CN201251551Y - 水下浮游动物在线可视化监测装置 - Google Patents

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Abstract

水下浮游动物在线可视化监测装置，它包括成像密封舱体、照明密封舱体和支撑框架；所述成像密封舱体和照明密封舱体固定在支撑框架上。本实用新型具有功耗低、光照均匀、成像质量好、便于大景深成像观测、分辨率高、对浮游生物可以进行非接触成像测量等优点，是一种水下浮游生物实时成像监测装置，该装置可以在水下通过将照明光源和成像器件集成为一体，可以连续记录水下浮游生物的变化的时间序列过程，为海洋浮游生物的实时、自动、快速、高时空分辨率观测与分析提供了一种新的监测手段。

Description

水下浮游动物在线可视化监测装置
技术领域
本实用新型涉及一种水下监测装置，尤其是涉及一种在海洋生态监测应用中的水下浮游生物可视化监测装置。
背景技术
浮游生物的生物量、种群结构、群落多样性、地理分布及生理变化对海洋食物链结构变化、海洋物质循环的生物泵作用、生物地球化学循环影响、整个海洋生态系统结构和功能变化、甚至全球气候变化都起着重要的作用。但是传统的浮游生物检测方法采用简单的浮游生物拖网或采集现场水样进行浮游生物丰度或浮游生物量(湿重或干重)检测，这些方法存在许多问题，一是拖网反映的是长距离的水平或垂直方向所采集的浮游生物总和，其空间分辨率在几米甚至几十米，无法体现浮游生物的空间种群分布结构和丰度微观变化细节；二是拖网很容易损坏一些形体脆弱的浮游物，譬如水母幼体等，造成在实验室内的显微镜下无法识别；三是拖网无法反映浮游生物在水下的运动取向、行为特征、以及群体结构之间的相互关系；四是采集的样品需在现场对样品进行固定保存，在实验室制作观测载片，然后在显微镜下进行辨别计数，需要消耗大量的人员、时间和财力资源。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种在海洋生态监测应用中的水下浮游生物可视化监测装置；该装置能解决对海洋浮游生物高分辨率时空变化的认识不足，譬如时空范围的浮游生物组成及变化、群落多样性、功能群结构等问题。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：它包括成像密封舱体、照明密封舱体和支撑框架；所述成像密封舱体和照明密封舱体固定在支撑框架上。
作为上述技术方案的进一步改进，所述照明密封舱体内设有脉冲触发电路、发光二极管、准直透镜和反射镜，在照明密封舱体上还设有面向成像密封舱体的光学窗口；所述发光二极管位于光源经准直透镜的焦点上；所述发射镜为45°角平面反射镜。
作为上述技术方案的进一步改进，所述成像密封舱体内设有平面反射透镜、相机、固定在相机上的组合镜头和图像采集系统；所述平面反射透镜、相机、固定在相机上的组合镜头的中心在同一水平线上；所述成像密封舱体设有与照明密封舱体上的光学窗口相对的光学窗口。
进一步的改进，所述的组合镜头是光学镜头。
进一步的改进，所述的相机是工业数字相机。
本实用新型具有如下有益效果：
1、本实用新型采用低功耗的发光二极管作为光源，取代传统的大功率氙灯闪光灯、卤素灯等水下光源，大大降低了系统功耗；
2、为保证系统的成像质量，采用透镜将发光二极管点光源转换成均匀的平行光束，保证监测视场内的光照均匀，并且将来之观测区的光束通过反射镜全部送到相机镜头中，充分有效地利用了来自发光二极管的光能量。
3、可以对景深范围内的浮游生物及颗粒提供均匀的照明，便于大景深成像观测的应用；
4、本实用新型分辨率高、对浮游生物可以进行非接触成像测量特点，提供了一种水下浮游生物实时成像监测装置，该装置可以在水下通过将照明光源和成像器件集成为一体，可以连续记录水下浮游生物的变化的时间序列过程，为海洋浮游生物的实时、自动、快速、高时空分辨率观测与分析提供了一种新的监测手段。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的工作原理图。
具体实施方式
参见图1、图2所示，本实用新型包括成像密封舱体1、照明密封舱体2和支撑框架3；所述成像密封舱体1和照明密封舱体2固定在支撑框架3上；所述照明密封舱体2内设有脉冲触发电路21、发光二极管22、准直透镜23和反射镜24，在照明密封舱体2上还设有面向成像密封舱体1的光学窗口25；所述发光二极管22、准直透镜23和反射镜24的中心最好设置在同一水平线上，且所述发光二极管22位于光源经准直透镜23的焦点上；所述发射镜24为45°角平面反射镜；所述成像密封舱体1内设有平面反射透镜11、工业数字相机12、固定在工业数字相机12上的光学镜头13和图像采集系统14；所述平面反射透镜11、工业数字相机12、固定在工业数字相机12上的光学镜头13的中心在同一水平线上；所述成像密封舱体1上设有与照明密封舱体2上的光学窗口25相对的光学窗口15。
本实用新型的工作原理如下：在照明密封舱体2中，发光二极管22位于光源经准直透镜23的焦点上，来自发光二极管22的光经准直透镜23变为平行光束，该光束经45°角平面反射镜24，变换90°传播方向，经过照明密封舱体2上的光学窗口25到达成像密封舱体1上的光学窗口15。这样就可以对在照明密封舱体2上的光学窗口25和成像密封舱体1上的光学窗口15之间的水中浮游生物进行照明成像；来自被观测区的光束由光学窗口15进入成像密封舱体1内，经成像密封舱体1内的平面反射透镜11将成像光束传输到光学镜头13和工业数字相机12中进行成像，所成的数字图像经图像采集系统14进行采集并存储，这样可以对照明密封舱体2上的光学窗口25和成像密封舱体1上的光学窗口15之间的浮游生物及颗粒进行连续成像记录，实现长期、非介入的实时观测与信息记录。所观测的浮游生物大小由光学镜头13来控制，采用放大倍率为6倍的光学镜头可以对100μm～4mm范围内的浮游生物进行高分辨率成像。
显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。

Claims (5)

1、水下浮游动物在线可视化监测装置，其特征在于：它包括成像密封舱体、照明密封舱体和支撑框架；所述成像密封舱体和照明密封舱体固定在支撑框架上。
2、根据权利要求1所述的水下浮游动物在线可视化监测装置，其特征在于：所述照明密封舱体内设有脉冲触发电路、发光二极管、准直透镜和反射镜，在照明密封舱体上还设有面向成像密封舱体的光学窗口；所述发光二极管位于光源经准直透镜的焦点上；所述发射镜为45°角平面反射镜。。
3、根据权利要求1或2所述的水下浮游动物在线可视化监测装置，其特征在于：所述成像密封舱体内设有平面反射透镜、相机、固定在相机上的组合镜头和图像采集系统；所述平面反射透镜、相机、固定在相机上的组合镜头的中心在同一水平线上；所述成像密封舱体设有与照明密封舱体上的光学窗口相对的光学窗口。
4、根据权利要求3所述的水下浮游动物在线可视化监测装置，其特征在于：所述的组合镜头是光学镜头。
5、根据权利要求4所述的水下浮游动物在线可视化监测装置，其特征在于：所述的相机是工业数字相机。
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