[发明专利]一种用于混浊海域的水下电视系统

说明书

本发明涉及一种用于混浊海域的水下电视系统。

水下电视系统目前主要应用在远洋运输、航道排障、建港工程、海洋打捞、海上采油，水库堤坝监视各领域。其功能主要是通过水下摄像、水上监控来实现对观测物的监视。现有的水下电视系统一般采用光学成象的方法，这种成象方式受到水特性的直接影响。水作为光学图象的传递介质其光衰减程度与水的性质、浑浊程度及光波波长有密切关系。在混浊海域中，由于存在大量浮游生物、悬浮粒子及胶体粒子，因而产生对光波的散射，使电视图象对比度降低，甚至不能成象。胶体粒子是造成光波散射的主要原因。国外混浊海域水下电视系统进行了许多研究，如日本《三菱电机技报45〔8〕’71》刊载的“海洋开发用的工业电视”一文中介绍的目前付诸实用的方法是将清水箱和水下摄像机一起投放混浊海域中，清水箱排除了拍摄物与摄像机之间的混浊海水，形成光学通道，使水下摄像机能够摄到电视图象。然而，由于清水箱体积庞大，下沉到水中非常困难，且由于清水箱的体积有一定限度，从而限制了观察距离。一般利用清水箱下沉的方法，水下摄像系统的观察距离不会超过1米，这样，使水下摄像受到很大局限。

本发明的目的即是针对上述水下电视系统的缺点，提供出一种带有水混浊度处理器的水下摄像系统，从而实现了较远距离清晰摄像的效果。

为达到上述目的，本发明采取了如下技术方案：如图1.图2.图3.图4.图5所示，本发明提供的用于混浊海域的水下电视系统，是由于水上控制装置、水下摄像装置及传输电缆组成。其特征在于：水上控制装置由彩色监视器、彩色录像机、定时开关、电视解调器、DC12V电源、装有电阻R1、电解电容器C1、电感线圈L1的控制台电路板及控制台架组成；水下摄像装置由密封舱、两个水混浊度处理器及两个照明器组成。其中，密封舱内装有配置自动光圈镜头的CCD彩色摄像机，在密封舱内部的前端，对应自动光圈镜头设有光学窗口。密封舱内装有由电解电容器C2、C3，电感线圈L2、L3，稳压管T1，开关三极管T2、电阻R2及电子继电器J1、电视调制器组成的密封舱电路板。密封舱外侧的顶部装有电缆密封插座及套装在电缆密封插座上的电缆护杆连接器，电缆护杆连接器上连接了套装在传输电缆外部的电缆护杆。密封舱通过前密封盖及后密封盖进行密封。两个水混浊度处理器对称安装在密封舱外部两侧上方。水混浊度处理器由高压瓶，从瓶口插入瓶内的稳流管、控制液体喷射的电磁阀及喷嘴组成。稳流管通过电磁阀与喷嘴接通。高压瓶内充有絮凝剂水溶液及作为喷射絮凝剂高压动力的高压气体。两个照明器对称固定在密封舱外部两侧，位于水混浊度处理器的正下方。照明器由密封腔、密封腔光学窗口、装在密封腔内的照明灯及密封盖组成。控制台上的DC12V电源通过并联的电阻R1及定时开关K1与电感线圈L1一端连接，线圈L1的另一端与电解电容器C1的正极及传输电缆A端连接，电解电容器C1的负极与电视解调器输入端连接，电视解调器输出端与彩色监视器输入端连接，彩色监视器的视频输出端连至彩色录像机的视频输入端。潜入水下的传输电缆的B  端通过电缆密封插座与电解电容器C2的正极相连。C2的负极连至电视调制器的输出端，电视调制器的输入端与CCD彩色摄像机的视频输出端相连。传输电缆B端还通过电感线圈L2与稳压管T1的负极、CCD彩色摄像机的电源端及电子继电器J1的电源端、电子继电器J1的常开触点及灯1、灯2连接。稳压管T1的正极与电解电容器C3的正极及电阻R2的一端连接。电阻R2的另一端连接开关三极管T2的基极，开关三极管T2的集电极与电子继电器J1的控制端连接。电子继电器J1的常开触点与电磁阀控制端连接。电解电容器C3的负极、三极管T2的发射极及电磁阀的接地端均接地。操作时，控制台上的DC12V电源向CCD彩色摄像机、两个照明灯、电磁阀及电子继电器J1供电。操作者根据水混浊度选定絮凝剂喷射时间打开定时开关K1后，导通电压为12V的稳压管T1导通，使开关三极管T2也导通，作为T2集电极负载的电子继电器J1工作，控制电磁阀的电子继电器J1的常开触点闭合，电磁阀打开，高压瓶喷嘴喷射出絮凝剂，形成光学通道。CCD彩色摄像机拍摄后，视频信号经过电视调制器调制为射频信号由传输电缆传输，再经过电视解调器传输到彩色监视器，并由彩色录像机录像。电解电容器C1、C2用于隔离电视设备的直流电压，电感线圈L1、L2用于阻止射频信号串扰供电电路。电阻R1是分压电阻，使DC12V电源能提供出11.5V电压。水混浊度处理器中所用的高压瓶可以采用耐压1.4Mpa以上，容积为2～4公升的高压钢瓶，高压钢瓶内的高压气体可以采用压力在0.5～1Mpa的氮气。絮凝剂水溶液可以采用阳离子高分子絮凝剂或铁盐混凝剂加助凝剂或铝盐混凝剂加助凝剂。密封腔光学窗口采用波长500～600nm的绿色玻璃。本发明提供的用于混浊海域的水下电视系统还可以用于其他混浊水域，如河流、水库等，对应不同水质，高压瓶中可以注入不同类型的絮凝剂，对近海水域一般采用阳离子高分子絮凝剂，如聚丙烯酰铵。对河流水域则可以采用铝盐混凝剂加助凝剂或铁盐混凝剂加助凝剂，如碱式氯化铝、三氯化铁等，为提高混凝效果加入适量的石灰助凝剂。