CN117571634A - 用于监控水质的摄像机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于监控水质的摄像机，包括：壳体；球形摄像机组件，包括机身、球形透明罩和设置在球形透明罩内的可见光镜头；支架组件，装设于壳体的端面且能够相对于端面水平转动；高光谱传感器组件，经由第一安装部可转动地装设于端面，且与球形透明罩并排设置；补光灯组件，经由第二安装部装设于高光谱传感器组件，补光灯组件的出射光线用于照射高光谱传感器组件的光谱感测区域；和驱动组件，包括驱动壳体和装设在驱动壳体内的驱动电机，驱动电机的输出轴自端面凸出于壳体，第一安装部固定连接于输出轴；其中，高光谱传感器组件和补光灯组件可在驱动电机的带动下以输出轴为中心同步地相对于端面水平转动。
Description
技术领域
本发明涉及摄像机设备领域，特别涉及一种用于监控水质的摄像机。
背景技术
目前的水质检测方法主要有：电化学方法、接触式光学法、化学法、和非接触式光谱法。
其中，电化学法是接触式的，仪器设计简单，安装灵活方便。但是电化学传感器的电极膜制备比较复杂，使用寿命不较短。接触式光学法，具有分析速度快，灵敏度高，可实现小型化在线实时监测。传统化学法，仪器体积比较大，整个过程比较耗时，无法进行实时监测，会产生化学废液，需要定期回收处理，存在二次污染的风险。以上几种方法都是接触式检测，需要定期维护，清洗才能保持仪器的正常工作。且接触式检测均需要人工现场操作，具有一定的局限性和非实时性。
非接触式光谱法水质监测技术是利用太阳或者天空光作为光源，进行水体光谱反射数据，无需人工现场操作，但是在夜间没有环境光的情况下，水质检测装置就无法进行检测工作，具有监测时间上的局限性，因此在局部时间上也无法实现实时性的监测。
为了实现全天候的实时监测，可通过补光灯提供环境光光谱，以获得水体光谱反射数据，但是补光灯的光轴需要与光谱采集装置的中心轴保持一致，且具有可调节性，则如何在现有的光谱水质监测装置中合理地设置补光灯以及对应的补光灯调节机构是需要解决的问题。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明提供了一种用于监控水质的摄像机，采用补光灯组件为采集水质反射光谱的高光谱传感器组件的光谱感测区域提供补充光源，且补光灯组件通过支架组件与高光谱传感器组件固定连接，以使得采用一个驱动组件能够同步地驱动高光谱传感器组件和补光灯组件水平转动。
本发明的一个实施例中提供了一种用于监控水质的摄像机，包括：
壳体，所述壳体包括拼合形成容置腔体的前盖和后盖，所述前盖的一侧表面形成端面；
球形摄像机组件，包括机身、装设于所述机身前端的球形透明罩和设置在所述球形透明罩内的可见光镜头，所述机身装设于所述容置腔体内，所述球形透明罩自所述端面凸出于壳体；
支架组件，所述支架组件装设于所述端面且能够相对于所述端面水平转动，所述支架组件包括第一安装部和第二安装部；
高光谱传感器组件，所述高光谱传感器组件经由所述第一安装部可转动地装设于所述端面，且与所述球形透明罩并排设置；
补光灯组件，所述补光灯组件经由所述第二安装部装设于所述高光谱传感器组件的背离所述球形摄像机组件的一侧，所述补光灯组件的出射光线用于照射所述高光谱传感器组件的光谱感测区域；和
驱动组件，所述驱动组件装设于所述壳体的容置腔体内，所述驱动组件包括驱动壳体和装设在所述驱动壳体内的驱动电机，所述驱动电机的输出轴自所述端面凸出于壳体，所述第一安装部固定连接于所述输出轴；
其中，所述驱动壳体在所述壳体内形成将所述驱动电机与所述机身隔离的独立腔体，所述高光谱传感器组件和所述补光灯组件在所述驱动电机的带动下以所述输出轴为中心同步地相对于所述端面水平转动，以改变所述光谱感测区域与所述球形摄像机组件的可见光图像区域的相对位置。
在一个实施例中，所述驱动壳体包括自所述端面凸出于所述壳体的输出端，所述输出端形成为以所述输出轴为中心的环形壁，所述输出端内具有由所述输出轴驱动的轴承；
所述第一安装部装设于所述输出端内，所述轴承径向压配于所述第一安装部的外缘，以带动所述第一安装部以所述输出轴为中心水平转动。
