[發明專利]海洋觀測微顆粒測量儀

有效

• 申請號: 201410169100.7
• 申請日: 2014-04-23
• 公開（公告）號: CN103994756A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發明（設計）人: 陳道毅;林雄偉;蔡加祥;李邵龍
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳研究生院
• 主分類號: G01C13/00
• 分類號: G01C13/00
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 王震宇

1.一種海洋觀測微顆粒測量儀，包括密封的腔體，其特征在于,所述腔體上開設有透明的觀測窗口，所述觀測窗口外設置有光源，所述腔體中在所述觀測窗口的內側設置有拍攝裝置，所述拍攝裝置包括相機、設置在所述相機的前端的顯微物鏡以及連接在所述顯微物鏡上的物鏡變焦機構，所述相機連接到所述腔體中的觀測數據處理裝置，所述光源以及所述物鏡變焦機構連接到所述腔體中的控制裝置，所述觀測數據處理裝置和所述控制裝置連接到所述腔體的外部線纜接口。

2.如權利要求1所述的海洋觀測微顆粒測量儀，其特征在于,所述腔體包括觀測倉和控制倉，所述拍攝裝置安裝在所述觀測倉內，所述觀測數據處理裝置和所述控制裝置安裝在所述控制倉內，所述觀測倉和所述控制倉之間以隔熱板隔離。

3.如權利要求1所述的海洋觀測微顆粒測量儀，其特征在于,所述腔體包括貫通的圓柱形外殼、分別密封覆蓋在所述外殼前端和后端的腔體前蓋及腔體后蓋，所述觀測窗口設置在所述腔體前蓋上。

4.如權利要求3所述的海洋觀測微顆粒測量儀，其特征在于,所述腔體內安裝有與所述腔體前蓋平行設置的支撐板，所述相機和所述顯微物鏡通過相機和物鏡支架固定，所述相機和物鏡支架一端安裝在所述腔體前蓋上，另一端安裝在所述支撐板上。

5.如權利要求4所述的海洋觀測微顆粒測量儀，其特征在于,所述隔板為隔熱板，所述隔熱板將所述腔體分隔為觀測倉和控制倉，所述拍攝裝置安裝在所述觀測倉內，所述觀測數據處理裝置和所述控制裝置安裝在所述控制倉內。

6.如權利要求1至5任一項所述的海洋觀測微顆粒測量儀，其特征在于,所述光源包括LED燈和激光燈，其中所述LED燈的光照強度高于所述激光燈的光照強度。

7.如權利要求6所述的海洋觀測微顆粒測量儀，其特征在于,所述觀測窗口的外側設置有清潔刷，所述腔體的側邊設置有電機，所述清潔刷與所述電機的驅動端相耦合，所述電機的控制端連接到所述控制裝置，所述清潔刷的清潔范圍覆蓋所述觀測窗口和所述光源。

8.如權利要求1至5任一項所述的海洋觀測微顆粒測量儀，其特征在于,所述觀測窗口為藍寶石玻璃窗口。

9.如權利要求1至5任一項所述的海洋觀測微顆粒測量儀，其特征在于,所述外殼為鈦合金外殼。

10.一種使用權利要求1至9任一項所述海洋觀測微顆粒測量儀的微顆粒追蹤測速方法，其特征在于,包括以下步驟：

通過所述海洋觀測微顆粒測量儀的拍攝裝置顯微放大并拍攝顆粒物圖像，并將所拍攝的圖像傳送到所述海洋觀測微顆粒測量儀的觀測數據處理裝置進行處理，處理過程包括：

連續兩幀圖像進行圖像處理增強，二值化顆粒物圖像；

掃描確定顆粒物的中心點，以中心點代表相應顆粒物；

采用匹配相關算法對連續兩幀的單個顆粒物分別進行相關性匹配，以實現顆粒物追蹤；

利用連續兩幀的顆粒物位移和時間信息計算出顆粒物的平均速度、最大速度和最小速度；

根據顆粒物的位移信息確定瞬時的流場圖。