專利名稱：全工況水下陽極塊焊接攝像檢測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種攝像檢測裝置，尤其是一種用于水下焊接攝像檢測裝置。
背景技術：
在現階段的海港建設過程中，樁基越來越多采用鋼管樁，鋼管樁防腐顯得愈為重要，目前主要采用焊接水下陽極進行防腐，陽極焊接質量直接影響防腐效果，焊接質量依靠水下攝像進行檢查和鑒別。目前應用于港口工程中的水下攝像系統多引進船舶修造業所沿用的船體檢測攝像系統，其局限是針對性差且只能在清水條件下作業，而大部分在建港區受自然海況影響水質較為混濁，能滿足水下攝像要求的清水期極其短暫，按照常規要滿足成像的清晰度就要保證水的高透明度，水質渾濁主要表現為水中有機物顆粒的含量高從而降低水的透明度，而這些微小顆粒對光線的散射和折射作用，使得渾水中拍攝的影像模糊不清。面對這種情況，通常要等到水質透明度高的清水期才能拍攝。因此，普遍存在可攝像作業時間短及成像清晰度低的難題；同時針對新出現的結構更合理的角鋼形式的陽極焊腳，傳統水下攝像系統已無法完成檢測任務。為更好適應工程建設新技術的要求，迫切需要具有針對性的新型水下攝像系統來解決包括渾水期在內的全工況下的攝像檢測任務，同時該系統除滿足檢測傳統陽極焊腳外還應滿足檢測新型角鋼焊腳的任務。
發明內容
本實用新型是要解決現有水下焊接檢測攝像裝置存在可攝像作業時間短和成像清晰度低的技術問題，提供一種全工況條件下的水下陽極塊焊接攝像檢測裝置，該裝置具有在任何工況下均有清晰圖像以及攝像作業時間不受限止特點，能滿足渾水期在內的全工況下的攝像檢測陽極焊腳，還能滿足檢測新型角鋼焊腳的任務。
本實用新型的技術方案如下一種全工況水下陽極塊焊接攝像檢測裝置，包括帶有銅質防水罩的彩色攝像機、帶有防水燈罩的強射燈、開關電源、數據傳輸線、A/D轉換器、計算機及專業攝像實時顯示及處理軟件、可調式變阻器、空腔的有機玻璃攝影罩，其中彩色攝像機電源線接30w/12v開關電源，彩色攝像機視頻輸出線通過A/D轉換器與計算機上的輸入接口連接；強射燈通過可調式變阻器與120W/12V開關電源相連接，有機玻璃攝影罩前部橫截面呈三角梯形，后部上端設有一個斜面，斜面上密封安裝有強射燈，斜面下面垂直面上密封安裝有帶有銅質防水罩的彩色攝像機，有機玻璃攝影罩空腔內有封閉的介質，強射燈光源的照射方向與彩色攝像機鏡頭的拍攝方向成30°至60°夾角。
強射燈是100w/12v的強射燈；強射燈光源的照射方向與彩色攝像機鏡頭的拍攝方向成30°；有機玻璃攝影罩空腔內封閉的介質為空氣或清水。
本實用新型中的攝像機經銅質防水罩的保護密閉安放在有機玻璃的攝影罩內，利用貯滿凈水的罩內空間形成有效成像距離，由于攝影罩的錐形前罩基本貼合焊縫，故兩表面間的渾水通過量很小，保證輸出畫面的清晰度，拍攝時通過A/D轉換器將攝像機拍攝得到的模擬信號轉換為數字信號輸入計算機，配合專業軟件即可在顯示器上實時顯示出水下所拍攝的畫面。
本實用新型針對性強，費用相對低廉，具有水上實時觀察及資料永久保存的優點，同時滿足傳統陽極焊腳和新型陽極焊腳水下焊接的攝像檢測要求，且在任何工況下均有清晰圖像，使得檢測更具真實可靠性，并可向同類型施工檢測中推廣應用。