在一个实施例中，在所述输出轴的轴向方向上，所述输出端的第一端由套设于所述第一安装部的环形垫片封盖，所述输出端的第二端由轴承盖板封盖；
其中，所述轴承盖板经由第三紧固件固定至所述第一安装部，以将所述第一安装部径向限位于所述输出端内。
在一个实施例中，所述输出端包括自所述环形壁的内表面径向向内延伸的第一限位筋，所述第一限位筋的内缘抵接所述第一安装部的外缘；
其中，所述输出端内包括动密封圈，所述动密封圈环绕所述第一安装部的外缘，且在轴向方向上被限位于所述环形垫片和所述第一限位筋之间；
所述轴承在轴向方向上被限位于所述第一限位筋和所述轴承盖板之间。
在一个实施例中，所述高光谱传感器组件包括外壳和装设于所述外壳内的光谱采集模块；
其中，所述外壳包括：
竖直部，所述竖直部经由所述第一安装部可转动地装设于所述端面，所述竖直部沿着所述端面的法向方向延伸；
倾斜部，所述倾斜部连接于所述竖直部，所述倾斜部沿着与水平面形成第二夹角的方向延伸；
所述光谱采集模块装设于所述倾斜部中，所述光谱采集模块具有第一中心轴，所述第一中心轴与水平面形成所述第二夹角，所述第二夹角的范围为15°至80°之间。
在一个实施例中，所述第二安装部包括托板，所述托板伸出于所述端面的边缘；
所述补光灯组件具有第二中心轴；
其中，所述补光灯组件装设于所述托板，所述托板的法向方向与水平面形成第二夹角，以使所述第二中心轴与水平面形成第二夹角，所述第二夹角的范围为15°至80°之间。
在一个实施例中，所述第二安装部包括：
底板，所述底板套设于所述第一安装部，且经由第二紧固件固定连接于所述高光谱传感器组件；和
侧板，所述侧板的第一侧边与所述底板的外端连接，且沿着所述端面的法向方向朝向所述光谱感测区域延伸；
其中，所述托板与所述侧板的第二侧边连接，且所述托板与所述底板分别位于所述侧板的两侧。
在一个实施例中，所述侧板形成为扇形形状，所述第一侧边与所述第二侧边形成所述第二夹角。
在一个实施例中，所述补光灯组件包括灯筒和用于所述灯筒的供电组件，
其中，所述供电组件和灯筒分别装设于所述托板的相对的两侧，所述灯筒和所述高光谱传感器组件同向设置，
所述供电组件和所述灯筒经由线缆连接，所述托板具有供所述线缆穿过的豁口；
所述灯筒包括：
筒身，所述筒身内形成圆柱形的容置空间；
补光灯，所述补光灯经由灯座支架固定于所述容置空间内；
其中，所述灯座支架包括在所述第二中心轴的方向上限位所述补光灯的限位机构。
在一个实施例中，所述补光灯包括：
灯珠，所述灯珠包括发光部和位于所述发光部下方的通孔，所述通孔沿厚度方向贯穿所述灯珠；和
灯座，所述灯珠沿着所述第二中心轴的方向可插拔地装设于所述灯座，所述灯座固定于所述灯座支架；
所述灯座支架包括：
支架底壁；
一对支架侧壁，所述一对支架侧壁与所述支架底壁的一对相对的边缘连接，所述补光灯位于所述一对支架侧壁之间；和
一对限位支臂，所述一对限位支臂分别自所述一对支架侧壁的顶端相向延伸，所述一对限位支臂的顶端相互抵接；
其中，所述灯座装设于所述支架底壁，且配置为所述灯珠的厚度方向垂直于所述一对支架侧壁，所述一对限位支臂的顶端抵接于所述通孔内。
在一个实施例中，所述灯筒包括：
筒身底板，所述筒身底板封盖所述筒身的一端，以与所述筒身围合形成所述容置空间；
线缆孔，所述线缆孔贯穿所述筒身底板；
其中，所述灯座支架装设于所述筒身底板的中心，所述线缆孔偏置于所述筒身底板的中心、且抵接所述灯座支架。
附图说明
以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。
图1是本发明的用于监控水质的摄像机的结构示意图。
图2是本发明的用于监控水质的摄像机的支架组件的爆炸示意图。
图3是本发明的用于监控水质的摄像机的爆炸示意图。
图4是本发明的用于监控水质的摄像机的高光谱传感器组件的爆炸示意图。
图5是本发明的用于监控水质的摄像机的局部剖视图。
图6是图5中的局部放大图。
图7是本发明的用于监控水质的摄像机中的补光灯组件的剖视图。
图8是本发明的用于监控水质的摄像机中的补光灯组件的爆炸示意图。
图9是本发明的用于监控水质的摄像机中的补光灯组件的局部示意图。
