煤矿煤尘图像采集装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种煤矿煤尘图像采集装置，包括煤尘图像采集室和煤尘图像采集机构，煤尘图像采集室顶部设有煤尘颗粒入口，煤尘颗粒入口上设有煤尘颗粒入口封盖，煤尘图像采集室的右侧设置有进风口，进风口上连接有进风管，进风管上连接有风机，煤尘图像采集室的底部设置有排风口，排风口上连接有排风管，排风管上连接有排风阀；煤尘图像采集机构包括摄像机、载玻片、盖玻片和气缸，载玻片的几何中心正对摄像机的镜筒设置，载玻片通过减震弹簧连接在煤尘图像采集室的内壁上，气缸的活塞杆上通过连接杆连接有盖玻片连接板，盖玻片与盖玻片连接板固定连接且与载玻片间隔设置。本实用新型煤矿煤尘图像采集质量高，工作可靠性和稳定性高，实用性强。
【专利说明】煤矿煤尘图像采集装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于煤尘浓度检测【技术领域】，尤其是涉及一种煤矿煤尘图像采集装置。
【背景技术】
[0002]由于煤矿生产的特殊性，井下工作人员的人为操作失误以及自然环境都有可能造成重大灾害，威胁人的生命安全。如果能及时确切的掌握人员所处位置的环境信息，就可以避免灾害的发生，减少人员的伤亡。因此如何实时准确的获得井下煤尘环境的数据信息，才是构造检测系统的关键问题。煤矿煤尘粒径差别较大，浓度差异也较大，为了准确测量这些数据，采集到高质量的煤尘图像是基础。
[0003]目前矿上所使用的常规煤尘采集检测方法，测量程序复杂，需要进行称重、烘干、采样、再烘千、再称重及计算等一系列繁琐的过程，因此存在不能及时反映现场环境粉尘污染状况的缺点，不能实现实时测量。而国内外煤尘在线检测技术主要有电容法、β射线法、光散射法、光吸收法、摩擦电法、超声波法、微波法等粉尘浓度在线测量方法。电容法的测量原理简单，但电容测量值与浓度之间并非一一对应的线性关系，电容的测量值易受相分布及流型变化的影响，导致较大的测量误差；β射线粉尘测量法，能够自动连续监测总粉尘质量浓度和工作岗位上的总粉尘质量浓度，并且不受粉尘种类、粒度、分散度、形状、颜色、光泽等因素的影响，测量准确，但目前国内外已有的多种型号的β射线测尘仪大多采用塑料闪烁探头，探测效率较低，若采用较强的β射线源，存在安全隐患，因此降低源的放射性活度是β射线粉尘测量要解决的关键问题，需要对粉尘进行采样后对比测量，很难实现粉尘浓度的在线监测；超声波法、微波法测量粉尘浓度还处于试验研究阶段，市场上成型产品较少。目前市场上主要采用光散射法、光吸收法、摩擦电法进行粉尘浓度在线监测，形成的产品较多，但不同形状颗粒的相关系数有着不同的特征。颗粒形状的多种多样，使得很难对颗粒的粒度粒形分布进行精确的表述是测量技术发展过程上的一个局限。这类方法还不成熟，无法进行精确的颗粒粒度分布测量。
实用新型内容
[0004]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种煤矿煤尘图像采集装置，其结构紧凑，使用操作方便，煤矿煤尘图像采集质量高，工作可靠性和稳定性高，能够满足在煤矿井下恶劣的环境下长期使用的需求，实用性强，便于推广使用。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种煤矿煤尘图像采集装置，包括煤尘图像采集室和煤尘图像采集机构，其特征在于:所述煤尘图像采集室的顶部设置有供煤尘颗粒进入煤尘图像采集室内的煤尘颗粒入口，所述煤尘颗粒入口上设置有煤尘颗粒入口封盖，所述煤尘图像采集室的右侧设置有进风口，所述进风口上连接有进风管，所述进风管上连接有风机，所述煤尘图像采集室的底部设置有排风口，所述排风口上连接有排风管，所述排风管上连接有排风阀；所述煤尘图像采集机构包括摄像机、载玻片、盖玻片和用于带动盖玻片动作的气缸，所述摄像机的镜筒从所述煤尘图像采集室的左侧伸入所述煤尘图像采集室内，所述载玻片的几何中心正对所述摄像机的镜筒设置，所述载玻片通过减震弹簧连接在所述煤尘图像采集室的内壁上，所述气缸的活塞杆上通过连接杆连接有盖玻片连接板，所述盖玻片的几何中心正对所述载玻片的几何中心设置，所述盖玻片与所述盖玻片连接板固定连接且与所述载玻片间隔设置。
