[发明专利]一种用于河道冰花特征及冰盖厚度分析的图像检测系统

说明书

本发明一种用于河道冰花特征及冰盖厚度分析的图像检测系统，适用于河道冰花特征及冰盖厚度分析；提供了具有高精度、实时在线功能，并可以对冰花密度、颗粒大小及冰盖剖面进行连续测量的图像检测系统；技术方案为：包括圆筒容器、图像采集模块、旋转移动模块、控制模块、加热模块和无线传输模块，图像采集模块、旋转移动模块、加热模块和无线传输模块均与控制模块相连，圆筒容器设置在被检测地点的冰孔中，加热模块相邻地设置在圆筒容器的周围，图像采集模块随旋转移动模块在圆筒容器内进行升降及旋转，对圆筒容器周围的冰孔图像进行采集，无线传输模块用于将冰孔图像无线传送至监控中心及接收来自监控中心的指令。

技术领域

本发明涉及一种冰花特征及冰盖厚度分析的图像检测系统，尤其涉及一种用于河道冰花特征及冰盖厚度分析的图像检测系统。

背景技术

我国高纬度地区的河流冬季会出现结冰现象，在河道上形成封闭的冰盖。由于种种原因，如沿岸电厂向河道中持续排水，会导致该河段无法冻结，敞露的水面与冷空气直接进行热交换，使得水温始终处于0℃以下的过冷却状态，从而产生大量的水内冰，即冰花。冰花随着水流流动，在一些河道拐弯处速度减慢，产生堆积并沾附在冰盖下层，促使冰盖迅速变厚，阻塞河道，形成冰坝、冰塞等自然灾害，对沿岸水利设施的正常运行以及人民生命财产安全带来极大的威胁。因此，准确掌握河道冰花特征以及冰盖厚度的演变趋势，并向相关决策和管理部门提供准确的监测结果，对于冬季河道的防凌减灾具有重要意义。

目前河道中冰盖厚度的检测方法可分为接触式和非接触式两类，常见的接触式测量如人工钻孔和热电阻丝检测法最为可靠，但其自动化程度低、劳动强度大、无法实现在线检测；遥感、雷达等非接触式测量方法可实现大范围的冰厚普查，缺点是精度低，造价高，不能反映冰盖内部的变化过程。对于冰盖底部冰花特征的检测目前只有人工现场观测的方法，而具有高精度、实时在线功能的冰花检测技术在国内外仍然是空白。

发明内容

本发明一种用于河道冰花特征及冰盖厚度分析的图像检测系统，克服了现有技术存在的不足，提供了一种用于河道冰花特征及冰盖厚度分析的图像检测系统，该系统具有高精度、实时在线功能，并可以对冰花密度、颗粒大小及冰盖剖面进行连续测量。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种用于河道冰花特征及冰盖厚度分析的图像检测系统，包括圆筒容器、图像采集模块、旋转移动模块、控制模块、加热模块和无线传输模块，图像采集模块、旋转移动模块、加热模块和无线传输模块均与控制模块相连，圆筒容器设置在被检测地点的冰孔中，加热模块相邻地设置在圆筒容器的周围，图像采集模块随旋转移动模块在圆筒容器内进行升降及旋转，对圆筒容器周围的冰孔图像进行采集，无线传输模块用于将冰孔图像无线传送至监控中心及接收来自监控中心的指令。

进一步，所述旋转移动模块包括第一步进电机、第二步进电机、载物滑块平台、螺旋滑动杆和载物圆盘，螺旋滑动杆设置在所述圆筒容器的轴心位置，所述圆筒容器的上端面和下端面分别设有圆形凹槽，支撑挡板的上端和第二步进电机的下端分别镶嵌到圆形凹槽内，支撑挡板与第一步进电机之间通过第二联轴器进行连接，第一步进电机的下端与螺旋滑动杆的上端通过第三联轴器进行连接，螺旋滑动杆的下端与挡板连接，挡板下端与载物圆盘上端紧密连接，第二步进电机的上端与载物圆盘下端之间通过第一联轴器进行连接，所述图像采集模块固定在载物滑块平台上，载物滑块平台在第一步进电机的驱动下沿螺旋滑动杆升降，第二步进电机驱动载物圆盘旋转，进而带动载物滑块平台发生旋转。

进一步，所述圆筒容器的上部外侧分别呈90度固定四个安装架，所述加热模块包括四根电热丝，在四个安装架上分别固定一条电热丝，且每条电热丝均与所述圆筒容器的轴向保持平行。

进一步，所述图像采集模块包括高清微型摄像头，LED光源与高清微型摄像头共同固定在载物滑块平台上。

进一步，所述高清微型摄像头的前方安装有偏振片。

进一步，所述圆筒容器的材质为透明有机玻璃。