图10是本发明的用于监控水质的摄像机中的补光灯组件的局部爆炸图。
具体实施方式
为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。
在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。
为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关部分，而并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。
在本文中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等仅用于表示相关部分之间的相对位置关系，而非限定这些相关部分的绝对位置。
在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。
在本文中，“相等”、“相同”等并非严格的数学和/或几何学意义上的限制，还包含本领域技术人员可以理解的且制造或使用等允许的误差。除非另有说明，本文中的数值范围不仅包括其两个端点内的整个范围，也包括含于其中的若干子范围。
现在将参照附图更完全地描述各示例实施例。
为了解决现有技术中问题，本发明提供了一种用于监控水质的摄像机，采用补光灯组件为采集水质反射光谱的高光谱传感器组件的光谱感测区域提供补充光源，且补光灯组件通过支架组件与高光谱传感器组件固定连接，以使得采用一个驱动组件能够同步地驱动高光谱传感器组件和补光灯组件水平转动。
如图1至图10所示，本发明的一个实施例提供了一种用于监控水质的摄像机，包括：
壳体1，壳体1包括拼合形成容置腔体的前盖1a和后盖1b，前盖1a的一侧表面形成端面11；
球形摄像机组件2，包括机身、装设于机身前端的球形透明罩21和设置在球形透明罩21内的可见光镜头，机身装设于容置腔体内，球形透明罩21自端面11凸出于壳体1；
支架组件3，支架组件3装设于端面11且能够相对于端面11水平转动，支架组件3包括第一安装部31和第二安装部32；
高光谱传感器组件4，高光谱传感器组件4经由第一安装部31可转动地装设于端面11，且与球形透明罩21并排设置；
补光灯组件5，补光灯组件5经由第二安装部32装设于高光谱传感器组件4的背离球形摄像机组件2的一侧，补光灯组件5的出射光线用于照射高光谱传感器组件4的光谱感测区域；和
驱动组件6，驱动组件6装设于壳体1的容置腔体内，驱动组件6包括驱动壳体61和装设在驱动壳体61内的驱动电机，驱动电机的输出轴自端面11凸出于壳体1，第一安装部31固定连接于输出轴；
其中，驱动壳体61在壳体1内形成将驱动电机与机身隔离的独立腔体，高光谱传感器组件4和补光灯组件5在驱动电机的带动下以输出轴为中心同步地相对于端面11水平转动，以改变光谱感测区域与球形摄像机组件2的可见光图像区域的相对位置。
其中，可见光图像区域与光谱感测区域不同。
本实施例中的用于监控水质的摄像机具有两个功能，一个是通过高光谱传感器组件4实现对水质的检测，一个是通过球形摄像机组件2实现对检测水质的环境的图像采集。其中，可见光图像区域和光谱感测区域并不完全相同，可选地，光谱感测区域应当被包含在可见光图像区域内，以便于工作人员将可见光图像和水质检测数据结合比较，可用于对于水质检测数据的正确性的辅助判断。光谱感测区域可以位于可见光图像区域内的任意位置，当通过驱动组件驱动高光谱传感器组件4相对于端面11水平转动时，光谱感测区域与球形摄像机组件2的可见光图像区域的相对位置可发生改变。
本实施例中的用于监控水质的摄像机的水质光谱遥感检测的原理是，光束（环境光或者补光）进入水体以后，水中各种物质对光束进行漫反射，此种漫反射光谱带有物质对不同波段光谱的吸收和反射强度信息，水体表面的直接反射光谱是不带有物质光谱信息的，高光谱传感器组件4用于获取水体的漫反射光谱，以对应获得被检测水体的成分、质量、等级等数据。
高光谱传感器组件4用于获得水体的漫反射光谱，当例如夜晚或阴天这种天空环境光的光谱数据较低的情况，而影响高光谱传感器组件4获取漫反射光谱时，需要开启补光灯组件5为光谱感测区域补充光线。其中，补光灯组件5用于提供模拟天空环境光的太阳光光谱。
