專利名稱：深海高放大倍率水中懸浮顆粒圖像儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及海洋測(cè)量?jī)x器，特別是涉及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量海水中懸浮顆粒分布和濃度的儀
O
背景技術(shù)：
海水中懸浮顆粒物對(duì)海洋環(huán)境有重要影響，懸浮顆粒物的檢測(cè)是海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)的重要內(nèi)容，也是近海海洋環(huán)境治理的重要內(nèi)容。海洋環(huán)境治理需要現(xiàn)場(chǎng)海水懸浮顆粒物資料，海洋調(diào)查規(guī)范和海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范中都將現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量海水懸浮顆粒物作為重要內(nèi)容列出，為此，水中現(xiàn)場(chǎng)懸浮顆粒物的測(cè)量?jī)x器得到進(jìn)一步重視。目前，海水中懸浮顆粒的測(cè)量?jī)x器主要是利用光學(xué)方法進(jìn)行測(cè)量，利用獲取水中懸浮顆粒的散射圖像或者通過(guò)對(duì)薄層海水顯微成像，以測(cè)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(shí)際懸浮顆粒的大小之間為復(fù)雜的函數(shù)關(guān)系，計(jì)算繁瑣，誤差較大；利用對(duì)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(duì)光學(xué)顯微成像系統(tǒng)的要求較高。圖1顯示現(xiàn)有技術(shù)的測(cè)量水中懸浮顆粒物的“水中懸沙圖像儀 (ZL2005100131032) ”的水下機(jī)。圖1涉及的水中懸沙圖像儀由水下機(jī)和水上計(jì)算機(jī)兩部分組成，水下機(jī)的機(jī)芯設(shè)置在圓柱套筒1內(nèi)，包括顯微物鏡3、CXD相機(jī)2。水下機(jī)圓柱套筒1 的端蓋外部設(shè)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(cè)的動(dòng)片5，動(dòng)片5 和定片4為透明的玻璃片。動(dòng)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(shè)置的直線電機(jī)連接。在直線電機(jī)的帶動(dòng)下，動(dòng)片5沿定片4滑動(dòng)，在動(dòng)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(jī)2將水樣圖像轉(zhuǎn)化為數(shù)字圖像傳給水上計(jì)算機(jī)，然后進(jìn)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(xué)系統(tǒng)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(dāng)多的5微米以下的微小顆粒。對(duì)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(dá)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(wú)法承受海水壓力。另外，采樣裝置的動(dòng)片5 與定片4之間的縫隙與海水連通，縫隙中會(huì)有流動(dòng)海水，影響拍攝的圖像，容易出現(xiàn)拖尾現(xiàn)象，造成顆粒圖像模糊，難以真實(shí)的反映顆粒大小。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的水中懸浮顆粒物測(cè)量裝置存在的問(wèn)題，本發(fā)明推出新的深海高放大倍率水中懸浮顆粒圖像儀，采用長(zhǎng)距離顯微物鏡，增大了物鏡與動(dòng)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(xiàn)場(chǎng)測(cè)量成為可能。同時(shí)，采用自動(dòng)閉合采樣機(jī)構(gòu)，動(dòng)片設(shè)置在可移動(dòng)的密封罩上，自動(dòng)升降的密封罩使動(dòng)片和定片之間的取樣海水與外界隔離，避免海水流動(dòng)引起的拍攝圖像模糊問(wèn)題。本發(fā)明所述的深海高放大倍率水中懸浮顆粒圖像儀由水下機(jī)和水上計(jì)算機(jī)兩部分組成。水下機(jī)為圓柱型結(jié)構(gòu)，水下機(jī)的機(jī)芯設(shè)置在圓筒機(jī)殼內(nèi)，機(jī)芯包括長(zhǎng)距離顯微物鏡、數(shù)字目鏡、微處理器、電池盒，長(zhǎng)距離顯微物鏡靠近機(jī)殼前部端蓋，長(zhǎng)距離顯微物鏡后面設(shè)置數(shù)字目鏡。圓筒機(jī)殼前部端蓋外部設(shè)置采樣裝置，采樣裝置為自動(dòng)閉合采樣機(jī)構(gòu)，包括升降機(jī)構(gòu)、LED光源、定片、動(dòng)片和環(huán)形密封罩。定片固定在機(jī)殼端蓋的外側(cè)，動(dòng)片設(shè)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(cè)設(shè)置環(huán)形密封罩，光源固定罩與升降機(jī)構(gòu)連接，升降機(jī)構(gòu)帶動(dòng)光源固定罩上下移動(dòng)。升降機(jī)構(gòu)的動(dòng)作由微處理器的控制電路控制。本發(fā)明所涉及的深海高放大倍率水中懸浮顆粒圖像儀，采用長(zhǎng)距離顯微物鏡，增大了物鏡與動(dòng)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(dòng)閉合采樣機(jī)構(gòu)，動(dòng)片設(shè)置在可移動(dòng)的密封罩上，自動(dòng)升降的密封罩動(dòng)片和定片之間的取樣海水與外界隔離，避免海水流動(dòng)引起的拍攝圖像模糊問(wèn)題。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的水中懸沙圖像儀水下機(jī)結(jié)構(gòu)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(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中標(biāo)記說(shuō)明
