液体中颗粒物自动计数、图像采集及形态测量装置的制作方法

本发明涉及一种测量仪器，具体涉及一种液体中颗粒物自动计数、图像采集及形态测量装置。

背景技术：

各行各业对溶液中悬浮颗粒物进行计数、图像采集、形态测量、分类都有要求，比如在水产科学研究及渔业生产中，对鱼类等各类苗种进行准确计数、形态测量，是渔业生产、科学研究中不可或缺的过程。目前主要人工打样进行计数，鱼苗形态靠体视显微镜观察，需要耗费大量的时间、人力，效率低、精度低，对鱼的损伤较大。在渔业水环境中对水体中的各类浮游动物、浮游植物进行分类、计数等，通常在显微镜下进行抽样观察，费时费力，结果精度低。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种液体中颗粒物自动计数、图像采集及形态测量装置，可快速进行绝对计数，同时还可进行图像采集、形态测量，极大的提高了工作效率。

本实用新型的目的是以下述方式实现的：液体中颗粒物自动计数、图像采集及形态测量装置，包括暗箱，暗箱内设置有线阵相机，线阵相机下方设置有透明中空流动池，透明中空流动池内设置有流动通道，透明中空流动池一端通过过渡管与入口管连接，另一端通过过渡管与出口管连接，线阵相机两侧设置有正面光源，透明中空流动池下方设置有背光源，线阵相机与计算机连接，计算机与控制器连接，控制器与正面光源连接。

所述入口管通过弧形过渡管与垂直管道连接，垂直管道与第一进料口连接，出口管与第一出料口连接。

所述出口管与第一出料口之间依次设置有流量计和电动阀门，流量计和电动阀门与控制器连接。

所述入口管通过增压泵与第二进料口连接，所述出口管与第二出料口连接。

所述出口管与第二出料口连接之间设置有流量计，增压泵和流量计与控制器连接。

所述入口管与第二进料口连接，所述出口管与第二出料口之间设置有减压泵。

所述出口管与减压泵之间设置有流量计。

本实用新型的有益效果是：本实用新型即可宏观应用，可快速对水产苗种进行绝对计数，同时还可对鱼苗进行图像采集、形态测量，极大的提高了工作效率，减少对活鱼的损伤，为鱼类研究提供更详细的基础数据；又可微观应用，可以对水体中浮游动物、浮游植物进行绝对计数、图像采集、形态测量、分类等。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的A-A向视图。

图3是应用一的结构示意图。

图4是应用二的结构示意图。

图5是应用三的结构示意图。

图6是应用四的结构示意图。

图7是应用五的结构示意图。

图8是应用六的结构示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示，液体中颗粒物自动计数、图像采集及形态测量装置，包括暗箱3，暗箱3内设置有线阵相机2，线阵相机2下方设置有透明中空流动池10，透明中空流动池10内设置有流动通道14，透明中空流动池10一端通过过渡管9与入口管8连接，另一端通过过渡管9与出口管15连接，线阵相机2两侧设置有正面光源4，透明中空流动池10下方设置有背光源19，线阵相机2与计算机1连接，计算机1与控制器12连接，控制器12通过连接线13与正面光源4连接，计算机1和控制器12与电源11连接，过渡管9采用方变圆过渡管。

暗箱为不透明全封闭立方体，仅有两侧设有圆孔，暗箱入口管和暗箱出口管分别从暗箱两侧圆孔穿过暗箱壁进入暗箱内部，暗箱入口管一端在暗箱外侧，在暗箱内一端通过圆变方过渡管与透明中空流动池一端的矩形口连接，透明中空流动池另一端的矩形口通过方变圆过渡管与暗箱出口管的暗箱内一端连接，暗箱出口管穿过暗箱壁通到暗箱外侧；溶液依靠一定压力从暗箱入口管暗箱外侧入口处进入，流经圆变方过渡管、透明中空流动池、方变圆过渡管，从暗箱出口管暗箱外侧出口流出；透明中空流动池为透明材料制成，截面为矩形，中间有宽为w，厚度为h的矩形流通通道，根据所测颗粒物的大小，制成多种厚度（h）规格的透明矩形中空流动池，以适应不同尺寸大小的颗粒物通过；混有颗粒物的溶液从暗箱入口管流入，通过圆变方过渡管进入透明中空流动池，液体变为厚度薄、宽度宽、水平面积大的流动模式，使颗粒物变为较为分散，上下重叠少的形态随液体向前流动，经过方变圆过渡管和暗箱出口管流出；透明中空流动池宽面正上方设置有线阵相机，线阵相机拍摄线与水流方向垂直，透明矩形中空流动池宽面上方设置有正面光源，透明矩形中空流动池宽面正下方，设置有背光源；当颗粒物随液体进入透明矩形中空流动池后，变为较为分散，上下重叠少的形态随液体向前流动，线阵相机从透明矩形中空流动池上方高速扫描拍摄透明矩形中空流动池的一条线截面，随着液体和颗粒物的流动及线阵相机的高速线扫描拍摄，拍摄线和颗粒物流动方向垂直，计算机软件把拍摄到的行扫描线（一维）照片合成为所有通过线阵相机拍摄线的颗粒物二维图像文件。

