悬浮泥沙浓度监测系统及监测方法与流程

文档序号:11131354阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种悬浮泥沙浓度监测系统,其特征在于,包括控制单元、光源、成像装置和探头,所述探头包括固定装置、传光光纤和光纤传像束,所述光纤传像束包括数万根单丝光纤,所述光纤传像束的一端为拾像端,另一端为输出端,所述光纤传像束将所述拾像端拾取的图像通过每根所述单丝光纤逐点传向所述输出端,所述拾像端固定于所述固定装置上,所述输出端和所述成像装置连接,所述传光光纤的一端为出光端,所述出光端固定于所述固定装置上,所述传光光纤的另一端和所述光源连接,所述光纤传像束的拾像端和所述传光光纤的出光端相对设置,所述控制单元分别和所述光源与所述成像装置连接。

2.如权利要求1所述的悬浮泥沙浓度监测系统,其特征在于,所述成像装置包括可调镜筒、透镜、CCD相机和光纤转接件,所述可调镜筒包括固定镜筒和移动镜筒,所述透镜设于所述固定镜筒内,所述CCD相机设于所述固定镜筒远离所述移动镜筒的一端,所述移动镜筒的一端套设于所述固定镜筒内,所述光纤转接件设于所述移动镜筒的另一端,所述移动镜筒相对于所述固定镜筒可移动。

3.如权利要求1所述的悬浮泥沙浓度监测系统,其特征在于,所述传光光纤的出光端与光纤传像束的拾像端的中垂线重合,所述传光光纤的纤芯直径大于所述光纤传像束的拾像端的有效成像区域的直径。

4.如权利要求1所述的悬浮泥沙浓度监测系统,其特征在于,所述传光光纤的出光端与所述光纤传像束的拾像端的距离为毫米级。

5.如权利要求1所述的悬浮泥沙浓度监测系统,其特征在于,所述光纤传像束中的单根所述单丝光纤的直径为13μm,分辨率44LP/mm。

6.如权利要求1所述的悬浮泥沙浓度监测系统,其特征在于,所述传光光纤的直径为2mm,所述光纤传像束的直径为1mm。

7.如权利要求1所述的悬浮泥沙浓度监测系统,其特征在于,所述探头为开放式系统。

8.一种采用如权利要求1-7中任一项所述的悬浮泥沙浓度监测装置的监测方法,其特征在于,包括如下步骤:

将所述探头放入泥沙溶液中;

所述控制单元发送信号开启所述光源和所述成像装置,通过所述光纤传像束的拾像端连续采集若干图像;

所述成像装置将采集的所述图像发送至所述控制单元;

所述控制单元处理所述图像,实时获取、显示所述图像的平均灰度累积平均值;

通过泥沙浓度值与图像的平均灰度累积平均值的关系式,计算不同的所述平均灰度累积平均值对应的泥沙浓度值。

9.如权利要求8所述的监测方法,其特征在于,所述泥沙浓度值与所述图像的平均灰度累积平均值的关系式通过如下方法得到:

分别配置不同浓度的泥沙溶液;

将所述探头的固定装置放入所述泥沙溶液中;

所述控制单元发送信号开启所述光源和所述成像装置,连续采集多张图像;

所述成像装置将采集的所述图像发送至所述控制单元;

所述控制单元处理所述图像,实时获取、显示和存储每张所述图像的平均灰度值、累积平均值和灰度谱信息,得到不同泥沙浓度下多张所述图像的平均灰度累积平均值;

通过拟合得到泥沙浓度值与所述图像的平均灰度累积平均值的关系式。

10.如权利要求8所述的监测方法,其特征在于,在将所述探头放入泥沙溶液中的步骤之前,还包括对所述悬浮泥沙浓度监测装置进行标定的步骤,标定方法如下:

将所述探头的固定装置放入清水中;

所述控制单元发送信号开启所述光源和所述成像装置,调节成像装置使得成像装置清晰成像,同时调整光源光强,防止图像出现过饱和现象。

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