專利名稱：全工況水下陽(yáng)極塊焊接攝像檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種攝像檢測(cè)裝置，尤其是一種用于水下焊接攝像檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)階段的海港建設(shè)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(yáng)極進(jìn)行防腐，陽(yáng)極焊接質(zhì)量直接影響防腐效果，焊接質(zhì)量依靠水下攝像進(jìn)行檢查和鑒別。目前應(yīng)用于港口工程中的水下攝像系統(tǒng)多引進(jìn)船舶修造業(yè)所沿用的船體檢測(cè)攝像系統(tǒng)，其局限是針對(duì)性差且只能在清水條件下作業(yè)，而大部分在建港區(qū)受自然海況影響水質(zhì)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(guī)要滿足成像的清晰度就要保證水的高透明度，水質(zhì)渾濁主要表現(xiàn)為水中有機(jī)物顆粒的含量高從而降低水的透明度，而這些微小顆粒對(duì)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(duì)這種情況，通常要等到水質(zhì)透明度高的清水期才能拍攝。因此，普遍存在可攝像作業(yè)時(shí)間短及成像清晰度低的難題；同時(shí)針對(duì)新出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)更合理的角鋼形式的陽(yáng)極焊腳，傳統(tǒng)水下攝像系統(tǒng)已無法完成檢測(cè)任務(wù)。為更好適應(yīng)工程建設(shè)新技術(shù)的要求，迫切需要具有針對(duì)性的新型水下攝像系統(tǒng)來解決包括渾水期在內(nèi)的全工況下的攝像檢測(cè)任務(wù)，同時(shí)該系統(tǒng)除滿足檢測(cè)傳統(tǒng)陽(yáng)極焊腳外還應(yīng)滿足檢測(cè)新型角鋼焊腳的任務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型是要解決現(xiàn)有水下焊接檢測(cè)攝像裝置存在可攝像作業(yè)時(shí)間短和成像清晰度低的技術(shù)問題，提供一種全工況條件下的水下陽(yáng)極塊焊接攝像檢測(cè)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(yè)時(shí)間不受限止特點(diǎn)，能滿足渾水期在內(nèi)的全工況下的攝像檢測(cè)陽(yáng)極焊腳，還能滿足檢測(cè)新型角鋼焊腳的任務(wù)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種全工況水下陽(yáng)極塊焊接攝像檢測(cè)裝置，包括帶有銅質(zhì)防水罩的彩色攝像機(jī)、帶有防水燈罩的強(qiáng)射燈、開關(guān)電源、數(shù)據(jù)傳輸線、A/D轉(zhuǎn)換器、計(jì)算機(jī)及專業(yè)攝像實(shí)時(shí)顯示及處理軟件、可調(diào)式變阻器、空腔的有機(jī)玻璃攝影罩，其中彩色攝像機(jī)電源線接30w/12v開關(guān)電源，彩色攝像機(jī)視頻輸出線通過A/D轉(zhuǎn)換器與計(jì)算機(jī)上的輸入接口連接；強(qiáng)射燈通過可調(diào)式變阻器與120W/12V開關(guān)電源相連接，有機(jī)玻璃攝影罩前部橫截面呈三角梯形，后部上端設(shè)有一個(gè)斜面，斜面上密封安裝有強(qiáng)射燈，斜面下面垂直面上密封安裝有帶有銅質(zhì)防水罩的彩色攝像機(jī)，有機(jī)玻璃攝影罩空腔內(nèi)有封閉的介質(zhì)，強(qiáng)射燈光源的照射方向與彩色攝像機(jī)鏡頭的拍攝方向成30°至60°夾角。
強(qiáng)射燈是100w/12v的強(qiáng)射燈；強(qiáng)射燈光源的照射方向與彩色攝像機(jī)鏡頭的拍攝方向成30°；有機(jī)玻璃攝影罩空腔內(nèi)封閉的介質(zhì)為空氣或清水。
本實(shí)用新型中的攝像機(jī)經(jīng)銅質(zhì)防水罩的保護(hù)密閉安放在有機(jī)玻璃的攝影罩內(nèi)，利用貯滿凈水的罩內(nèi)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(shí)通過A/D轉(zhuǎn)換器將攝像機(jī)拍攝得到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)，配合專業(yè)軟件即可在顯示器上實(shí)時(shí)顯示出水下所拍攝的畫面。
本實(shí)用新型針對(duì)性強(qiáng)，費(fèi)用相對(duì)低廉，具有水上實(shí)時(shí)觀察及資料永久保存的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)滿足傳統(tǒng)陽(yáng)極焊腳和新型陽(yáng)極焊腳水下焊接的攝像檢測(cè)要求，且在任何工況下均有清晰圖像，使得檢測(cè)更具真實(shí)可靠性，并可向同類型施工檢測(cè)中推廣應(yīng)用。


圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)示意圖；圖2是有機(jī)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(shí)用新型的應(yīng)用示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
如圖1所示，全工況水下陽(yáng)極塊焊接攝像檢測(cè)裝置包含五個(gè)子系統(tǒng)分別是水下攝像系統(tǒng)，數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，圖像顯示系統(tǒng)，渾水?dāng)z像輔助系統(tǒng)，水下照明系統(tǒng)。
水下攝像系統(tǒng)由帶有銅質(zhì)防水罩的650線彩色攝像機(jī)1、30w/12v開關(guān)電源10、攝像機(jī)電源線2組成；渾水?dāng)z像輔助系統(tǒng)是由有機(jī)玻璃攝影罩11構(gòu)成；數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)由數(shù)據(jù)傳輸線3和A/D轉(zhuǎn)換器6組成；圖像顯示系統(tǒng)包括一臺(tái)計(jì)算機(jī)7和專業(yè)攝像實(shí)時(shí)顯示及處理軟件；水下照明系統(tǒng)由帶有銅質(zhì)防水燈罩的100w/12v強(qiáng)射燈4、可調(diào)式變阻器8、射燈電源線5、120W/12V開關(guān)電源9組成。
其中彩色攝像機(jī)電源線2接30w/12v開關(guān)電源10，彩色攝像機(jī)視頻輸出線3通過A/D轉(zhuǎn)換器6與計(jì)算機(jī)7上的輸入接口連接；強(qiáng)射燈4通過可調(diào)式變阻器8與120W/12V開關(guān)電源9相連接。
為了提高成像清晰度，按照常規(guī)要滿足成像的清晰度就要保證水的高透明度，水質(zhì)渾濁主要表現(xiàn)為水中有機(jī)物顆粒的含量高從而降低水的透明度，而這些微小顆粒對(duì)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(duì)這種情況，通常要等到水質(zhì)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(jī)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(jù)此選擇近距離拍攝(當(dāng)然最小拍攝距離應(yīng)在攝影鏡頭的最近拍攝距離內(nèi)，否則也會(huì)因?qū)共粶?zhǔn)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(jī)的鏡頭前安裝一個(gè)耐壓或輕度耐壓的透明攝影罩11(視作業(yè)水深確定)，攝影罩11內(nèi)封閉空腔內(nèi)的介質(zhì)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(zhì)量提供更為直接的依據(jù)。
如圖2至圖4所示，為了拍攝非平面形狀的角鋼陽(yáng)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(jī)玻璃攝影罩11前部橫截面做成三角梯形14，后部上端設(shè)有一個(gè)斜面12。圖1所示，斜面12上密封安裝有強(qiáng)射燈4，斜面12下面垂直面13上密封安裝有帶有銅質(zhì)防水罩的彩色攝像機(jī)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(jìn)行照明調(diào)節(jié)。當(dāng)光源的照射方向與鏡頭的拍攝方向?yàn)橥?順光)時(shí)，鏡頭前的水中顆粒對(duì)影像清晰度影響較大，當(dāng)光源的照射方向與鏡頭的拍攝方向成30°～60°夾角(側(cè)光)時(shí)，影像較清晰。本發(fā)明取30°夾角的側(cè)光。
本實(shí)用新型的工作原理攝像機(jī)1經(jīng)銅質(zhì)防水罩的保護(hù)密閉安放在有機(jī)玻璃的攝影罩11內(nèi)，利用貯滿凈水的罩內(nèi)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(shí)通過A/D轉(zhuǎn)換器6將攝像機(jī)1拍攝得到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)7，配合專業(yè)軟件即可在顯示器上實(shí)時(shí)顯示出水下所拍攝的畫面。