可选地，本实施例的用于监控水质的摄像机还包括天空光光谱传感器，当天空光光谱传感器采集的天空环境光的光谱数据低于一预设阈值的情况下，补光灯组件5启动，以为光谱感测区域补充光线。而当天空光光谱传感器采集的天空环境光的光谱数据高于该预设阈值的情况下，补光灯组件5处于关闭状态。
在一个具体示例中，本实施例的用于监控水质的摄像机包括壳体1，壳体1包括相对设置的前盖1a和后盖1b，以形成内部的容置腔体。其中，前盖1a具有朝向水体一侧的端面11，后盖1b具有背离水体一侧的底面12，底面12用于装设于载体。其中，壳体1被配置为端面11平行于水平面设置，壳体1可经由与端面11相对的底面12或者与端面11相接的侧壁固定至载体。其中，球形摄像机组件2和高光谱传感器组件4并排地装设于端面11，且端面11位于壳体1朝向水面的一侧，球形摄像机组件2、高光谱传感器组件4、补光灯组件5均装设于端面11，以朝向水面拍摄或采集漫反射光谱。
球形摄像机组件2装设于端面11，且可围绕沿着垂直于端面11的中心轴方向转动，以实现水质检测环境的全角度拍摄。其中，在一个优选示例中，球形摄像机组件2围绕中心轴方向的水平旋转可以为连续的，即球形摄像机组件2的镜头的平转角度范围可不限于360°以内，而是在任意一个旋转方向上可以旋转超过360°。
基于补光灯组件5专用于为高光谱传感器组件4的光谱感测区域提供光线，因此，补光灯组件5的补光区域需要与高光谱传感器组件4的光谱感测区域保持同步，在本实施例中，高光谱传感器组件4和补光灯组件5通过支架组件3装设于壳体1的端面11，以在支架组件3带动高光谱传感器组件4相对于端面11水平转动时，同步地带动补光灯组件5相对于端面11水平转动。
经由支架组件3的连接，高光谱传感器组件4和补光灯组件5可经由驱动组件6同步地驱动，以相对于端面11水平转动，从而使得补光灯组件5的出射光线能够始终指向高光谱传感器组件4的光谱感测区域。
驱动组件6装设于壳体1的容置腔体内，且经由驱动壳体61在壳体1内形成将驱动电机与机身隔离的独立腔体，特别适用于野外这种恶劣的使用环境。则壳体1内的部件主要包括驱动组件6和球形摄像机组件2，其中，球形摄像机组件2可采用独立的具有密封性的产品，而驱动组件6可采用具有密封性的驱动壳体61，则壳体1的前壳1a和后壳1b之间的接缝处、以及球形透明罩21与端面11的间隙处可无需再另外设置密封结构。
在一个具体实施例中，高光谱传感器组件4具有第一中心轴L，补光灯组件5具有第二中心轴M，其中，第一中心轴L与第二中心轴M形成第一夹角，且第一夹角不大于10°。
在一个优选示例中，第一中心轴L和第二中心轴M应当平行设置，基于制造和装配公差，第一中心轴L与第二中心轴M可形成第一夹角，且第一夹角应当控制在一定程度。例如，该第一夹角应当小于等于2°。
根据水质光谱遥感检测的原理，高光谱传感器组件4的第一中心轴L与水面应当形成锐角夹角。基于第一中心轴L和第二中心轴M平行设置的结构，在一个实施例中，第二中心轴M与水平面形成第二夹角，第二夹角的范围为15°至80°之间。
其中，由于高光谱传感器组件4需要实现为兼容白天的光谱采集，因此，第二夹角优选为37°。
支架组件3可包括第一安装部31和第二安装部32，其中，第一安装部31装设于壳体1，并由驱动电机轴向驱动，高光谱传感器组件4经由第一安装部31装设于端面11，第二安装部32与第一安装部31或者高光谱传感器组件4固定连接，补光灯组件5接纳第二安装部32，以实现与高光谱传感器组件4的同步水平转动。
第二安装部32用于与第一安装部31或者高光谱传感器组件4固定连接，以实现与高光谱传感器组件4的同步转动，且通过其自身的结构实现补光灯组件5的倾斜设置，从而使得补光灯组件5的第二中心轴M与水平面应当形成第二夹角。
驱动壳体61包括自端面11凸出于壳体1的输出端62，输出端62形成为以输出轴为中心的环形壁，输出端62内具有由输出轴驱动的轴承63；
第一安装部31装设于输出端62内，轴承63径向压配于第一安装部31的外缘，以带动第一安装部31以输出轴为中心水平转动。