圖1是本實用新型的系統示意圖；圖2是有機玻璃攝影罩的主視圖；圖3是圖2的左視圖；圖4是圖2的俯視圖；圖5是本實用新型的應用示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖與實施例對本實用新型作進一步的描述。
如圖1所示，全工況水下陽極塊焊接攝像檢測裝置包含五個子系統分別是水下攝像系統，數據傳輸系統，圖像顯示系統，渾水攝像輔助系統，水下照明系統。
水下攝像系統由帶有銅質防水罩的650線彩色攝像機1、30w/12v開關電源10、攝像機電源線2組成；渾水攝像輔助系統是由有機玻璃攝影罩11構成；數據傳輸系統由數據傳輸線3和A/D轉換器6組成；圖像顯示系統包括一臺計算機7和專業攝像實時顯示及處理軟件；水下照明系統由帶有銅質防水燈罩的100w/12v強射燈4、可調式變阻器8、射燈電源線5、120W/12V開關電源9組成。
其中彩色攝像機電源線2接30w/12v開關電源10，彩色攝像機視頻輸出線3通過A/D轉換器6與計算機7上的輸入接口連接；強射燈4通過可調式變阻器8與120W/12V開關電源9相連接。
為了提高成像清晰度，按照常規要滿足成像的清晰度就要保證水的高透明度，水質渾濁主要表現為水中有機物顆粒的含量高從而降低水的透明度，而這些微小顆粒對光線的散射和折射作用，使得渾水中拍攝的影像模糊不清。面對這種情況，通常要等到水質透明度高的清水期才能拍攝。另外在相同的拍攝條件下，水下攝像機離被攝物體的拍攝距離越近，光在水中的傳輸過程受到水的散射作用就越小，拍攝的影像也就越清晰，據此選擇近距離拍攝(當然最小拍攝距離應在攝影鏡頭的最近拍攝距離內，否則也會因對焦不準而造成影像模糊)。具體操作為加裝攝影輔助裝置，即在攝像機的鏡頭前安裝一個耐壓或輕度耐壓的透明攝影罩11(視作業水深確定)，攝影罩11內封閉空腔內的介質為空氣或清水，就使得光線從被攝物體到鏡頭的傳輸過程中，縮短在渾水中的路徑，從而減小了水的散射和折射作用，提高了影像的清晰度，為鑒別焊接質量提供更為直接的依據。
如圖2至圖4所示，為了拍攝非平面形狀的角鋼陽極焊腳，保證攝影罩能充分貼近被攝物體，將與被攝物體接觸的攝影罩前罩面收窄。有機玻璃攝影罩11前部橫截面做成三角梯形14，后部上端設有一個斜面12。圖1所示，斜面12上密封安裝有強射燈4，斜面12下面垂直面13上密封安裝有帶有銅質防水罩的彩色攝像機1。
水下照明要滿足全工況下的攝像要求，必須保證水中光線合乎攝影要求，采用變阻式水下射燈進行照明調節。當光源的照射方向與鏡頭的拍攝方向為同向(順光)時，鏡頭前的水中顆粒對影像清晰度影響較大，當光源的照射方向與鏡頭的拍攝方向成30°～60°夾角(側光)時，影像較清晰。本發明取30°夾角的側光。
本實用新型的工作原理攝像機1經銅質防水罩的保護密閉安放在有機玻璃的攝影罩11內，利用貯滿凈水的罩內空間形成有效成像距離，由于攝影罩11的錐形前罩基本貼合焊縫，故兩表面間的渾水通過量很小，保證輸出畫面的清晰度，拍攝時通過A/D轉換器6將攝像機1拍攝得到的模擬信號轉換為數字信號輸入計算機7，配合專業軟件即可在顯示器上實時顯示出水下所拍攝的畫面。