I、圓柱套筒 3、顯微物鏡 5、動(dòng)片 7、圓筒機(jī)殼 9、長(zhǎng)距離顯微物鏡
II、海水 13、環(huán)形密封罩 15、連接桿 17 λ立而蓋 19、電池盒。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步說(shuō)明。圖2顯示了深海高放大倍率水中懸浮顆粒圖像儀水下機(jī)的具體結(jié)構(gòu)，如圖2所示，其水下機(jī)為圓柱型結(jié)構(gòu)，水下機(jī)的機(jī)芯設(shè)置在圓筒機(jī)殼7內(nèi)，機(jī)芯設(shè)置長(zhǎng)距離顯微物鏡9、數(shù)字目鏡8、微處理器18、電池盒19，長(zhǎng)距離顯微物鏡9靠近圓筒機(jī)殼7的前部端蓋17，長(zhǎng)距離顯微物鏡9后面設(shè)置數(shù)字目鏡8，數(shù)字目鏡8與微處理器18連接。圓筒機(jī)殼7前部端蓋17外部設(shè)置采樣裝置，采樣裝置包括升降機(jī)構(gòu)16、LED光源14、定片10、動(dòng)片12和環(huán)形密封罩13。定片10為透明玻璃片，固定在機(jī)殼端蓋17的外側(cè)。動(dòng)片12設(shè)置在LED光源14的固定罩的下部敞口上，動(dòng)片12是與定片
2、CCD相機(jī)
4、定片
6、LED光源裝置 8、數(shù)字目鏡 10、定片 12、動(dòng)片 14、LED光源 16、升降機(jī)構(gòu) 18、微處理器10大小相同并帶有刻度的透明玻璃片。長(zhǎng)距離顯微物鏡9、數(shù)字目鏡8、LED光源14、定片 10和動(dòng)片12在同一條軸線上。LED光源14固定在光源固定罩的中心，光源固定罩外側(cè)設(shè)置環(huán)形密封罩13，光源固定罩與升降機(jī)構(gòu)16連接。升降機(jī)構(gòu)16包括電機(jī)和機(jī)殼端蓋前部固定桿上的滑塊，電機(jī)帶動(dòng)固定桿上的滑塊沿固定桿上下往復(fù)移動(dòng)，固定桿上的滑塊由連
接桿15與光源固定罩固定一起。升降機(jī)構(gòu)16帶動(dòng)光源固定罩上下往復(fù)移動(dòng)，升降機(jī)構(gòu)16的動(dòng)作由微處理器17的控制電路控制。
權(quán)利要求
1.一種深海高放大倍率水中懸浮顆粒圖像儀，由水下機(jī)和水上計(jì)算機(jī)兩部分組成，其特征在于水下機(jī)的機(jī)芯設(shè)置在圓筒機(jī)殼(7)內(nèi)，機(jī)芯設(shè)置包括長(zhǎng)距離顯微物鏡(9)、數(shù)字目鏡(8)、微處理器(18)、電池盒(19)，長(zhǎng)距離顯微物鏡(9)靠近機(jī)殼前部端蓋(17)，長(zhǎng)距離顯微物鏡(9 )后面設(shè)置數(shù)字目鏡(8 )；圓筒機(jī)殼前部端蓋(17)外部設(shè)置采樣裝置，采樣裝置包括升降機(jī)構(gòu)(16)、LED光源(14)、定片(10)、動(dòng)片(12)和環(huán)形密封罩(13)；定片(10)固定在機(jī)殼端蓋(17)的外側(cè)，動(dòng)片(12)設(shè)置在LED光源固定罩的下部敞口上，LED光源(14) 固定在光源固定罩的中心，光源固定罩外側(cè)設(shè)置環(huán)形密封罩(13)，光源固定罩與升降機(jī)構(gòu) (16)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深海高放大倍率水中懸浮顆粒圖像儀，其特征在于，動(dòng)片 (12)是與定片(10)大小相同并帶有刻度的透明玻璃片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水中懸浮顆粒圖像儀，其特征在于，長(zhǎng)距離顯微物鏡(9)、數(shù)字目鏡(8)、LED光源(14)、定片(10)和動(dòng)片(12)在同一條軸線上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深海高放大倍率水中懸浮顆粒圖像儀，其特征在于，所述升降機(jī)構(gòu)(16)包括電機(jī)和機(jī)殼端蓋前部固定桿上的滑塊，電機(jī)帶動(dòng)固定桿上的滑塊沿固定桿上下往復(fù)移動(dòng)，固定桿上的滑塊由連接桿(15)與光源固定罩固定一起。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種深海高放大倍率水中懸浮顆粒圖儀，水下機(jī)的長(zhǎng)距離顯微物鏡靠近機(jī)殼前部端蓋，長(zhǎng)距離顯微物鏡后面設(shè)置數(shù)字目鏡。圓筒機(jī)殼前部端蓋外部設(shè)置采樣裝置，采樣裝置包括升降機(jī)構(gòu)、LED光源、定片、動(dòng)片和環(huán)形密封罩。定片固定在機(jī)殼端蓋的外側(cè)，動(dòng)片設(shè)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(cè)設(shè)置環(huán)形密封罩，光源固定罩與升降機(jī)構(gòu)連接，升降機(jī)構(gòu)帶動(dòng)光源固定罩上下移動(dòng)。升降機(jī)構(gòu)的動(dòng)作由微處理器的控制電路控制。本發(fā)明采用長(zhǎng)距離顯微物鏡，增大了物鏡與動(dòng)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(dòng)閉合采樣機(jī)構(gòu)，避免海水流動(dòng)引起的拍攝圖像模糊問(wèn)題。
文檔編號(hào)G01N15/14GK102507416SQ20111032465
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月24日
發(fā)明者于翔, 于連生, 宋家駒 申請(qǐng)人:國(guó)家海洋技術(shù)中心, 天津城市建設(shè)學(xué)院