[實用新型]可直接觀測多種水動力及濃度環境的絮凝沉降實驗系統

有效

• 申請號: 201920366947.2
• 申請日: 2019-03-22
• 公開（公告）號: CN209656504U
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發明（設計）人: 郭超;姚仕明;金中武;郭磊城;周銀軍;謝衛明;李季;朱帥
• 申請（專利權）人: 長江水利委員會長江科學院
• 主分類號: G01N15/00
• 分類號: G01N15/00
• 代理公司: 42113 武漢楚天專利事務所
• 代理人: 孔敏<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本實用新型提供一種可直接觀測多種水動力及濃度環境的絮凝沉降實驗系統，包括透明有機玻璃圓筒、高倍攝像機、攝像機鏡頭、控制電腦、LED背光板，高倍攝像機的前端安裝攝像機鏡頭，攝像機鏡頭安裝于透明有機玻璃圓筒側壁居中位置，高倍攝像機電性連接于控制電腦；所述透明有機玻璃圓筒內還安裝有相對攝像機鏡頭設置的LED背光板，所述LED背光板固定于可伸縮連接桿的一端，所述LED背光板與攝像機鏡頭位于同一高度，且通過調節可伸縮連接桿實現與攝像機鏡頭之間的距離可調。本實用新型可以模擬多種水體紊動條件，可以進行多種濃度試驗，根據試驗濃度的大小對光源位置便捷地進行調節，以實現最佳的觀測效果。

技術領域

本實用新型涉及一種觀測系統，具體是一種可直接觀測多種水動力及濃度環境的絮凝沉降實驗系統。

背景技術

高倍攝像機被廣泛應用于絮團觀測，通過對記錄的錄像文件進行圖像分析處理，可以得到絮團粒徑、形狀以及沉降速度等泥沙絮凝研究關鍵參數。現有泥沙絮凝研究手段主要存在兩方面不足：第一，對絮凝的研究大多集中于靜水沉降環境，而水體紊動是影響絮凝過程和絮團特性的關鍵因素，因此靜水環境得到的試驗結果不能反映天然水體中不同水動力環境下的真實情況；第二，目前的觀測設備通常只能進行懸沙濃度不超過50-100mg/L的試驗，原因有兩個：一是濃度較高后光源穿透受到影響，導致拍攝的圖像曝光不夠，顯示不清晰，難以準確獲取絮團相關參數；二是濃度較高后可能出現較多沿拍攝方向不同位置絮團的相互重合，也會影響絮團參數獲取。而懸沙濃度也是影響泥沙絮凝的一個重要要素，因此不僅需要研究低濃度條件下的絮團特性，也有必要開展較高濃度下的試驗研究，但是基于當前的設備難以實施。

實用新型內容

本實用新型提供一種可直接觀測多種水動力及濃度環境的絮凝沉降實驗系統，以解決現有觀測設備的缺陷，其可以根據研究需要進行不同水動力和濃度的模擬試驗，基于試驗濃度的大小對光源位置便捷地進行調節，以實現最佳的觀測效果。

一種可直接觀測多種水動力及濃度環境的絮凝沉降實驗系統，包括透明有機玻璃圓筒、高倍攝像機、攝像機鏡頭、控制電腦、LED背光板，所述高倍攝像機的前端安裝攝像機鏡頭，攝像機鏡頭安裝于透明有機玻璃圓筒側壁居中位置，所述高倍攝像機電性連接于控制電腦；其特征在于：所述透明有機玻璃圓筒內還安裝有相對攝像機鏡頭設置的LED背光板，所述LED背光板固定于可伸縮連接桿的一端，所述LED背光板與攝像機鏡頭位于同一高度，且通過調節可伸縮連接桿實現與攝像機鏡頭之間的距離可調。

進一步的，還包括攪動裝置，用于攪動所述透明有機玻璃圓筒內的液體實現不同水體紊動條件。

進一步的，所述攪動裝置包括可變頻電機、葉輪，所述葉輪置于透明有機玻璃圓筒內，其中心處固定連接葉輪連接桿，所述葉輪連接桿的頂端連接可變頻電機。

進一步的，所述攪動裝置包括振動格柵、格柵連接桿、旋轉電機，振動格柵置于透明有機玻璃圓筒內，通過格柵連接桿與旋轉電機連接，通過旋轉電機控制振動格柵上下振動，以產生近似各向同性的格柵紊流，進而實現不同水體紊動條件。

進一步的，所述可伸縮連接桿的另一端與可伸縮連接桿固定桿連接，可伸縮連接桿固定桿呈豎直設置，將可伸縮連接桿橫向固定于透明有機玻璃圓筒內。

進一步的，所述可伸縮連接桿為伸縮式桿狀結構，由多節伸縮桿連接而成，相鄰伸縮桿之間通過可伸縮連接桿固定栓連接。

進一步的，可伸縮連接桿固定栓與伸縮桿之間的連接方式為螺紋連接或插接。

進一步的，還包括驅動電機、驅動桿、濃度傳感器，所述可伸縮連接桿包括至少兩個相互套接滑動的伸縮桿，外端的伸縮桿具有滑動部，濃度傳感器和驅動電機均與控制電腦連接，控制電腦根據濃度傳感器監測的濃度值控制驅動電機的運轉，進而調節驅動桿的前后移動實現LED背光板與攝像機鏡頭之間的距離調節。