一種氣泡參數測量裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種氣泡參數測量裝置，包括底座支架，在所述底座支架上設置有滑動導軌，在所述滑動導軌上滑動安裝有光源模組和光學成像設備，在所述光源模組與光學成像設備之間設置有透明水槽；所述光學成像設備采集透明水槽中的氣泡圖像，并將采集到的圖像數據發(fā)送至數據處理終端，通過數據處理終端對氣泡圖像進行分析，以獲取氣泡參數。本實用新型專利技術的氣泡參數測量裝置結構簡單，成本低廉，可以為計算氣泡在液體中的體積及其形狀特征等參數提供技術上的支持，不僅測量參數可調，測量結果準確、實時性強，而且可以在很大程度上節(jié)約樣品溶液的使用量，簡化操作過程。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
一種氣泡參數測量裝置
本技術屬于水樣檢測
，具體地說，是涉及一種用于對液體樣品中的氣泡參數實現檢測的測量裝置。
技術介紹
海洋、江河、湖泊的流動會產生大量的氣泡，水下生物的呼吸、擾動也會產生大量的氣泡，氣泡的生成在一定程度上會影響到海洋、江河、湖泊與外界環(huán)境的變化。氣泡在水中存活的時間一般在數秒到數百秒之間，它的主要成分是空氣，包括O2、部分CO2和少量的C0、S02 XH4以及碳氟化合物等有毒氣體。研究氣泡的特性在流體動力學和物質交換、環(huán)境噪音、地球物理學、化學工程應用、生物制藥、廢水處理和環(huán)境科學等方面都有重要的作用。海洋、江河、湖泊中的氣泡主要是由波浪破碎產生的，其直徑一般不超過毫米級，所以形狀基本近似圓形，通常采用聲散射方法或者光學攝影方法來檢測氣泡的分布和粒徑尺寸。其中，在采用聲散射方法對氣泡參數進行檢測的過程中，所需使用的設備結構相對簡單，檢測方便，但受環(huán)境噪聲影響比較大，檢測精度低，在解決流場中氣泡的空間分布(如速度和粒徑等)問題時，很難達到良好的效果。光學檢測方法是目前用來研究氣泡參數的主要方法，其檢測設備相對復雜，成本高，但是成像精度高，可以獲得很清晰的氣泡圖像。通過對氣泡圖像的處理，可以為單個氣泡的屬性信息提供詳細的行為細節(jié)，也可以通過具有一定時序的圖像，分析氣泡群的運動特性，研究氣泡破碎在海氣界面氣體交換中的作用，也可以用來研究氣泡的運動，計算水體與氣體界面上的熱量和能量交換，校正海色遙感中水下光場的反射誤差，分析氣泡對水聲噪聲的影響以及勘測海洋的地質變化等。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種結構簡單、成本低廉的氣泡參數測量裝置，為準確、快速分析液體中的氣泡體積及其形態(tài)特征提供硬件上的支持。為解決上述技術問題，本技術采用以下技術方案予以實現:一種氣泡參數測量裝置，包括底座支架，在所述底座支架上設置有滑動導軌，在所述滑動導軌上滑動安裝有光源模組和光學成像設備，在所述光源模組與光學成像設備之間設置有透明水槽；所述光學成像設備采集透明水槽中的氣泡圖像，并將采集到的圖像數據發(fā)送至數據處理終端，以生成氣泡參數。為了能夠利用采集到的氣泡圖像準確地換算出真實氣泡的實際粒徑尺寸，在所述滑動導軌上滑動安裝有一標定板支架，在所述定位板支架上安裝有上下位置可調的標定板位置調節(jié)桿，在所述標定板位置調節(jié)桿的底部安裝有標定板，所述標定板伸入到透明水槽中，通過所述標定板對氣泡圖像所對應的實物尺寸進行標定。