输出端62形成为与驱动壳体61内部连通的空腔结构，其用于支撑第二安装部32以及高光谱传感器组件4，用于高光谱传感器组件4的光纤经由输出端62伸入至驱动壳体61内部。其中，输出端62用于设置与第一安装部31连接的转动结构。
在一个具体示例中，驱动电机的输出轴经由轴承63与第一安装部31转动连接。其中，输出轴与轴承63的固定部固定连接，第一安装部31与轴承63的转动部固定连接，从而使得驱动电机的输出轴能够经由轴承63带动第一安装部31水平转动。第一安装部31经由第一紧固件固定连接于高光谱传感器组件4；其中，第一安装部31凸出于端面11。
其中，第一安装部31装设于输出端62内，轴承63径向压配于第一安装部31的外缘，以带动第一安装部31以输出轴为中心水平转动。
第一安装部31轴向地插入至输出端62内，在轴向方向上，输出端62的第一端由套设于第一安装部31的环形垫片621封盖，输出端62的第二端由轴承盖板622封盖；
其中，轴承盖板622经由第三紧固件固定至第一安装部31，以将第一安装部31轴向限位于输出端62内。
轴承盖板622将轴承63轴向限位于输出端62内，轴承63在径向方向上与第一安装部31压配，从而与第一安装部31固定连接，则轴承盖板622通过对轴承63的限位而将第一安装部31轴向限位于输出端62内。
输出端62包括自环形壁的内表面径向向内延伸的第一限位筋623，第一限位筋623的内缘抵接第一安装部31的外缘；
其中，输出端62内包括动密封圈624，动密封圈624环绕第一安装部31的外缘，且在轴向方向上被限位于环形垫片621和第一限位筋623之间；
轴承63在轴向方向上被限位于第一限位筋623和轴承盖板622之间。
第一限位筋623位于轴承盖板622和环形垫片621之间，以第一限位筋623为分隔，输出端62内部的空间在轴向方向上被分割为环形垫片621和第一限位筋623之间的空间、以及第一限位筋623和轴承盖板622之间的空间。其中，用于密封输出端62的开口一侧的动密封圈624设置在环形垫片621和第一限位筋623之间，用于轴向驱动第一安装部31的轴承63设置在第一限位筋623和轴承盖板622之间。
输出端62内进一步包括自第一限位筋623的朝向轴承盖板622的一侧轴向延伸的第二限位筋625，第二限位筋625用于抵接轴承盖板622。
高光谱传感器组件4的第一中心轴L与水平面应当形成第二夹角，该第二夹角由高光谱传感器组件4的外壳结构决定。其中，高光谱传感器组件4的外壳包括竖直部41和倾斜部42，其中，竖直部41的一端经由第一安装部31装设于端面11，竖直部41沿着垂直于端面11的方向延伸。竖直部41的另一端与倾斜部42相接，倾斜部42以与水平面形成第二夹角的方向倾斜延伸。其中，高光谱传感器组件4的光谱采集模块43设置于倾斜部42内，从而以倾斜部42的第二中心轴M作为光谱采集模块的中心轴向方向。竖直部41和倾斜部42之间的接缝处设置密封圈44。
高光谱传感器组件4的外壳的竖直部41与第一安装部31固定连接，从而在驱动电机的带动下轴向旋转。倾斜部42与竖直部41相接，则当竖直部41在驱动电机的带动下轴向旋转时，倾斜部42以竖直部41为中心水平转动（倾斜部42与竖直部41固定相接，并不发生相对转动），则高光谱传感器组件4在驱动电机的带动下水平转动时，倾斜部42与水平面的夹角不会被改变，改变的是相对于竖直部41的中心轴的水平方位角，即朝向的改变。
第二安装部32用于与第一安装部31或者高光谱传感器组件4固定连接，以实现与高光谱传感器组件4的同步转动，且通过其自身的结构实现补光灯组件5的倾斜设置，从而使得补光灯组件5的第二中心轴M与水平面应当形成第二夹角。
具体地，第二安装部32包括托板323，托板323伸出于端面11的边缘；
补光灯组件5装设于托板323，托板323的法向方向与水平面形成第二夹角，第二夹角的范围为15°至80°之间。
由此可见，第二安装部32的托板323用于固定和支撑补光灯组件5，且通过倾斜设置的方向而实现对于第二中心轴M的延伸方向的固定。补光灯组件5的第二中心轴M沿着托板323的法向方向延伸，从而与水平面形成第二夹角。
具体地，第二安装部32包括：
底板321，底板321套设于第一安装部31，且经由第二紧固件固定连接于高光谱传感器组件4；和