本實用新型的具體實施過程在下水攝像前應檢查所有電源及數據傳輸線路是否完好無損，同時查驗安裝攝像機1及照明射燈4的防護罩的密封性能，確保設備下水后具有可靠的電絕緣性及防水性，防止影響設備的正常工作。若設備檢查情況良好，即可在有機玻璃罩11內注滿清水(水質應達到飲用水標準)，然后將防水射燈罩及防水攝像機罩安裝在指定位置，該步驟也必須滿足密封要求，防止外部渾水通過安裝間隙進入攝影罩11內影響水質透明度從而降低圖像清晰度。
將A/D轉換器6上相應接口分別與攝像機1數據線的普通接口及計算機上的1394接口連接，待攝像設備及電腦啟動后即可完成由模擬信號到數字信號的轉換，輔助專業軟件可同時完成水下畫面實時顯示以及資料存檔處理。
水下攝像檢測時，由潛水員手持儀器，下潛到待攝焊縫處，將攝影罩11的兩條前罩棱邊線分別與鋼管樁及陽極的角鋼焊腳相接觸(圖5)，此時待攝焊縫即在攝像機11的成像范圍內，通過攝像機11的自動調焦，配合調節水下射燈4的亮度即可達到最佳拍攝狀態，該焊縫拍攝完成后即重新選擇新的焊縫進行同樣操作。
權利要求1.一種全工況水下陽極塊焊接攝像檢測裝置，包括帶有銅質防水罩的彩色攝像機(1)、帶有銅質防水燈罩的強射燈(4)、開關電源(9，10)、數據傳輸線(3)、A/D轉換器(6)、計算機(7)及專業攝像實時顯示及處理軟件、其中彩色攝像機電源線(2)接30w/12v開關電源(10)，彩色攝像機視頻輸出線(3)通過A/D轉換器(6)與計算機(7)上的輸入接口連接，其特征在于，該裝置還包括可調式變阻器(8)，空腔的有機玻璃攝影罩(11)；所述強射燈(4)通過可調式變阻器(8)與120W/12V開關電源(9)相連接；所述有機玻璃攝影罩(11)前部橫截面呈三角梯形(14)，后部上端設有一個斜面(12)，斜面(12)上密封安裝有強射燈(4)，斜面(12)下面垂直面(13)上密封安裝有彩色攝像機(1)，所述有機玻璃攝影罩(11)空腔內有封閉的介質；所述強射燈(4)光源的照射方向與所述彩色攝像機(1)鏡頭的拍攝方向成30°至60°夾角。
2.根據權利要求1所述的全工況水下陽極塊焊接攝像檢測裝置，其特征在于，所述強射燈(4)是100w/12v的強射燈。
3根據權利要求1所述的全工況水下陽極塊焊接攝像檢測裝置，其特征在于，所述強射燈(4)光源的照射方向與所述彩色攝像機(1)鏡頭的拍攝方向成30°。
4.根據權利要求1所述的全工況水下陽極塊焊接攝像檢測裝置，其特征在于，所述有機玻璃攝影罩(11)空腔內封閉的介質為空氣或清水。
專利摘要本實用新型公開了一種全工況水下陽極塊焊接攝像檢測裝置，包括帶有銅質防水罩的彩色攝像機和強射燈、開關電源、A/D轉換器、計算機及專業攝像實時顯示及處理軟件、可調式變阻器、空腔的有機玻璃攝影罩，強射燈通過可調式變阻器與120W/12V開關電源相連接，攝影罩前部橫截面呈三角梯形，后部上端設有一個斜面，斜面上密封安裝有強射燈，斜面下面垂直面上密封安裝彩色攝像機，攝影罩空腔內有封閉的介質，強射燈光源的照射方向與彩色攝像機鏡頭的拍攝方向成30°至60°夾角。本實用新型費用相對低廉，具有水上實時觀察及資料永久保存的優點，能滿足傳統陽極焊腳和新型陽極焊腳水下焊接的攝像檢測要求，且在任何工況下均有清晰圖像。
文檔編號G01C11/36GK2872304SQ20062004033
公開日2007年2月21日 申請日期2006年3月21日 優先權日2006年3月21日
發明者孔德群, 吳鵬程, 施建正, 成俊, 常青, 許建峰 申請人:上海港務工程公司