7通过螺栓8安装在保护仓1的前端。背光板7可以采用白色磨砂亚克力板，且背光板7与透明窗口6的间距D1为2cm～5cm，例如间距D1可以为2cm、或为3.5cm、或为5cm中的任一间距，合适的间距既保证了合适的照明亮度，又避免影响镜头采集图像。将补光灯设置在保护仓内，减少外部环境对各零部件的影响和干扰，延长设备的使用寿命，降低故障率。
如图2所示，在另一实施例中，补光灯5可以安装在保护仓1的外部，补光灯5通过螺栓8与保护仓1的前端连接形成整体；或者补光灯5设置在水中其它位置，与保护仓独立设置。当补光灯与保护仓连接时，补光灯5与透明窗口6正对设置，补光灯5为平板式补光灯。补光灯5设置在保护仓1的外部，减少了零部件数量，简化了结构，更换维护简单方便，保护仓1的内径与图像采集器2的最大外径相等即可，使得图像采集器2既能装入保护仓内，又能避免图像采集器2晃动。
本发明的水下图像采集装置能够在水中不间断的对水下矾花进行图像采集，为后期水处理提供依据，保证了水下矾花观测的实时性，减少人力投入和成本。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种水下图像采集装置，其特征在于：包括保护仓、补光灯和图像采集器，所述保护仓上设有透明窗口，所述图像采集器安装在密封的保护仓内，所述图像采集器透过透明窗口采集外部图像，并通过所述补光灯提供用于外部图像照明的光源。
2.根据权利要求1所述的一种水下图像采集装置，其特征在于：所述图像采集器为工业相机，所述工业相机的镜头为定焦镜头，且所述工业相机的像素大于或等于500万。
3.根据权利要求2所述的一种水下图像采集装置，其特征在于：所述镜头的焦距为14mm～18mm或为23mm～27mm。
4.根据权利要求3所述的一种水下图像采集装置，其特征在于：所述镜头的焦距为16mm或为25mm。
5.根据权利要求1所述的一种水下图像采集装置，其特征在于：还包括套管，所述套管的第一端与图像采集器连接，套管的第二端与透明窗口紧贴，所述补光灯安装在保护仓内，所述补光灯为环形补光灯，且补光灯套装在套管的第二端上，并与透明窗口紧贴，所述保护仓的外部安装有与透明窗口正对的背光板。
6.根据权利要求5所述的一种水下图像采集装置，其特征在于：所述背光板为白色磨砂亚克力板，且背光板与透明窗口的间距为2cm～5cm。
7.根据权利要求5所述的一种水下图像采集装置，其特征在于：所述套管的长度大于或等于图像采集器的镜头的最小工作距离。
8.根据权利要求5所述的一种水下图像采集装置，其特征在于：所述套管为圆筒形，且套管的两端分别与图像采集器的镜头和补光灯卡接，所述套管的内径与图像采集器的镜头的外径相等，所述套管的外径与补光灯的内径相等。
9.根据权利要求1所述的一种水下图像采集装置，其特征在于：所述补光灯安装在保护仓的外部，并与透明窗口正对设置，所述补光灯为平板式补光灯。
10.根据权利要求1所述的一种水下图像采集装置，其特征在于：所述保护仓为圆筒形。
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