根据不同规格厚度（h）的透明矩形中空流动池，用不透明、在液体中悬浮的材料，制成相应规格直径（d）的圆球，从各方向拍摄，其尺寸均一致。在液体流速控制装置控制下，液体以一恒定速度流过透明矩形中空流动池，把一定数量的圆球加入液体中，圆球随着液体以一恒定速度流过透明矩形中空流动池，计算机通过机器视觉软件采集图像，根据圆球直径，校准线阵相机各像素之间的实际映射距离；线阵相机行扫描周期可知，根据圆球直径，可校准行与行之间的实际映射距离。

计算机安装运行机器视觉软件，通过连接线与线阵相机、控制器连接；控制器通过连接线与所有光源、液体流动驱动装置和液体流速控制装置连接；计算机控制线阵相机采集一维图像；计算机通过控制器控制光源；计算机通过控制器控制液体流动驱动装置和流速控制装置，使液体以一恒定速度流过透明矩形中空流动池；通过机器视觉软件合成、校正、分析，显示输出所有颗粒物数量、图像、形态参数等信息；电源为计算机和控制器提供电源。

机器视觉软件负责线阵相机控制及采集，把一维图像（一行）合成为二维平面图像文件并存储，通过机器视觉校正工具圆球校正，把该二维平面图像中的像素校正为实际映射尺寸并存储，机器视觉软件对此图像文件进行灰度、边沿、轮廓、形态等特征进行分析运算，得到该图像中每个颗粒物的图像、形态大小等各类数据，完成对溶液中颗粒物的计数、图像采集、形态测量。

在宏观应用中，颗粒物为肉眼可见物，线阵相机配备普通照相机镜头和普通正面光源，即可完成颗粒物图像采集。

在微观应用中，颗粒物极小，线阵相机配备显微镜头拍摄，正面光源可采用激光光源，以增加亮度或产生荧光，使线阵相机成像更加清晰。

宏观应用一，如图3所示，液体中颗粒物自动计数、图像采集及形态测量装置，包括暗箱3，暗箱3内设置有线阵相机2，线阵相机2下方设置有透明中空流动池10，透明中空流动池10内设置有流动通道14，透明中空流动池10一端通过过渡管9与入口管8连接，另一端通过过渡管9与出口管15连接，线阵相机2两侧设置有正面光源4，透明中空流动池10下方设置有背光源19，线阵相机2与计算机1连接，计算机1与控制器12连接，控制器12通过连接线13与正面光源4连接，入口管8通过弧形过渡管7与垂直管道6连接，垂直管道6与第一进料口5连接，出口管15与第一出料口17连接，计算机1和控制器12与电源11连接。

依靠自身重力驱动液体在管路中流动，不进行流量控制，由进料口、垂直管道、弧形过渡管组成重力驱动液体流动装置，与透明中空流动池、出料口组成流路系统；混有颗粒物的液体从进料口进入，依靠垂直管道形成的压力使液体依次通过弧形过渡管、暗箱入口管、圆变方过渡管、透明中空流动池、方变圆过渡管、暗箱出口管，从出料口流出；由于没有对液体通过透明中空流动池的流速进行匀速控制，无法校正行与行之间的映射距离，该装置仅能够进行液体中颗粒物绝对计数和颗粒物通过拍摄截面时的宽度尺寸信息。

宏观应用二，如图4所示，液体中颗粒物自动计数、图像采集及形态测量装置，包括暗箱3，暗箱3内设置有线阵相机2，线阵相机2下方设置有透明中空流动池10，透明中空流动池10内设置有流动通道14，透明中空流动池10一端通过过渡管9与入口管8连接，另一端通过过渡管9与出口管15连接，线阵相机2两侧设置有正面光源4，透明中空流动池10下方设置有背光源19，线阵相机2与计算机1连接，计算机1与控制器12连接，控制器12通过连接线13与正面光源4连接，入口管8通过弧形过渡管7与垂直管道6连接，垂直管道6与第一进料口5连接，出口管15与第一出料口17连接，出口管15与第一出料口17之间依次设置有流量计16和电动阀门18，电动阀门18与控制器12连接，计算机1和控制器12与电源11连接。

依靠自身重力驱动液体在管路中流动，由进料口、垂直管道、弧形过渡管组成重力驱动液体流动装置，与透明中空流动池、流量计、电动阀门、出料口组成流路系统；混有颗粒物的液体从进料口进入，依靠垂直管道形成的压力使液体依次通过弧形过渡管、暗箱入口管、圆变方过渡管、透明中空流动池、方变圆过渡管、暗箱出口管、流量计、电动阀门，从出料口流出；控制器通过采集流量计数据，调节电动阀门控制流路液体以一恒定流速通过。