侧板322，侧板322的第一侧边与底板321的外端连接，且沿着端面11的法向方向朝向光谱感测区域延伸；
其中，托板323与侧板322的第二侧边连接，且托板323与底板321分别位于侧板322的两侧。
在本实施例中，第二安装部32的底板321用于实现与高光谱传感器组件4的固定，从而与高光谱传感器组件4同步转动。因此，底板321套设于第一安装部31，且经由第二紧固件固定连接于高光谱传感器组件4的外壳的竖直部，以使得第二安装部32也与高光谱传感器组件4的外壳的倾斜部一样，是围绕竖直部为中心旋转的。侧板322用于提供托板323的倾斜角度，侧板322的第一侧边与底板321相接，第二侧边与托板323相接，则第一侧边与第二侧边的夹角即可实现托板323的倾斜设置。托板323与底板321分别位于侧板322的两侧，以使得补光灯组件5被固定于端面11以外。
在一个优选实施例中，侧板322形成为扇形的形状，其第一侧边与第二侧边形成第二夹角。
在一个实施例中，托板323包括豁口3231，豁口3231自托板323的外缘向内凹进。
具体地，补光灯组件5包括灯筒51和用于灯筒51的供电组件52，其中，供电组件52和灯筒51分别装设于托板323的相对的两侧，灯筒51和高光谱传感器组件4同向设置，
供电组件52和灯筒51经由线缆53连接，托板323具有供线缆53穿过的豁口3231。
其中，灯筒51包括：
筒身511，筒身511内形成圆柱形的容置空间；
补光灯512，补光灯512经由灯座支架513固定于容置空间内；
其中，灯座支架513包括在第二中心轴的方向上限位补光灯512的限位机构。
具体地，补光灯512包括：
灯珠514，灯珠514包括发光部和位于发光部下方的通孔5141，通孔5141沿厚度方向贯穿灯珠514；和
灯座515，灯珠514沿着第二中心轴M的方向可插拔地装设于灯座515，灯座515固定于灯座支架513；
其中，灯座支架513包括容纳于通孔5141内的限位支臂。
基于本实施例的用于监控水质的摄像机的应用环境为野外环境，自然条件比较恶劣，还可能受到较大的物理震动等，插拔式的灯珠非常容易自灯座脱离，从而导致补光灯无法正常工作。因此，本实施例中，补光灯512不是直接地固定于灯筒51内，而是经由灯座支架513固定。其中，灯座支架513用于将补光灯512整体地固定于灯筒51内、以及将灯珠514限位于固定连接至灯座515的位置处。
根据应用场景选型考虑，适用于本实施例的补光灯512的灯珠514具有一贯穿的通孔5141，基于该结构，本实施例提供了如图所示的灯座支架513，其包括：
支架底壁；
一对支架侧壁5131，支架侧壁5131与支架底壁的一对相对的边缘连接，补光灯512位于一对支架侧壁5131之间；和
一对限位支臂5132，一对限位支臂5132分别自支架侧壁5131的顶端相向延伸，一对限位支臂5132的顶端相互抵接；
其中，灯座515装设于支架底壁，且配置为灯珠514的厚度方向垂直于支架侧壁5131，一对限位支臂5132的顶端抵接于通孔5141内。
其中，支架底壁可形成为例如矩形的四边形形状，除了一对相对的支架侧壁5131以外，灯座支架513可进一步地包括一个另外的支架侧壁。优选地，由多个支架侧壁围合形成的用于补光灯的空间至少具有一个装设开口，对应地，支架底壁至少有一个边缘是开放性的，而不与其他的结构连接，以方便补光灯整体地装入该空间内。
灯座515装入一对支架侧壁5131之间，且其方向被配置为使得灯珠514的厚度方向垂直于支架侧壁5131，则一对相向延伸的限位支臂5132可朝向通孔5141延伸，以使得一对限位支臂5132的顶端抵接于通孔5141内。相互抵接的限位支臂5132可在第二中心轴M的方向上限位灯珠514的位置，从而将灯珠514限位在于灯座515固定连接、实现良好的电连接的位置，以保证补光灯512的正常运行。
其中，灯座支架513可采用钣金制造，即限位支臂5132可实现为金属材质，则限位支臂5132在灯珠514的厚度方向上具有弹性变形量。可选地，限位支臂5132的延伸方向可不是沿着垂直于支架侧壁5131的方向，而是与支架侧壁5131形成锐角夹角。
