[實用新型]一種基于可移動跟蹤拍攝的擴散濃度場全場瞬時檢測裝置

有效

• 申請號: 201520987333.8
• 申請日: 2015-12-02
• 公開（公告）號: CN205374312U
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 蘇春艷;張瑞芬;應承希;丁濤;石明娟;何默為
• 申請（專利權）人: 中國計量學院
• 主分類號: G01N21/76
• 分類號: G01N21/76
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 杜軍

技術領域

本發明涉及環境監測領域，特別涉及一種基于可移動跟蹤拍攝的擴散濃度場全場瞬時檢測裝置。

背景技術

近年來伴隨我國社會經濟的快速發展，環境污染問題日益嚴峻。由于河流本身具有流動特性，因此河流生態系統很容易受到外來污染的影響。而且，一旦發生地表水污染事件，很容易波及整個流域，飲用水自然會受到污染，進而對包括人類在內的一切生物的健康造成威脅。同時，地表水受到污染以后，進一步影響周圍陸地的生態，影響流域湖泊水庫的生態，也會影響其下游河口、海灣、海洋的生態系統。因此河流水體環境的污染，其危害遠比湖泊水庫等靜態水體大。研究環境污染問題，人們最關心的是污染物在空間的分布。水體中污染物濃度場是衡量水體被污染程度的重要指標，因此成為當前環境工作者研究的熱點之一。

射流濃度場的研究至今已有不少學者做了相關的工作。在考察污染物擴散時，離子的濃度分布是分析離子擴散系數等物性參數的重要基礎條件。因此，尋求離子擴散中濃度場的快速、準確的檢測方法是至關重要的。而離子濃度的傳統檢測方法多是接觸式單點濃度測量法，難以迅速、直觀地獲得離子在空間上的濃度分布。近幾年國內外發展的先進流動顯示和測量方法，如PIV技術、激光誘導熒光和全息干涉技術等，因為測量區域小(一般只有幾個平方厘米)、價格高、對使用環境要求苛刻等原因大大限制了其在濃度場測量中應用。

發明內容

本發明是一種基于可移動跟蹤拍攝的擴散濃度場全場瞬時檢測裝置，包括可移動拍照裝置、水槽靜水模擬裝置和射流模擬裝置；

所述可移動拍照裝置包括導軌、相機固定裝置、防震泡沫塊、導軌夾、相機；

所述導軌由導軌夾固定在水槽上；

所述相機固定裝置底部設有滑輪，滑輪與導軌配合連接，滑輪通過驅動電機驅動，可以沿著導軌平緩移動，以滿足在不同位置拍攝射流場的需求；

所述防震泡沫塊位于相機固定裝置底部，具有保護相機的功能，在相機移動的過程中還能起到緩沖作用；

相機固定裝置底部的孔可起到固定鏡頭的作用，使相機拍攝時始終與水面持平，這樣得到的圖像整齊有序，方便后續的圖像處理工作。

所述的相機包括處理器模塊、CMOS圖像傳感器模塊、光學系統模塊、以太網模塊、電源模塊、驅動模塊；光學系統模塊包括雙濾鏡切換器、三可變鏡頭、LED補光燈，雙濾鏡切換器安裝在CMOS圖像傳感器前，內嵌850～1050nm的近紅外濾鏡和400～1050nm全光譜濾鏡；LED補光燈的開閉由光敏電阻和處理器模塊控制的繼電器共同完成，以滿足弱光下的拍攝要求。

所述射流模擬裝置包括儲液箱、第四導流通道、轉子流量計、流量控制閥、T型多孔擴散器、射流管；

儲液箱通過第四導流通道與T型多孔擴散器連接，所述的第二恒流泵、轉子流量計、流量控制閥按照水流方向依次設置在第四導流通道上；T型多孔擴散器上的每根分流管上都設有一個射流管，每個射流管通過橡皮塞固定在實驗水槽對應的射流孔內。

所述實驗水槽的出水口與廢液收集箱的進水口經第三導流通道相連，防止液體濺出，提高安全性。

所述的儲水箱上設有多個不同高度的溢流口；所述儲水箱的進水口截面為梯形。

所述實驗水槽的進水口截面為梯形。

所述流堰板頂部采用鋸齒波結構，根據實驗所需水位的高度更換不同尺寸的堰板，使得水槽內水位保持在既定高度，保證實驗所需環境的穩定性。

所述水槽靜水模擬裝置包括儲水箱、實驗水槽、第一恒流泵、第一導流通道、第二導流通道、第三導流通道、溢流通道、閥門、流堰板、支架、廢液收集箱、水桶、LGY-II旋漿式流速儀；

所述儲水箱、實驗水槽均放置在支架上；所述流堰板設置在實驗水槽內的插口位置，所述的插口位置到距離實驗水槽出水側的距離為六分之一實驗水槽長度；所述廢液收集箱放置在支架的底部；所述第一恒流泵設置在水桶中，第一恒流泵通過第二導流通道與儲水箱的進水口連接，儲水箱的溢流口通過溢流通道與水桶連接；儲水箱的出水口設有閥門，閥門通過第一導流通道與實驗水槽的進水口連接，儲水箱的出水口與實驗水槽的進水口位于同一水平高度；所述的LGY-II旋漿式流速儀設置在實驗水槽內，所述的LGY-II旋漿式流速儀到距離實驗水槽進水側的距離為7/24～1/3實驗水槽長度；實驗水槽上設置有多個射流孔，射流孔的直徑為4cm，每個射流孔的圓心與實驗水槽底部的距離均為5cm，且相鄰兩個射流孔的圓心距為6cm，離實驗水槽出水口最近的一個射流孔的圓心與實驗水槽的出水側距離32～40cm。