微观应用三，如图5所示，液体中颗粒物自动计数、图像采集及形态测量装置，包括暗箱3，暗箱3内设置有线阵相机2，线阵相机2下方设置有透明中空流动池10，透明中空流动池10内设置有流动通道14，透明中空流动池10一端通过过渡管9与入口管8连接，另一端通过过渡管9与出口管15连接，线阵相机2两侧设置有正面光源4，透明中空流动池10下方设置有背光源19，线阵相机2与计算机1连接，控制器12通过连接线13与正面光源4连接，入口管8通过增压泵21与第二进料口22连接，出口管15与第二出料口20连接，增压泵21和计算机1通过连接线13与控制器12连接，计算机1和控制器12与电源11连接。

依靠增压泵驱动液体在管路中流动，由进料口、增压泵、组成驱动液体流动装置，与透明中空流动池、出料口组成流路系统；混有颗粒物的液体从进料口进入，依靠增压泵形成的压力使液体依次通过暗箱入口管、圆变方过渡管、透明中空流动池、方变圆过渡管、暗箱出口管，从出料口流出；控制器通过控制增压泵流量，控制流路液体以一恒定流速通过。

宏观应用四，如图6所示，液体中颗粒物自动计数、图像采集及形态测量装置，包括暗箱3，暗箱3内设置有线阵相机2，线阵相机2下方设置有透明中空流动池10，透明中空流动池10内设置有流动通道14，透明中空流动池10一端通过过渡管9与入口管8连接，另一端通过过渡管9与出口管15连接，线阵相机2两侧设置有正面光源4，透明中空流动池10下方设置有背光源19，线阵相机2与计算机1连接，控制器12通过连接线13与正面光源4连接，计算机1和控制器12与电源11连接，出口管15与第二出料口20连接之间设置有流量计16，增压泵23、流量计16和计算机1通过连接线13与控制器12连接。

依靠增压泵驱动液体在管路中流动，由进料口、增压泵、组成驱动液体流动装置，与透明中空流动池、流量计、出料口组成流路系统；混有颗粒物的液体从进料口进入，依靠增压泵形成的压力使液体依次通过暗箱入口管、圆变方过渡管、透明中空流动池、方变圆过渡管、暗箱出口管、流量计，从出料口流出；控制器通过采集流量计数据，调节增压泵流量，控制流路液体以一恒定流速通过。

微观观应用五，如图7所示，液体中颗粒物自动计数、图像采集及形态测量装置，包括暗箱3，暗箱3内设置有线阵相机2，线阵相机2下方设置有透明中空流动池10，透明中空流动池10内设置有流动通道14，透明中空流动池10一端通过过渡管9与入口管8连接，另一端通过过渡管9与出口管15连接，线阵相机2两侧设置有正面光源4，透明中空流动池10下方设置有背光源19，线阵相机2与计算机1连接，计算机1与控制器12连接，控制器12通过连接线13与正面光源4连接，计算机1和控制器12与电源11连接，入口管8与第二进料口22连接，出口管15与第二出料口20之间设置有减压泵23，减压泵23通过连接线13与控制器12连接。

在出料口前设置减压泵，依靠减压泵的吸力把混有颗粒物的液体从进料口吸入，依次通过通过暗箱入口管、圆变方过渡管、透明中空流动池、方变圆过渡管、暗箱出口管，从出料口流出；控制器通过控制减压泵流量，控制流路液体以一恒定流速通过。

宏观应用六，如图8所示，液体中颗粒物自动计数、图像采集及形态测量装置，包括暗箱3，暗箱3内设置有线阵相机2，线阵相机2下方设置有透明中空流动池10，透明中空流动池10内设置有流动通道14，透明中空流动池10一端通过过渡管9与入口管8连接，另一端通过过渡管9与出口管15连接，线阵相机2两侧设置有正面光源4，透明中空流动池10下方设置有背光源19，线阵相机2与计算机1连接，计算机1与控制器12连接，控制器12通过连接线13与正面光源4连接，计算机1和控制器12与电源11连接，入口管8与第二进料口22连接，出口管15与第二出料口20之间设置有减压泵23，出口管15与减压泵23之间设置有流量计16，减压泵23和流量计16通过连接线13与控制器12连接。

在出料口前设置减压泵，依靠减压泵的吸力把混有颗粒物的液体从进料口吸入，依次通过通过暗箱入口管、圆变方过渡管、透明中空流动池、方变圆过渡管、暗箱出口管、流量计，从出料口流出；控制器通过采集流量计数据，调节减压压泵流量，控制流路液体以一恒定流速通过。

工作过程：计算机安装运行机器视觉软件，控制线阵相机采集一维图像；通过控制器控制光源；通过控制器控制液体流动驱动装置和流速控制装置，使液体以一恒定速度流过透明矩形中空流动池；通过机器视觉软件合成、校正、分析，显示输出所有颗粒物数量、图像、形态参数等信息。