[发明专利]可直接观测多种水动力及浓度环境的絮凝沉降实验系统

说明书

本发明提供一种可直接观测多种水动力及浓度环境的絮凝沉降实验系统，包括透明有机玻璃圆筒、高倍摄像机、摄像机镜头、控制电脑、LED背光板，高倍摄像机的前端安装摄像机镜头，摄像机镜头安装于透明有机玻璃圆筒侧壁居中位置，高倍摄像机电性连接于控制电脑；所述透明有机玻璃圆筒内还安装有相对摄像机镜头设置的LED背光板，所述LED背光板固定于可伸缩连接杆的一端，所述LED背光板与摄像机镜头位于同一高度，且通过调节可伸缩连接杆实现与摄像机镜头之间的距离可调。本发明可以模拟多种水体紊动条件，可以进行多种浓度试验，根据试验浓度的大小对光源位置便捷地进行调节，以实现最佳的观测效果。

技术领域

本发明涉及一种观测系统，具体是一种可直接观测多种水动力及浓度环境的絮凝沉降实验系统。

背景技术

高倍摄像机被广泛应用于絮团观测，通过对记录的录像文件进行图像分析处理，可以得到絮团粒径、形状以及沉降速度等泥沙絮凝研究关键参数。现有泥沙絮凝研究手段主要存在两方面不足：第一，对絮凝的研究大多集中于静水沉降环境，而水体紊动是影响絮凝过程和絮团特性的关键因素，因此静水环境得到的试验结果不能反映天然水体中不同水动力环境下的真实情况；第二，目前的观测设备通常只能进行悬沙浓度不超过50-100mg/L的试验，原因有两个：一是浓度较高后光源穿透受到影响，导致拍摄的图像曝光不够，显示不清晰，难以准确获取絮团相关参数；二是浓度较高后可能出现较多沿拍摄方向不同位置絮团的相互重合，也会影响絮团参数获取。而悬沙浓度也是影响泥沙絮凝的一个重要要素，因此不仅需要研究低浓度条件下的絮团特性，也有必要开展较高浓度下的试验研究，但是基于当前的设备难以实施。

发明内容

本发明提供一种可直接观测多种水动力及浓度环境的絮凝沉降实验系统，以解决现有观测设备的缺陷，其可以根据研究需要进行不同水动力和浓度的模拟试验，基于试验浓度的大小对光源位置便捷地进行调节，以实现最佳的观测效果。

一种可直接观测多种水动力及浓度环境的絮凝沉降实验系统，包括透明有机玻璃圆筒、高倍摄像机、摄像机镜头、控制电脑、LED背光板，所述高倍摄像机的前端安装摄像机镜头，摄像机镜头安装于透明有机玻璃圆筒侧壁居中位置，所述高倍摄像机电性连接于控制电脑；其特征在于：所述透明有机玻璃圆筒内还安装有相对摄像机镜头设置的LED背光板，所述LED背光板固定于可伸缩连接杆的一端，所述LED背光板与摄像机镜头位于同一高度，且通过调节可伸缩连接杆实现与摄像机镜头之间的距离可调。

进一步的，还包括搅动装置，用于搅动所述透明有机玻璃圆筒内的液体实现不同水体紊动条件。

进一步的，所述搅动装置包括可变频电机、叶轮，所述叶轮置于透明有机玻璃圆筒内，其中心处固定连接叶轮连接杆，所述叶轮连接杆的顶端连接可变频电机。

进一步的，所述搅动装置包括振动格栅、格栅连接杆、旋转电机，振动格栅置于透明有机玻璃圆筒内，通过格栅连接杆与旋转电机连接，通过旋转电机控制振动格栅上下振动，以产生近似各向同性的格栅紊流，进而实现不同水体紊动条件。

进一步的，所述可伸缩连接杆的另一端与可伸缩连接杆固定杆连接，可伸缩连接杆固定杆呈竖直设置，将可伸缩连接杆横向固定于透明有机玻璃圆筒内。

进一步的，所述可伸缩连接杆为伸缩式杆状结构，由多节伸缩杆连接而成，相邻伸缩杆之间通过可伸缩连接杆固定栓连接。

进一步的，可伸缩连接杆固定栓与伸缩杆之间的连接方式为螺纹连接或插接。

进一步的，还包括驱动电机、驱动杆、浓度传感器，所述可伸缩连接杆包括至少两个相互套接滑动的伸缩杆，外端的伸缩杆具有滑动部，浓度传感器和驱动电机均与控制电脑连接，控制电脑根据浓度传感器监测的浓度值控制驱动电机的运转，进而调节驱动杆的前后移动实现LED背光板与摄像机镜头之间的距离调节。

进一步的，所述可伸缩连接杆的另一端与可伸缩连接杆固定杆连接，可伸缩连接杆固定杆呈竖直设置，所述驱动电机安装于可伸缩连接杆固定杆。