專利名稱：具有高靈敏度的水中油檢測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型公開一種具有高靈敏度的水中油檢測裝置，涉及在水中存在固體雜質和腐敗元素的情況下，精確測量水中浮游的和乳化的油的含量，監視油的含量和超量報警系統，屬于環保監測技術領域的水質檢測儀器。
背景技術：
目前，國內外對于水中油的含量的檢測，比較先進的辦法是利用油分子對光的散射作用來檢測散射光的強度。一般檢測散射光強度的辦法是將點源能量探測器放置在設計的位置，當水中沒有油時，探測器檢測不到散射光能量，當水中有油時，探測器能檢測到散射光的能量。由于水中油滴的大小不同會影響散射光的出射角度和散射強度。若探測器的位置放置不準確，就不能最大限度地接收到散射光的能量。因此，影響儀器的檢測靈敏度。
發明內容
本實用新型公開一種具有高靈敏度的水中油檢測裝置，采用圖像傳感器獲取水中油的散射光圖像的方法來分析水中油的含量，解決了單靠散射光強度檢測辦法，探測儀器難以操作和放置位置要求苛刻需要精確調整等缺欠。
圖像處理器、底座和機殼組成，鏡頭和彩色CCD攝像機固定在底座上，嵌入式圖像處理器放在底座里，底座上罩有機殼，圖像處理器與CCD攝像機在機殼內部由電纜連接；其中，嵌入式圖像處理器由晶體振蕩器、高速信號處理器、鎖存器、鎖存器、總線收發器、可編程邏輯器件、液晶顯示器、觸發器、數模轉換器、總線緩沖器構成，晶體振蕩器產生40MHz時鐘接高速信號處理器輸入端，高速信號處理器通過鎖存器連到相應存儲器，高速信號處理器的數據和地址碼經過總線收發器進行緩沖后連到可編程邏輯器件的輸入端，產生譯碼信號送給鎖存器的片選端和觸發器，觸發器產生數據標識和復位信號送給高速信號處理器，高速信號處理器輸出的時鐘脈沖、行、場同步信號經過可編程邏輯器件送到數模轉換器進行圖像數據采集，數模轉換器采集的圖像數據經過總線緩沖器送到高速信號處理器。
將被測水的樣品放入樣品室，入射光從樣品室的輸入窗口射入，通過水中油滴的散射，散射光和透射光都照射在樣品室的輸出窗口上。鏡頭將輸出窗口的圖像成像在的CCD攝像機的靶面上，CCD攝像機同時攝取水中油的散射光和透射光圖像，該圖像的視頻信號被送到嵌入式圖像處理器，對散射光圖像和透射光圖像分別進行分析計算，得出光強和水中油的濃度之間的函數關系，并進行校正和將收到的光強轉換成一ppm為單位的油的含量。
本實用新型的積極效果在于采用CCD攝像機同時作散射光和透射光的探測器，通過嵌入式圖像處理器分析水中油含量的水中油檢測裝置，可使儀器的探測器(包括光機結構和電子學參數)不需要精確調整，能提高檢測的靈敏度，快速檢測水中油的含量。儀器為便攜式，可以在現場使用。從而為我國的環保領域提供一種使用方便、應用廣泛的檢測設備。該技術可以快速檢測水中微量的油，在室內外均可進行，不需要精確調整探測器的位置。
圖1為本實用新型總體結構示意圖。
圖2為本實用新型嵌入式圖像處理器原理框圖。
具體實施方式
根據圖1所示，除放置被測水樣的樣品室以外，鏡頭1、彩色CCD攝像機2、嵌入式圖像處理器3、底座4和機殼5組成本裝置。鏡頭裝在CCD攝像機上，對準樣品室的輸出窗口固定好，罩在機殼里；嵌入式圖像處理器放在底座里，用電纜與攝像機連接，機殼鎖定在底座上。