在一个具体示例中，灯筒51包括：
反射罩516，反射罩516装设于容置空间内，反射罩516形成为沿着出射光线的方向口径逐渐增大的喇叭形状，其具有口径小的底部和口径大的开口部；
其中，灯珠514自底部伸入至反射罩516内，以使得发光部位于反射罩516内，而通孔5141位于反射罩516以外。
反射罩516形成为喇叭形状，其用于将灯珠514的全部光线导引至朝向第二中心轴M的方向，即朝向反射罩516的开口部。
在一个具体示例中，灯筒51包括：
筒身底板，筒身底板封盖筒身511的一端，以与筒身511围合形成容置空间；
线缆孔531，线缆孔531贯穿筒身底板；
其中，灯座支架513装设于筒身底板的中心，线缆孔531偏置于筒身底板的中心、且抵接灯座支架513。
补光灯512受到功率、光源发散角度等具体参数的影响，可能无法模拟白天环境的天空光，从而影响对于水质参数的检测，因此，补光灯组件的参数应当至少满足：补光灯组件5的光谱输出范围为400nm至1000nm之间；补光灯组件5为连续光源，且使用寿命为2000小时内衰减小于等于15%。
在一个具体示例中，补光灯512为卤素灯，补光灯512的功率不低于100瓦。
本实施例中的用于监控水质的摄像机具有两个功能，一个是通过高光谱传感器组件4实现对水质的检测，一个是通过球形摄像机组件2实现对检测水质的环境的图像采集。其中，可见光图像区域和光谱感测区域并不完全相同，可选地，光谱感测区域应当被包含在可见光图像区域内，以便于工作人员将可见光图像和水质检测数据结合比较，可用于对于水质检测数据的正确性的辅助判断。
基于补光灯组件专用于为高光谱传感器组件的光谱感测区域提供光线，因此，补光灯组件的补光区域需要与高光谱传感器组件的光谱感测区域保持同步，在本实施例中，高光谱传感器组件和补光灯组件通过支架组件装设于壳体的端面，以在支架组件带动高光谱传感器组件相对于端面水平转动时，同步地带动补光灯组件相对于端面水平转动。
本实施例的用于监控水质的摄像机，采用补光灯组件为采集水质反射光谱的高光谱传感器组件的光谱感测区域提供补充光源，即使在环境光源不足的情况下也能实时地采集水质反射光谱，且在检测水质的同时能够提供检测环境的实时图像。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，而并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种用于监控水质的摄像机，其特征在于，包括：
壳体，所述壳体包括拼合形成容置腔体的前盖和后盖，所述前盖的一侧表面形成端面；
球形摄像机组件，包括机身、装设于所述机身前端的球形透明罩和设置在所述球形透明罩内的可见光镜头，所述机身装设于所述容置腔体内，所述球形透明罩自所述端面凸出于壳体；
支架组件，所述支架组件装设于所述端面且能够相对于所述端面水平转动，所述支架组件包括第一安装部和第二安装部；
高光谱传感器组件，所述高光谱传感器组件经由所述第一安装部可转动地装设于所述端面，且与所述球形透明罩并排设置；
补光灯组件，所述补光灯组件经由所述第二安装部装设于所述高光谱传感器组件的背离所述球形摄像机组件的一侧，所述补光灯组件的出射光线用于照射所述高光谱传感器组件的光谱感测区域；和
驱动组件，所述驱动组件装设于所述壳体的容置腔体内，所述驱动组件包括驱动壳体和装设在所述驱动壳体内的驱动电机，所述驱动电机的输出轴自所述端面凸出于所述壳体，所述第一安装部固定连接于所述输出轴；
其中，所述驱动壳体在所述壳体内形成将所述驱动电机与所述机身隔离的独立腔体，所述高光谱传感器组件和所述补光灯组件在所述驱动电机的带动下以所述输出轴为中心同步地相对于所述端面水平转动，以改变所述光谱感测区域与所述球形摄像机组件的可见光图像区域的相对位置。
2.根据权利要求1所述的用于监控水质的摄像机，其特征在于，所述驱动壳体包括自所述端面凸出于所述壳体的输出端，所述输出端形成为以所述输出轴为中心的环形壁，所述输出端内具有由所述输出轴驱动的轴承；
所述第一安装部装设于所述输出端内，所述轴承径向压配于所述第一安装部的外缘，以带动所述第一安装部以所述输出轴为中心水平转动。
