一种用于紊动环境下絮凝特性研究的自控制拍照装置

1.本实用新型涉及一种自控制拍照装置，尤其涉及一种用于紊动环境下絮凝特性研究的自控制拍照装置。


背景技术：

2.目前，对于微塑料或覆膜微塑料在水中的粒度分布研究领域，可用的研究手段较为有限，仅在少数研究中涉及了利用相机对絮团进行拍照的方法，且多为在静态水动力环境下进行拍摄，但无法考虑絮团在不同紊动环境下的情况；在对絮团的连续多张拍摄过程中，应当排除拍摄间隔时间等人为因素的干扰，而目前多为在静态环境下进行人为拍摄，缺乏照片样本的随机性，且浪费人力。


技术实现要素：

3.实用新型目的：本实用新型目的是提供一种用于紊动环境下絮凝特性研究的自控制拍照装置，解决了需人力拍摄带来的操作不便、误差大、效率低等问题，同时可以研究在不同紊动条件下覆膜微塑料的絮凝情况。
4.技术方案：本实用新型包括搅拌室和相机系统，所述搅拌室一侧设有相机系统，所述搅拌室内设有转动轴，转动轴下部设有叶轮，转动轴顶部伸出搅拌室顶部，其伸出端与传动机构连接，所述的相机系统包括相机，所述相机的镜头前端设有led光圈，所述相机与单片机控制器连接。
5.所述搅拌室中液体的紊动剪切率可通过叶轮的转速推算，从而研究已知特定紊动剪切下的絮凝情况。
6.所述单片机控制器通过相机的红外接收器对相机拍摄进行控制，自动控制led光圈并触发相机拍照获取图像。
7.所述单片机控制器自动控制led光圈并触发相机拍照获取图像。
8.所述单片机控制器能够根据紊动情况设定间隔时间及连续拍摄照片数量，得到的照片即可进行相应图片后处理，分析对应的粒度分布情况。
9.所述led光圈嵌套在相机镜头前端，用以提供相机连拍过程中足够的光强。
10.所述的搅拌室四周为玻璃壁，所述玻璃壁顶部安装有顶板，底部安装有底板。
11.所述转动轴两端分别通过轴承与顶部及底板连接。
12.所述的顶板和底板均采用pvc板。
13.所述的传动机构包括马达，所述马达安装在顶板下端面，马达输出轴安装有主动齿，主动齿通过皮带与从动齿连接，所述从动齿与转动轴连接，从而使絮凝搅拌室中的水体产生紊动，使水体中的覆膜微塑料颗粒碰撞而发生絮凝和破碎。
14.有益效果：本实用新型结构简约，占据空间小，方便在不同实验地点作业时携带，将粒度分析简易化，突破传统粒度分析的方法，不仅可以在静态环境下对絮团进行拍照分析，还可以通过调节马达旋钮改变马达转速，从而改变叶轮的转速，进而通过叶轮转速来推
算当下工况的紊动剪切率，来研究在不同紊动条件下覆膜微塑料的絮凝情况；在相机系统中设有单片机自控制系统，自动控制led光源并触发相机拍照获取图像，可根据具体紊动情况设定间隔时间及连续拍摄照片数量，操作简单方便，可以自动控制对絮凝搅拌室中的絮团进行补光并拍摄，根据实验需要设定拍摄间隔时间及拍摄照片数量，有效提高了实验分析的精确性，且节约人力。
附图说明
15.图1为本实用新型的整体结构示意图。
具体实施方式
16.下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
17.如图1所示，本实用新型包括搅拌室和相机系统，其中，搅拌室为覆膜微塑料颗粒在紊动环境下絮凝的场所，搅拌室四周为透明的玻璃壁3，玻璃壁3顶部安装有顶板1，底部安装有底板2，顶板1和底板2均采用pvc板，搅拌室内安装有转动轴7，转动轴7底部通过下轴承9安装在底板2上，上部通过上轴承8安装在顶板1上，转动轴7下部安装有叶轮10，转动轴7顶部伸出顶板1，其伸出端安装有从动齿5，顶板1下端面安装有马达11，马达11输出轴安装有主动齿4，主动齿4通过皮带6与从动齿5传动连接，从而带动转动轴7转动，转动轴7带动叶轮10转动从而使絮凝搅拌室中的水体产生紊动，使水体中的覆膜微塑料颗粒碰撞而发生絮凝和破碎。其中，搅拌室中水体的紊动剪切率(g)可通过叶轮10的转速进行推算，推算公式为(其中ρ为水的密度，单位kg/m3；n为叶轮转速，单位rps；d为叶轮直径，单位m；n
p
为叶轮特定常数，此装置中叶轮特定常数为0.3；μ为水的动力粘度，1.0
×
10-3
kg/m/s；v为搅拌室中水的体积，单位m3)，从而得知当下工况的紊动剪切率，进而获得该工况下覆膜微塑料的絮凝情况。
18.搅拌室一侧设有相机系统，相机系统透过有机玻璃壁对絮凝搅拌室中的絮团进行拍照，从而进行粒度分析。相机系统包括相机12，相机12镜头前端设有led光圈14，led光圈14嵌套在相机12镜头前端，用以提供相机12连拍过程中足够的光强，相机12与单片机控制器13连接，单片机控制器13通过相机12的红外接收器对相机拍摄进行控制，自动控制led光圈14并触发相机12拍照获取图像，单片机控制器13中置入编程，并可通过单片机控制器13上的按钮根据具体紊动情况设定间隔时间及连续拍摄照片数量，得到的照片可用于分析絮团的粒度分布情况。
19.本实用新型的具体使用方法为：
20.在絮凝搅拌室中置入适量水或者其他透明溶液，将覆膜微塑料颗粒放入絮凝搅拌室中，打开絮凝搅拌室一侧设置的马达11，马达11可以设置不同的转速档位，马达11通过主动齿4及皮带6，连接从动齿5，带动转动轴7转动，转动轴7带动叶轮10转动从而使絮凝搅拌室中的水体产生紊动，使水体中的覆膜微塑料颗粒碰撞而发生絮凝和破碎的现象。其中，搅拌室中水体的紊动剪切率可通过叶轮10的转速进行推算，从而得知当下工况的紊动剪切率。在絮凝搅拌室中的絮凝情况达到实验需求时，使用相机系统对絮凝搅拌室中的絮团进行拍照，相机系统设有单片机控制器13，自动控制led光圈14并触发相机12拍照获取图像，
可根据具体紊动情况及实验需求设定间隔时间及连续拍摄照片数量，得到的照片即可进行相应图片后处理，分析对应的粒度分布情况。
21.本实用新型结构简约，占据空间小，方便在不同实验地点作业时携带，将粒度分析简易化，突破传统粒度分析的方法，不仅可以在静态环境下对絮团进行拍照分析，还可以通过调节马达输出功率研究在不同紊动条件下覆膜微塑料的絮凝情况；在相机系统中设有单片机自控制系统，自动控制led光源并触发相机拍照获取图像，可根据具体紊动情况设定间隔时间及连续拍摄照片数量，操作简单方便，可以自动控制对絮凝搅拌室中的絮团进行补光并拍摄，根据实验需要设定拍摄间隔时间及拍摄照片数量，有效提高了实验分析的精确性，且节约人力。