在圖2中，嵌入式圖像處理器由晶體振蕩器6、高速信號處理器(TMS320VC5409)7、鎖存器(74LS373)8、鎖存器(74LS373)9、總線收發器(74LS245)10、可編程邏輯器件(AT29VL1024)11、液晶顯示器12、觸發器(74LS174)13、數模轉換器(SA7111A)14、總線緩沖器(74LS126)15組成，將上述各單元組成一個微型圖像處理器，根據計算機對散射和透射光圖像的分析結果，顯示出水中油的含量。
樣品室是放置被測水樣的容器，它的輸入、輸出窗口是前后相對設置的和光學透明的。鏡頭1是普通的成像鏡頭，它將樣品室的輸出窗口成像在CCD攝像機2的靶面上。CCD攝像機2是彩色CCD攝像機，它把鏡頭1所成的光學圖像變成全視頻信號，通過電纜送給嵌入式圖像處理器3。嵌入式圖像處理器3對彩色圖像數據進行處理、分析，計算出水中油的含量后，顯示處理結果。鏡頭1、彩色CCD攝像機2都安裝在底座4上，并由機殼5罩上。
晶體振蕩器6產生40MHz時鐘供給高速信號處理器7運行，高速信號處理器7通過鎖存器8、9連到相應存儲器，高速信號處理器7的數據和地址碼經過總線收發器10進行緩沖后連到可編程邏輯器件11的輸入端，產生譯碼信號送給鎖存器8、9的片選端和觸發器13，觸發器13產生數據標識和復位信號送給高速信號處理器7，高速信號處理器7輸出的時鐘脈沖、行、場同步信號經過可編程邏輯器件11送到數模轉換器14進行圖像數據采集。數模轉換器14采集的圖像數據經過總線緩沖器15送到高速信號處理器7進行處理。
權利要求1.一種具有高靈敏度的水中油檢測裝置，其特征在于由鏡頭、彩色CCD攝像機、嵌入式圖像處理器、底座和機殼組成，鏡頭和彩色CCD攝像機固定在底座上，嵌入式圖像處理器放在底座里，底座上罩有機殼，圖像處理器與CCD攝像機在機殼內部由電纜連接；其中，嵌入式圖像處理器由晶體振蕩器、高速信號處理器、鎖存器、鎖存器、總線收發器、可編程邏輯器件、液晶顯示器、觸發器、數模轉換器、總線緩沖器構成，晶體振蕩器產生40MHz時鐘接高速信號處理器輸入端，高速信號處理器通過鎖存器連到相應存儲器，高速信號處理器的數據和地址碼經過總線收發器進行緩沖后連到可編程邏輯器件的輸入端，產生譯碼信號送給鎖存器的片選端和觸發器，觸發器產生數據標識和復位信號送給高速信號處理器，高速信號處理器輸出的時鐘脈沖、行、場同步信號經過可編程邏輯器件送到數模轉換器進行圖像數據采集，數模轉換器采集的圖像數據經過總線緩沖器送到高速信號處理器。
專利摘要本實用新型公開一種具有高靈敏度的水中油檢測裝置，由鏡頭、彩色CCD攝像機、嵌入式圖像處理器、底座和機殼組成，鏡頭、彩色CCD攝像機固定在底座上，CCD攝像機和圖像處理由電纜連接，罩在機殼里。機殼扣在底座上，可以方便地在現場使用。本實用新型提出了采用彩色圖像處理技術，可使水中油檢測儀器不需要精確調整探測器的位置，就能得到散射光的最大值，因此可以快速、高靈敏的計算出水中油的含量。儀器為便攜式，可以在現場使用。從而為我國的環保領域提供一種使用方便、應用廣泛的檢測設備。
文檔編號G06K9/00GK2837835SQ20052002854
公開日2006年11月15日 申請日期2005年4月22日 優先權日2005年4月22日
發明者宋建中, 劉太輝 申請人:長春威德光電技術有限公司