[0006]上述的煤矿煤尘图像采集装置，其特征在于:所述煤尘图像采集室内设置有辅助照明装置，所述辅助照明装置包括固定连接在所述煤尘图像采集室的内壁上且位于所述摄像机上方的上照明灯和位于所述摄像机下方的下照明灯，以及固定连接在所述煤尘图像采集室的右上角上的右上反光板和固定连接在所述煤尘图像采集室的右下角上的右下反光板。
[0007]上述的煤矿煤尘图像采集装置，其特征在于:所述上照明灯和下照明灯均为LED照明灯。
[0008]上述的煤矿煤尘图像采集装置，其特征在于:所述摄像机为CXD摄像机。
[0009]上述的煤矿煤尘图像采集装置，其特征在于:所述载玻片的形状和所述盖玻片的形状均为矩形，所述减震弹簧的数量为四根且分别连接在所述载玻片的四个角上。
[0010]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0011]1、本实用新型结构紧凑，设计合理，使用操作方便。
[0012]2、本实用新型的煤尘颗粒入口上设置有煤尘颗粒入口封盖，使得煤尘图像采集室能够形成密闭的气室，能够保证煤矿煤尘图像采集环境的清洁，保证了煤矿煤尘图像采集质量。
[0013]3、本实用新型采用摄像机、盖玻片和载玻片相配合采集煤矿煤尘图像，采集到的图像清晰且无运动模糊现象，能够在煤矿井下恶劣的环境下可靠使用，且能够满足长期使用的需求。
[0014]4、本实用新型设置通过设置上照明灯和下照明灯，能够避免光线对图像质量的影响；通过设置右上反光板和右下反光板，能够使得光线最大程度地反射到盖玻片与载玻片部分，从而有效的避免了光照不够对图像带来的不利影响，保证了图像采集质量。
[0015]5、本实用新型通过设置减震弹簧，能够避免图像采集的不稳定性，获得高质量的图像效果。
[0016]6、本实用新型为煤矿煤尘浓度的测量提供了基础，很好地解决了编号为2013JK1080的陕西省教育厅科学研究计划专项项目——《基于三维建模的井下煤仓煤位检测的关键技术研究》中煤矿煤尘图像采集的问题，在实际应用中有助于及时确切的掌握煤矿井下人员所处位置的环境信息，避免灾害的发生，减少人员的伤亡，实用性强，便于推广使用。
[0017]综上所述，本实用新型结构紧凑，使用操作方便，煤矿煤尘图像采集质量高，工作可靠性和稳定性高，能够满足在煤矿井下恶劣的环境下长期使用的需求，实用性强，便于推广使用。
[0018]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】[0019]图1为本实用新型的结构示意图。
[0020]附图标记说明:
[0021]I 一煤尘图像采集室；2—煤尘颗粒入口；3—煤尘颗粒入口封盖；
[0022]4一进风口 ；5—进风管；6—风机；
[0023]7—排风口 ；8—排风管；9一排风阀；
[0024]10一摄像机；10-1—镜筒；11 一载玻片；
[0025]12—盖玻片；13—气缸；14一连接杆；
[0026]15—盖玻片连接板；16—上照明灯；17—下照明灯；
[0027]18—右上反光板；19 一右下反光板；20—减震弹簧。
【具体实施方式】
[0028]如图1所示，本实用新型包括煤尘图像采集室I和煤尘图像采集机构，所述煤尘图像采集室I的顶部设置有供煤尘颗粒进入煤尘图像采集室I内的煤尘颗粒入口 2，所述煤尘颗粒入口 2上设置有煤尘颗粒入口封盖3，所述煤尘图像采集室I的右侧设置有进风口 4，所述进风口 4上连接有进风管5，所述进风管5上连接有风机6，所述煤尘图像采集室I的底部设置有排风口 7，所述排风口 7上连接有排风管8，所述排风管8上连接有排风阀9 ;所述煤尘图像采集机构包括摄像机10、载玻片11、盖玻片12和用于带动盖玻片12动作的气缸13，所述摄像机10的镜筒10-1从所述煤尘图像采集室I的左侧伸入所述煤尘图像采集室I内，所述载玻片11的几何中心正对所`述摄像机10的镜筒10-1设置，所述载玻片11通过减震弹簧20连接在所述煤尘图像采集室I的内壁上，所述气缸13的活塞杆上通过连接杆14连接有盖玻片连接板15，所述盖玻片12的几何中心正对所述载玻片11的几何中心设置，所述盖玻片12与所述盖玻片连接板15固定连接且与所述载玻片11间隔设置。