技术特征：
1.一种用于紊动环境下絮凝特性研究的自控制拍照装置，其特征在于，包括搅拌室和相机系统，所述搅拌室一侧设有相机系统，所述搅拌室内设有转动轴（7），转动轴（7）下部设有叶轮（10），转动轴（7）顶部伸出搅拌室顶部，其伸出端与传动机构连接，所述的相机系统包括相机（12），所述相机（12）的镜头前端设有led光圈（14），所述相机（12）与单片机控制器（13）连接。2.根据权利要求1所述的一种用于紊动环境下絮凝特性研究的自控制拍照装置，其特征在于，所述搅拌室中液体的紊动剪切率通过叶轮（10）的转速推算。3.根据权利要求1所述的一种用于紊动环境下絮凝特性研究的自控制拍照装置，其特征在于，所述单片机控制器（13）通过相机的红外接收器对相机拍摄进行控制。4.根据权利要求1或3所述的一种用于紊动环境下絮凝特性研究的自控制拍照装置，其特征在于，所述单片机控制器（13）自动控制led光圈（14）并触发相机（12）拍照获取图像。5.根据权利要求1所述的一种用于紊动环境下絮凝特性研究的自控制拍照装置，其特征在于，所述led光圈（14）嵌套在相机（12）镜头前端。6.根据权利要求1所述的一种用于紊动环境下絮凝特性研究的自控制拍照装置，其特征在于，所述的搅拌室四周为玻璃壁（3），所述玻璃壁（3）顶部安装有顶板（1），底部安装有底板（2）。7.根据权利要求1所述的一种用于紊动环境下絮凝特性研究的自控制拍照装置，其特征在于，所述转动轴（7）两端分别通过轴承与顶部及底板连接。8.根据权利要求6所述的一种用于紊动环境下絮凝特性研究的自控制拍照装置，其特征在于，所述的顶板（1）和底板（2）均采用pvc板。9.根据权利要求1所述的一种用于紊动环境下絮凝特性研究的自控制拍照装置，其特征在于，所述的传动机构包括马达（11），所述马达（11）安装在顶板（1）下端面，马达（11）输出轴安装有主动齿（4），主动齿（4）通过皮带（6）与从动齿（5）连接，所述从动齿（5）与转动轴（7）连接。

技术总结
本实用新型公开了一种用于紊动环境下絮凝特性研究的自控制拍照装置，包括搅拌室和相机系统，所述搅拌室一侧设有相机系统，所述搅拌室内设有转动轴，转动轴下部设有叶轮，转动轴顶部伸出搅拌室顶部，其伸出端与传动机构连接，所述的相机系统包括相机，所述相机的镜头前端设有LED光圈，所述相机与单片机控制器连接。本实用新型将粒度分析简易化，突破传统粒度分析的方法，不仅可以在静态环境下对絮团进行拍照分析，还可以通过调节马达输出功率研究在不同紊动条件下覆膜微塑料的絮凝情况；在相机系统中设有单片机自控制系统，自动控制LED光源并触发相机拍照获取图像，可根据具体紊动情况设定间隔时间及连续拍摄照片数量，操作简单方便。单方便。单方便。


技术研发人员：沈骁腾 霍宏 张颖 王靖圆 邵宇阳 林明泽 潘放
受保护的技术使用者：河海大学
技术研发日：2022.05.30
技术公布日：2022/11/14