本實(shí)用新型的具體實(shí)施過程在下水?dāng)z像前應(yīng)檢查所有電源及數(shù)據(jù)傳輸線路是否完好無損，同時(shí)查驗(yàn)安裝攝像機(jī)1及照明射燈4的防護(hù)罩的密封性能，確保設(shè)備下水后具有可靠的電絕緣性及防水性，防止影響設(shè)備的正常工作。若設(shè)備檢查情況良好，即可在有機(jī)玻璃罩11內(nèi)注滿清水(水質(zhì)應(yīng)達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn))，然后將防水射燈罩及防水?dāng)z像機(jī)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(jìn)入攝影罩11內(nèi)影響水質(zhì)透明度從而降低圖像清晰度。
將A/D轉(zhuǎn)換器6上相應(yīng)接口分別與攝像機(jī)1數(shù)據(jù)線的普通接口及計(jì)算機(jī)上的1394接口連接，待攝像設(shè)備及電腦啟動(dòng)后即可完成由模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，輔助專業(yè)軟件可同時(shí)完成水下畫面實(shí)時(shí)顯示以及資料存檔處理。
水下攝像檢測(cè)時(shí)，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(yáng)極的角鋼焊腳相接觸(圖5)，此時(shí)待攝焊縫即在攝像機(jī)11的成像范圍內(nèi)，通過攝像機(jī)11的自動(dòng)調(diào)焦，配合調(diào)節(jié)水下射燈4的亮度即可達(dá)到最佳拍攝狀態(tài)，該焊縫拍攝完成后即重新選擇新的焊縫進(jìn)行同樣操作。
權(quán)利要求1.一種全工況水下陽(yáng)極塊焊接攝像檢測(cè)裝置，包括帶有銅質(zhì)防水罩的彩色攝像機(jī)(1)、帶有銅質(zhì)防水燈罩的強(qiáng)射燈(4)、開關(guān)電源(9，10)、數(shù)據(jù)傳輸線(3)、A/D轉(zhuǎn)換器(6)、計(jì)算機(jī)(7)及專業(yè)攝像實(shí)時(shí)顯示及處理軟件、其中彩色攝像機(jī)電源線(2)接30w/12v開關(guān)電源(10)，彩色攝像機(jī)視頻輸出線(3)通過A/D轉(zhuǎn)換器(6)與計(jì)算機(jī)(7)上的輸入接口連接，其特征在于，該裝置還包括可調(diào)式變阻器(8)，空腔的有機(jī)玻璃攝影罩(11)；所述強(qiáng)射燈(4)通過可調(diào)式變阻器(8)與120W/12V開關(guān)電源(9)相連接；所述有機(jī)玻璃攝影罩(11)前部橫截面呈三角梯形(14)，后部上端設(shè)有一個(gè)斜面(12)，斜面(12)上密封安裝有強(qiáng)射燈(4)，斜面(12)下面垂直面(13)上密封安裝有彩色攝像機(jī)(1)，所述有機(jī)玻璃攝影罩(11)空腔內(nèi)有封閉的介質(zhì)；所述強(qiáng)射燈(4)光源的照射方向與所述彩色攝像機(jī)(1)鏡頭的拍攝方向成30°至60°夾角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全工況水下陽(yáng)極塊焊接攝像檢測(cè)裝置，其特征在于，所述強(qiáng)射燈(4)是100w/12v的強(qiáng)射燈。
3根據(jù)權(quán)利要求1所述的全工況水下陽(yáng)極塊焊接攝像檢測(cè)裝置，其特征在于，所述強(qiáng)射燈(4)光源的照射方向與所述彩色攝像機(jī)(1)鏡頭的拍攝方向成30°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全工況水下陽(yáng)極塊焊接攝像檢測(cè)裝置，其特征在于，所述有機(jī)玻璃攝影罩(11)空腔內(nèi)封閉的介質(zhì)為空氣或清水。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種全工況水下陽(yáng)極塊焊接攝像檢測(cè)裝置，包括帶有銅質(zhì)防水罩的彩色攝像機(jī)和強(qiáng)射燈、開關(guān)電源、A/D轉(zhuǎn)換器、計(jì)算機(jī)及專業(yè)攝像實(shí)時(shí)顯示及處理軟件、可調(diào)式變阻器、空腔的有機(jī)玻璃攝影罩，強(qiáng)射燈通過可調(diào)式變阻器與120W/12V開關(guān)電源相連接，攝影罩前部橫截面呈三角梯形，后部上端設(shè)有一個(gè)斜面，斜面上密封安裝有強(qiáng)射燈，斜面下面垂直面上密封安裝彩色攝像機(jī)，攝影罩空腔內(nèi)有封閉的介質(zhì)，強(qiáng)射燈光源的照射方向與彩色攝像機(jī)鏡頭的拍攝方向成30°至60°夾角。本實(shí)用新型費(fèi)用相對(duì)低廉，具有水上實(shí)時(shí)觀察及資料永久保存的優(yōu)點(diǎn)，能滿足傳統(tǒng)陽(yáng)極焊腳和新型陽(yáng)極焊腳水下焊接的攝像檢測(cè)要求，且在任何工況下均有清晰圖像。
文檔編號(hào)G01C11/36GK2872304SQ20062004033
公開日2007年2月21日 申請(qǐng)日期2006年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月21日
發(fā)明者孔德群, 吳鵬程, 施建正, 成俊, 常青, 許建峰 申請(qǐng)人:上海港務(wù)工程公司