進一步的，在所述標定板上設置有標定圖像，所述標定圖像是由多個實心圓點排列形成的實心圓點陣列。通過光學成像設備首先采集標定圖像，建立起實心圓點實際直徑尺寸與光學成像設備的像素個數之間的對應關系，然后通過計算光學成像設備所采集到的氣泡圖像的像素個數，進而利用所述對應關系便可準確地計算出實際氣泡的粒徑參數。又進一步的，在所述底座支架的中間部位形成有基座，所述透明水槽放置在所述的基座上，所述標定板支架套裝在透明水槽的外側，標定板支架的底部安裝在一個獨立的滑塊上，將所述滑塊安裝在所述的滑動導軌上，以方便調節(jié)標定板的位置。作為所述光源模組的一種優(yōu)選結構組建方式，在所述的光源模組中設置有LED燈、LED燈支架、萬向調節(jié)軸和磨砂玻璃；所述LED燈通過萬向調節(jié)軸安裝在LED燈支架上，所述LED燈支架固定安裝在一個獨立的滑塊上，所述滑塊安裝在所述的滑動導軌上；所述磨砂玻璃安裝在LED燈的出光端面上，對LED燈發(fā)出的光線進行散射，以方便光學成像設備獲取氣泡的投影圖像，為計算氣泡的粒徑等參數提供技術上的支持。進一步的，所述光學成像設備安裝在位置調節(jié)支架上，所述位置調節(jié)支架安裝在一個獨立的滑塊上，所述滑塊安裝在所述的滑動導軌上。為了能夠準確、直觀地觀測到三個滑塊之間的位置關系，在所述底座支架的一側，沿滑動導軌延伸的方向設置有刻度尺。為了使本技術所提出的氣泡參數測量裝置不僅適用于對待測樣品溶液中氣泡參數的分析、檢測過程，而且還可以同時作為模擬實驗裝置應用于教學和理論研究的實驗過程中，本技術在所述透明水槽中還進一步設置了出氣孔，所述出氣孔連接氣體輸送管，通過氣體輸送管連接氣泡發(fā)生器，由此便可以采用人工制造氣泡的方式，利用人為生成的氣泡來代替實際樣品溶液中所存在的氣泡，完成教學和理論研究實驗。優(yōu)選的，所述出氣孔優(yōu)選設置在透明水槽的底部，在氣體輸送管的帶動下在透明水槽內水平移動，以便在需要的位置生成檢測所需的氣泡，方便實驗的進行。為了簡化硬件結構，滿足裝置的緊湊性設計要求，優(yōu)選將所述的氣泡發(fā)生器與光源模組安裝在同一個滑塊上，并在所述滑塊上進一步設置電源開關組件，分別連接所述的氣泡發(fā)生器和光源模組，對所述氣泡發(fā)生器和光源模組的供電電源進行開關控制。與現有技術相比，本技術的優(yōu)點和積極效果是:本技術的氣泡參數測量裝置結構簡單，成本低廉，可以為計算氣體(氣泡)在液體中的體積及其形狀特征等參數提供技術上的支持，不僅測量參數可調，測量結果準確、實時性強，而且可以在很大程度上節(jié)約樣品溶液的使用量，簡化操作過程，適合在科研、教學、海水監(jiān)測等領域中廣泛應用，實現對流動/非流動性透明液體中氣泡參數的測量。結合附圖閱讀本技術實施方式的詳細描述后，本技術的其他特點和優(yōu)點將變得更加清楚。【附圖說明】圖1是本技術所提出的氣泡參數測量裝置的一種實施例的結構示意圖；圖2是標定板的一種實施例的結構示意圖。【具體實施方式】下面結合附圖對本技術的【具體實施方式】進行詳細地描述。參見圖1所示，本實施例的氣泡參數測量裝置主要由底座支架1、滑動導軌17、光源模組、透明水槽19、光學成像設備12和數據處理終端18等部分組成。其中，底座支架I作為整個裝置的支撐部件，優(yōu)選設計成框架式結構，以減少用料，降低成本。