[0029]如图1所示，本实施例中，所述煤尘图像采集室I内设置有辅助照明装置，所述辅助照明装置包括固定连接在所述煤尘图像采集室I的内壁上且位于所述摄像机10上方的上照明灯16和位于所述摄像机10下方的下照明灯17，以及固定连接在所述煤尘图像采集室I的右上角上的右上反光板18和固定连接在所述煤尘图像采集室I的右下角上的右下反光板19。通过设置上照明灯16和下照明灯17，能够避免光线对图像质量的影响；通过设置右上反光板18和右下反光板19，能够使得光线最大程度地反射到盖玻片12与载玻片11部分，从而有效的避免了光照不够对图像带来的不利影响。
[0030]本实施例中，所述上照明灯16和下照明灯17均为LED照明灯。所述摄像机10为CCD摄像机。所述载玻片11的形状和所述盖玻片12的形状均为矩形，所述减震弹簧20的数量为四根且分别连接在所述载玻片11的四个角上。通过设置减震弹簧20，能够避免图像采集的不稳定性，获得高质量的图像效果。
[0031]本实用新型使用时，要完成一次煤矿煤尘图像采集，其工作原理及工作过程为:首先，打开煤尘颗粒入口封盖3，将煤矿井下含煤尘的空气样本通过煤尘颗粒入口 2送进煤尘图像采集室1，再盖上煤尘颗粒入口封盖3，形成密闭的气室；接着，启动风机6，风机6通过进风管5和进风口 4送风到煤尘图像采集室I内，模拟煤矿井下的真实环境，使得煤尘颗粒悬浮在煤尘图像采集室I内；然后，启动气缸13，气缸13通过连接杆14和盖玻片连接板15带动盖玻片12向靠近载玻片11的方向运动，使得盖玻片12与载玻片11相接触，在盖玻片12与载玻片11之间的采样空间内就采集到了煤尘颗粒，所述摄像机10实时采集位于所述盖玻片12与载玻片11之间的煤尘颗粒的图像，当图像采集完成后，载玻片11会在减震弹簧20的作用下回到原位，盖玻片12也自恢复到原位，盖玻片12与载玻片11自动分离。
[0032]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【权利要求】
1.一种煤矿煤尘图像采集装置，包括煤尘图像采集室(I)和煤尘图像采集机构，其特征在于:所述煤尘图像采集室(I)的顶部设置有供煤尘颗粒进入煤尘图像采集室(I)内的煤尘颗粒入口(2)，所述煤尘颗粒入口(2)上设置有煤尘颗粒入口封盖(3)，所述煤尘图像采集室(I)的右侧设置有进风口( 4 )，所述进风口( 4 )上连接有进风管(5 )，所述进风管(5 )上连接有风机(6 )，所述煤尘图像采集室(I)的底部设置有排风口( 7 )，所述排风口( 7 )上连接有排风管(8 )，所述排风管(8 )上连接有排风阀(9 );所述煤尘图像采集机构包括摄像机(10),载玻片(11)、盖玻片(12)和用于带动盖玻片(12)动作的气缸(13)，所述摄像机(10)的镜筒(10-1)从所述煤尘图像采集室(I)的左侧伸入所述煤尘图像采集室(I)内，所述载玻片(11)的几何中心正对所述摄像机(10)的镜筒(10-1)设置，所述载玻片(11)通过减震弹簧(20 )连接在所述煤尘图像采集室(I)的内壁上，所述气缸(13)的活塞杆上通过连接杆(14)连接有盖玻片连接板(15)，所述盖玻片(12)的几何中心正对所述载玻片(11)的几何中心设置，所述盖玻片(12)与所述盖玻片连接板(15)固定连接且与所述载玻片(11)间隔设置。
2.按照权利要求1所述的煤矿煤尘图像采集装置，其特征在于:所述煤尘图像采集室(I)内设置有辅助照明装置，所述辅助照明装置包括固定连接在所述煤尘图像采集室(I)的内壁上且位于所述摄像机(10)上方的上照明灯(16)和位于所述摄像机(10)下方的下照明灯(17)，以及固定连接在所述煤尘图像采集室(I)的右上角上的右上反光板(18)和固定连接在所述煤尘图像采集室(I)的右下角上的右下反光板(19)。
3.按照权利要求2所述的煤矿煤尘图像采集装置，其特征在于:所述上照明灯(16)和下照明灯(17)均为LED照明灯。
4.按照权利要求1所述的煤矿煤尘图像采集装置，其特征在于:所述摄像机(10)为CCD摄像机。
5.按照权利要求1所述的煤矿煤尘图像采集装置，其特征在于:所述载玻片(11)的形状和所述盖玻片(12)的形状均为矩形，所述减震弹簧(20)的数量为四根且分别连接在所述载玻片(11)的四个角上。
【文档编号】G01N21/84GK203587513SQ201320799338
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年12月5日 优先权日:2013年12月5日
【发明者】王征 申请人:西安科技大学