[發明專利]深海高放大倍率水中懸浮顆粒圖像儀

無效

• 申請號: 201110324655.0
• 申請日: 2011-10-24
• 公開（公告）號: CN102507416A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 于翔;于連生;宋家駒
• 申請（專利權）人: 天津城市建設學院;國家海洋技術中心
• 主分類號: G01N15/10
• 分類號: G01N15/10;G01N15/14
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 李鳳

技術領域

本發明涉及海洋測量儀器，特別是涉及現場測量海水中懸浮顆粒分布和濃度的儀器。

背景技術

海水中懸浮顆粒物對海洋環境有重要影響，懸浮顆粒物的檢測是海洋環境監測的重要內容，也是近海海洋環境治理的重要內容。海洋環境治理需要現場海水懸浮顆粒物資料，海洋調查規范和海洋監測規范中都將現場測量海水懸浮顆粒物作為重要內容列出，為此，水中現場懸浮顆粒物的測量儀器得到進一步重視。

目前，海水中懸浮顆粒的測量儀器主要是利用光學方法進行測量，利用獲取水中懸浮顆粒的散射圖像或者通過對薄層海水顯微成像，以測量海水中懸浮顆粒物的分布和濃度。水中懸浮顆粒散射圖像散斑的大小與實際懸浮顆粒的大小之間為復雜的函數關系，計算繁瑣，誤差較大；利用對薄層海水顯微成像分析海水中懸浮顆粒物的分布和濃度，對光學顯微成像系統的要求較高。

圖1顯示現有技術的測量水中懸浮顆粒物的“水中懸沙圖像儀(ZL2005100131032)”的水下機。圖1涉及的水中懸沙圖像儀由水下機和水上計算機兩部分組成，水下機的機芯設置在圓柱套筒1內，包括顯微物鏡3、CCD相機2。水下機圓柱套筒1的端蓋外部設置采樣裝置，采樣裝置包括固定在端蓋上的定片4、定片外側的動片5，動片5和定片4為透明的玻璃片。動片5固定在?LED光源裝置6的前端，LED光源裝置6與圓柱套筒1的端蓋外部設置的直線電機連接。在直線電機的帶動下，動片5沿定片4滑動，在動片5和定片4之間形成采集的薄層水樣。LED光源照亮水樣，顯微物鏡3接收含有懸浮顆粒物的薄層水樣的圖像，CCD相機2將水樣圖像轉化為數字圖像傳給水上計算機，然后進行處理得到海水水樣中懸浮顆粒物的分布和濃度。

但是，圖1所示的水中懸沙圖像儀的水中顯微光學系統的顯微物鏡3采用放大倍率為10倍的短距離物鏡，不能拍攝海水中相當多的5微米以下的微小顆粒。對于普通的短距離物鏡，要拍攝5微米以下的微小顆粒，顯微物鏡放大倍率至少要達到40倍，顯微物鏡前端面到要觀察的顆粒之間的物距需要小于1毫米，要求安裝在物鏡和被觀察顆粒之間的定片4小于1毫米，起密封窗口作用的定片4將無法承受海水壓力。另外，采樣裝置的動片5與定片4之間的縫隙與海水連通，縫隙中會有流動海水，影響拍攝的圖像，容易出現拖尾現象，造成顆粒圖像模糊，難以真實的反映顆粒大小。

發明內容

針對現有技術的水中懸浮顆粒物測量裝置存在的問題，本發明推出新的深海高放大倍率水中懸浮顆粒圖像儀，采用長距離顯微物鏡，增大了物鏡與動片之間的定片厚度，解決了深海耐壓和放大倍率的矛盾，使深海微小懸浮顆粒的現場測量成為可能。同時，采用自動閉合采樣機構，動片設置在可移動的密封罩上，自動升降的密封罩使動片和定片之間的取樣海水與外界隔離，避免海水流動引起的拍攝圖像模糊問題。

本發明所述的深海高放大倍率水中懸浮顆粒圖像儀由水下機和水上計算機兩部分組成。

水下機為圓柱型結構，水下機的機芯設置在圓筒機殼內，機芯包括長距離顯微物鏡、數字目鏡、微處理器、電池盒，長距離顯微物鏡靠近機殼前部端蓋，長距離顯微物鏡后面設置數字目鏡。圓筒機殼前部端蓋外部設置采樣裝置，采樣裝置為自動閉合采樣機構，包括升降機構、LED光源、定片、動片和環形密封罩。定片固定在機殼端蓋的外側，動片設置在LED光源固定罩的下部敞口上，LED光源固定在光源固定罩的中心，光源固定罩外側設置環形密封罩，光源固定罩與升降機構連接，升降機構帶動光源固定罩上下移動。升降機構的動作由微處理器的控制電路控制。

本發明所涉及的深海高放大倍率水中懸浮顆粒圖像儀，采用長距離顯微物鏡，增大了物鏡與動片之間的定片厚度，解決了深海耐壓和放大倍率的矛盾，可以拍攝深海5微米以下水中懸浮物微小顆粒；采用自動閉合采樣機構，動片設置在可移動的密封罩上，自動升降的密封罩動片和定片之間的取樣海水與外界隔離，避免海水流動引起的拍攝圖像模糊問題。?

附圖說明

圖1為現有技術的水中懸沙圖像儀水下機結構示意圖。

圖2為深海高放大倍率水中懸浮顆粒圖像儀的下機結構示意圖。

附圖中標記說明：

1、圓柱套筒?????????????2、CCD相機

3、顯微物鏡?????????????4、定片

5、動片?????????????????6、LED光源裝置

7、圓筒機殼?????????????8、數字目鏡????????????

9、長距離顯微物鏡???????10、定片??????????????