CN2837835Y - 具有高灵敏度的水中油检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种具有高灵敏度的水中油检测装置，由镜头、彩色CCD摄像机、嵌入式图像处理器、底座和机壳组成，镜头、彩色CCD摄像机固定在底座上，CCD摄像机和图像处理由电缆连接，罩在机壳里。机壳扣在底座上，可以方便地在现场使用。本实用新型提出了采用彩色图像处理技术，可使水中油检测仪器不需要精确调整探测器的位置，就能得到散射光的最大值，因此可以快速、高灵敏的计算出水中油的含量。仪器为便携式，可以在现场使用。从而为我国的环保领域提供一种使用方便、应用广泛的检测设备。

Description

具有高灵敏度的水中油检测装置

技术领域：

本实用新型公开一种具有高灵敏度的水中油检测装置，涉及在水中存在固体杂质和腐败元素的情况下，精确测量水中浮游的和乳化的油的含量，监视油的含量和超量报警系统，属于环保监测技术领域的水质检测仪器。

背景技术：

目前，国内外对于水中油的含量的检测，比较先进的办法是利用油分子对光的散射作用来检测散射光的强度。一般检测散射光强度的办法是将点源能量探测器放置在设计的位置，当水中没有油时，探测器检测不到散射光能量，当水中有油时，探测器能检测到散射光的能量。由于水中油滴的大小不同会影响散射光的出射角度和散射强度。若探测器的位置放置不准确，就不能最大限度地接收到散射光的能量。因此，影响仪器的检测灵敏度。

发明内容：

本实用新型公开一种具有高灵敏度的水中油检测装置，采用图像传感器获取水中油的散射光图像的方法来分析水中油的含量，解决了单靠散射光强度检测办法，探测仪器难以操作和放置位置要求苛刻需要精确调整等缺欠。

图像处理器、底座和机壳组成，镜头和彩色CCD摄像机固定在底座上，嵌入式图像处理器放在底座里，底座上罩有机壳，图像处理器与CCD摄像机在机壳内部由电缆连接；

其中，嵌入式图像处理器由晶体振荡器、高速信号处理器、锁存器、锁存器、总线收发器、可编程逻辑器件、液晶显示器、触发器、数模转换器、总线缓冲器构成，晶体振荡器产生40MHz时钟接高速信号处理器输入端，高速信号处理器通过锁存器连到相应存储器，高速信号处理器的数据和地址码经过总线收发器进行缓冲后连到可编程逻辑器件的输入端，产生译码信号送给锁存器的片选端和触发器，触发器产生数据标识和复位信号送给高速信号处理器，高速信号处理器输出的时钟脉冲、行、场同步信号经过可编程逻辑器件送到数模转换器进行图像数据采集，数模转换器采集的图像数据经过总线缓冲器送到高速信号处理器。

将被测水的样品放入样品室，入射光从样品室的输入窗口射入，通过水中油滴的散射，散射光和透射光都照射在样品室的输出窗口上。镜头将输出窗口的图像成像在的CCD摄像机的靶面上，CCD摄像机同时摄取水中油的散射光和透射光图像，该图像的视频信号被送到嵌入式图像处理器，对散射光图像和透射光图像分别进行分析计算，得出光强和水中油的浓度之间的函数关系，并进行校正和将收到的光强转换成一ppm为单位的油的含量。

本实用新型的积极效果在于：采用CCD摄像机同时作散射光和透射光的探测器，通过嵌入式图像处理器分析水中油含量的水中油检测装置，可使仪器的探测器(包括光机结构和电子学参数)不需要精确调整，能提高检测的灵敏度，快速检测水中油的含量。仪器为便携式，可以在现场使用。从而为我国的环保领域提供一种使用方便、应用广泛的检测设备。该技术可以快速检测水中微量的油，在室内外均可进行，不需要精确调整探测器的位置。

附图说明：

图1为本实用新型总体结构示意图。

图2为本实用新型嵌入式图像处理器原理框图。

具体实施方式：

根据图1所示，除放置被测水样的样品室以外，镜头1、彩色CCD摄像机2、嵌入式图像处理器3、底座4和机壳5组成本装置。镜头装在CCD摄像机上，对准样品室的输出窗口固定好，罩在机壳里；嵌入式图像处理器放在底座里，用电缆与摄像机连接，机壳锁定在底座上。

在图2中，嵌入式图像处理器由晶体振荡器6、高速信号处理器(TMS320VC5409)7、锁存器(74LS373)8、锁存器(74LS373)9、总线收发器(74LS245)10、可编程逻辑器件(AT29VL1024)11、液晶显示器12、触发器(74LS174)13、数模转换器(SA7111A)14、总线缓冲器(74LS126)15组成，将上述各单元组成一个微型图像处理器，根据计算机对散射和透射光图像的分析结果，显示出水中油的含量。

样品室是放置被测水样的容器，它的输入、输出窗口是前后相对设置的和光学透明的。镜头1是普通的成像镜头，它将样品室的输出窗口成像在CCD摄像机2的靶面上。CCD摄像机2是彩色CCD摄像机，它把镜头1所成的光学图像变成全视频信号，通过电缆送给嵌入式图像处理器3。嵌入式图像处理器3对彩色图像数据进行处理、分析，计算出水中油的含量后，显示处理结果。镜头1、彩色CCD摄像机2都安装在底座4上，并由机壳5罩上。

晶体振荡器6产生40MHz时钟供给高速信号处理器7运行，高速信号处理器7通过锁存器8、9连到相应存储器，高速信号处理器7的数据和地址码经过总线收发器10进行缓冲后连到可编程逻辑器件11的输入端，产生译码信号送给锁存器8、9的片选端和触发器13，触发器13产生数据标识和复位信号送给高速信号处理器7，高速信号处理器7输出的时钟脉冲、行、场同步信号经过可编程逻辑器件11送到数模转换器14进行图像数据采集。数模转换器14采集的图像数据经过总线缓冲器15送到高速信号处理器7进行处理。

Claims (1)

1、一种具有高灵敏度的水中油检测装置，其特征在于：由镜头、彩色CCD摄像机、嵌入式图像处理器、底座和机壳组成，镜头和彩色CCD摄像机固定在底座上，嵌入式图像处理器放在底座里，底座上罩有机壳，图像处理器与CCD摄像机在机壳内部由电缆连接；

其中，嵌入式图像处理器由晶体振荡器、高速信号处理器、锁存器、锁存器、总线收发器、可编程逻辑器件、液晶显示器、触发器、数模转换器、总线缓冲器构成，晶体振荡器产生40MHz时钟接高速信号处理器输入端，高速信号处理器通过锁存器连到相应存储器，高速信号处理器的数据和地址码经过总线收发器进行缓冲后连到可编程逻辑器件的输入端，产生译码信号送给锁存器的片选端和触发器，触发器产生数据标识和复位信号送给高速信号处理器，高速信号处理器输出的时钟脉冲、行、场同步信号经过可编程逻辑器件送到数模转换器进行图像数据采集，数模转换器采集的图像数据经过总线缓冲器送到高速信号处理器。