3.根据权利要求2所述的用于监控水质的摄像机，其特征在于，在所述输出轴的轴向方向上，所述输出端的第一端由套设于所述第一安装部的环形垫片封盖，所述输出端的第二端由轴承盖板封盖；
其中，所述轴承盖板经由第三紧固件固定至所述第一安装部，以将所述第一安装部轴向限位于所述输出端内。
4.根据权利要求3所述的用于监控水质的摄像机，其特征在于，所述输出端包括自所述环形壁的内表面径向向内延伸的第一限位筋，所述第一限位筋的内缘抵接所述第一安装部的外缘；
其中，所述输出端内包括动密封圈，所述动密封圈环绕所述第一安装部的外缘，且在所述输出轴的轴向方向上被限位于所述环形垫片和所述第一限位筋之间；
所述轴承在所述输出轴的轴向方向上被限位于所述第一限位筋和所述轴承盖板之间。
5.根据权利要求1所述的用于监控水质的摄像机，其特征在于，所述高光谱传感器组件包括外壳和装设于所述外壳内的光谱采集模块；
其中，所述外壳包括：
竖直部，所述竖直部经由所述第一安装部可转动地装设于所述端面，所述竖直部沿着所述端面的法向方向延伸；
倾斜部，所述倾斜部连接于所述竖直部，所述倾斜部沿着与水平面形成第二夹角的方向延伸；
所述光谱采集模块装设于所述倾斜部中，所述光谱采集模块具有第一中心轴，所述第一中心轴与水平面形成所述第二夹角，所述第二夹角的范围为15°至80°之间。
6.根据权利要求1所述的用于监控水质的摄像机，其特征在于，所述第二安装部包括托板，所述托板伸出于所述端面的边缘；
所述补光灯组件具有第二中心轴；
其中，所述补光灯组件装设于所述托板，所述托板的法向方向与水平面形成第二夹角，以使所述第二中心轴与水平面形成第二夹角，所述第二夹角的范围为15°至80°之间。
7.根据权利要求6所述的用于监控水质的摄像机，其特征在于，所述第二安装部包括：
底板，所述底板套设于所述第一安装部，且经由第二紧固件固定连接于所述高光谱传感器组件；和
侧板，所述侧板的第一侧边与所述底板的外端连接，且沿着所述端面的法向方向朝向所述光谱感测区域延伸；
其中，所述托板与所述侧板的第二侧边连接，且所述托板与所述底板分别位于所述侧板的两侧。
8.根据权利要求7所述的用于监控水质的摄像机，其特征在于，所述侧板形成为扇形形状，所述第一侧边与所述第二侧边形成所述第二夹角。
9.根据权利要求6所述的用于监控水质的摄像机，其特征在于，所述补光灯组件包括灯筒和用于所述灯筒的供电组件，
其中，所述供电组件和灯筒分别装设于所述托板的相对的两侧，所述灯筒和所述高光谱传感器组件同向设置，
所述供电组件和所述灯筒经由线缆连接，所述托板具有供所述线缆穿过的豁口；
所述灯筒包括：
筒身，所述筒身内形成圆柱形的容置空间；
补光灯，所述补光灯经由灯座支架固定于所述容置空间内；
其中，所述灯座支架包括在所述第二中心轴的方向上限位所述补光灯的限位机构。
10.根据权利要求9所述的用于监控水质的摄像机，其特征在于，所述补光灯包括：
灯珠，所述灯珠包括发光部和位于所述发光部下方的通孔，所述通孔沿厚度方向贯穿所述灯珠；和
灯座，所述灯珠沿着所述第二中心轴的方向可插拔地装设于所述灯座，所述灯座固定于所述灯座支架；
所述灯座支架包括：
支架底壁；
一对支架侧壁，所述一对支架侧壁分别与所述支架底壁的一对相对的边缘连接，所述补光灯位于所述一对支架侧壁之间；和
一对限位支臂，所述一对限位支臂分别自所述一对支架侧壁的顶端相向延伸，所述一对限位支臂的顶端相互抵接；
其中，所述灯座装设于所述支架底壁，且配置为所述灯珠的厚度方向垂直于所述一对支架侧壁，所述一对限位支臂的顶端抵接于所述通孔内。
11.根据权利要求9所述的用于监控水质的摄像机，其特征在于，所述灯筒包括：
筒身底板，所述筒身底板封盖所述筒身的一端，以与所述筒身围合形成所述容置空间；
线缆孔，所述线缆孔贯穿所述筒身底板；
其中，所述灯座支架装设于所述筒身底板的中心，所述线缆孔偏置于所述筒身底板的中心、且抵接所述灯座支架。
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Also Published As
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