在底座支架I底部的四個邊角位置安裝有支架墊腳21，底座支架I的上方安裝所述滑動導軌17，將所述的光源模組和光學成像設備12滑動安裝在所述的滑動導軌17上，并將透明水槽19放置在光源模組與光學成像設備12之間，通過調節(jié)光源模組和光學成像設備12在滑動導軌17上的位置，以方便光學成像設備12清晰地獲取透明水槽19中氣泡的投影圖像。在本實施例中，優(yōu)選采用在滑動導軌17上安裝兩個獨立的滑塊14、15，通過兩個滑塊14、15分別承載所述的光源模組和光學成像設備12，使其可以在滑動導軌17上水平滑動，調節(jié)測量參數。將兩個滑塊14、15在滑動導軌17上一字排開，且位于透明水槽19的相對兩側，利用光源模組產生的光線，照射透明水槽19中的樣本溶液，并通過光學成像設備12采集樣品溶液中氣泡的投影圖像，將光學成像設備19采集到的圖像數據發(fā)送至數據處理終端18，利用數據處理終端18對氣泡圖像進行分析，由此便可以計算出實際氣泡的參數信息，實現對樣品溶液中氣泡參數的測量。在本實施例中，所述光源模組優(yōu)選采用LED燈4、萬向調節(jié)軸5、LED燈支架6和磨砂玻璃23等部件組成，參見圖1所示。其中，LED燈支架6安裝在第一滑塊14上，在對LED燈4起到支撐作用的同時，可以改變LED燈4的高度。將萬向調節(jié)軸5安裝在LED燈支架6上，萬向調節(jié)軸5上安裝所述的LED燈4，通過調節(jié)萬向調節(jié)軸5可以改變LED燈4的發(fā)光方向。為了對所述LED燈4所發(fā)出的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種氣泡參數測量裝置，其特征在于：包括底座支架，在所述底座支架上設置有滑動導軌，在所述滑動導軌上滑動安裝有光源模組和光學成像設備，在所述光源模組與光學成像設備之間設置有透明水槽；所述光學成像設備采集透明水槽中的氣泡圖像，并將采集到的圖像數據發(fā)送至數據處理終端。

【技術特征摘要】
1.一種氣泡參數測量裝置，其特征在于:包括底座支架，在所述底座支架上設置有滑動導軌，在所述滑動導軌上滑動安裝有光源模組和光學成像設備，在所述光源模組與光學成像設備之間設置有透明水槽；所述光學成像設備采集透明水槽中的氣泡圖像，并將采集到的圖像數據發(fā)送至數據處理終端。2.根據權利要求1所述的氣泡參數測量裝置，其特征在于:在所述滑動導軌上滑動安裝有一標定板支架，在所述標定板支架上安裝有上下位置可調的標定板位置調節(jié)桿，在所述標定板位置調節(jié)桿的底部安裝有標定板，所述標定板伸入到透明水槽中。3.根據權利要求2所述的氣泡參數測量裝置，其特征在于:在所述標定板上設置有標定圖像，所述標定圖像是由多個實心圓點排列形成的實心圓點陣列。4.根據權利要求2所述的氣泡參數測量裝置，其特征在于:在所述底座支架的中間部位形成有基座，所述透明水槽放置在所述的基座上，所述標定板支架套裝在透明水槽的外側，標定板支架的底部安裝在一個獨立的滑塊上，所述滑塊安裝在所述的滑動導軌上。5.根據權利要求1所述的氣泡參數測量裝置，其特征在于:在所述的光源模組中設置有LED燈、LED燈支架、萬向調節(jié)軸和磨砂玻...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：杜立彬，張浩，曲君樂，楊倩，吳承璇，董磊，雷卓，賀海靖，祁國梁，呂斌，王秀芬，劉杰，
申請(專利權)人：山東省科學院海洋儀器儀表研究所，
類型：新型
國別省市：山東;37