基于生物仿生复眼的实验观测系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于生物仿生复眼的实验观测系统及其工作方法，本实验观测系统包括：微流体实验装置，与该微流体实验装置相连的上位机；其中所述微流体实验装置包括：处理器模块，与该处理器模块相连的复眼图像采集装置，以及用于放置岩片测试模型的芯片位；所述复眼图像采集装置适于拍摄岩片测试模型内多相流体的分布和流动状况的图像数据；本发明专利技术通过复眼图像采集装置能够在光线强度减弱时，清晰拍摄岩片测试模型内多相流体的分布和流动状况，获得高清晰的图像数据，并且在光照强度增强的时候，两图像采集模块还能分开分别独立采集图像数据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于生物仿生复眼的实验观测系统及其工作方法。
技术介绍
在生物学中，昆虫具有复眼结构，通过仿生物学原理，将昆虫的复眼结构运用到观测领域，对微流控领域中的多相流体的分布和流动状况的观测会起到很好的观测效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种实验观测系统及其工作方法，以通过对岩片测试模型的拍摄姿态调整，克服了传统多相流体的分布和流动状况观测效果不佳的技术问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种实验观测系统，包括：微流体实验装置，与该微流体实验装置相连的上位机；其中所述微流体实验装置包括：处理器模块，与该处理器模块相连的复眼图像采集装置、用于放置岩片测试模型的芯片位，以及所述芯片位的底部还设有由处理器模块控制的旋转电机；所述处理器模块适于通过旋转电机调整芯片位上岩片测试模型的拍摄姿态；以及所述复眼图像采集装置适于拍摄岩片测试模型内多相流体的分布和流动状况的图像数据，且通过所述处理器模块将该图像数据发送至上位机。进一步，所述芯片位的外围设有半圆形导轨，该半圆形导轨的两端设有转轴，以适于绕岩片测试模型的上方转动180度；所述复眼图像采集装置包括两个图像采集模块，且半圆形导轨的中心处设有光敏传感器；所述处理器模块适于根据光敏传感器测量岩片测试模型的光照强度，控制两图像采集模块沿半圆形导轨相向靠拢或独立自由运动；其中当光照强度减弱时，处理器模块控制两图像采集模块沿半圆形导轨相向运动靠拢，以收缩视域范围；当光照强度增强时，处理器模块控制两图像采集模块沿半圆形导轨独立自由运动，以独立拍摄。进一步，所述岩片测试模型包括：透明芯片，所述透明芯片上设有若干个依次排列的适于嵌入相应仿岩心薄片样本的凹部，且各凹部之间通过相应的流道依次相连，其中在第一凹部的进液口连接有进液池，最后凹部的出液口连接有排液池；位于透明芯片的上端面密封有透明上盖，以及透明芯片的下端面设有薄膜式光源OLED层。进一步，所述进液池旁还设有进气口，且进液池和进气口与第一凹部的进液口之间依次刻蚀有微气泡生成模块、微气泡分裂模块。进一步，所述透明上盖的上端面设有热源装置，所述薄膜式光源OLED层的下端面设有冷源装置；以及各凹部的进液口高于该凹部的出液口。进一步，所述热源装置和冷源装置包括若干上、下对称设置的半导体致冷片；所述热源装置中的半导体致冷片的热端贴于位于凹部正上方的透明上盖的上端面处，所述冷源装置的半导体致冷片的冷端贴于位于凹部正下方的薄膜式光源OLED层的下端面处；以及所述半导体致冷片的覆盖面积小于凹部面积。又一方面，本专利技术还提供了一种实验观测系统的工作方法，即向岩片测试模型内注入测试溶液；调整芯片位上岩片测试模型的拍摄姿态；以及通过复眼图像采集装置全方位拍摄岩片测试模型内各仿岩心薄片样本中相应微观孔道内多相流体的分布和流动状况的图像数据，并该图像数据发送至上位机。进一步，在热源装置、冷源装置通电后，在仿岩心薄片样本的上、下侧形成温差，以促使仿岩心薄片样本中测试溶液从上向下渗透；当所述薄膜式光源OLED层点亮后，从透明芯片的一侧观察仿岩心薄片样本中测试溶液从上向下渗透状况。进一步，所述测试溶液适于从上一仿岩心薄片样本完成从上向下渗透后，进入下一仿岩心薄片样本；以及当测试溶液进入下一仿岩心薄片样本后，开启该仿岩心薄片样本对应的上、下半导体致冷片。本专利技术的有益效果是，本专利技术通过旋转电机调整芯片位上岩片测试模型的拍摄姿态，使复眼图像采集装置能够获得一较为端正的成像图像，并且采用的复眼图像采集装置能够在光线强度减弱时，两图像采集模块沿半圆形导轨相向运动靠拢，以收缩视域范围，以清晰拍摄岩片测试模型内多相流体的分布和流动状况，获得高清晰的图像数据，并且在光照强度增强的时候，两图像采集模块还能分开分别独立采集图像数据；并且将拍摄的岩片测试模型内多相流体的分布和流动状况的图像数据上传至上位机，便于实验人员通过上位机观测图像数据，以及通过上位机保存、备份图像数据；所述微流体实验装置便于对多仿岩心薄片样本的多相流体的分布和流动状况，进行全方位观测，并且还能够通过依次排列的适于嵌入相应仿岩心薄片样本构成相应测试通道，仿岩心薄片样本可以根据仿岩心薄片样本中微观孔道的疏密程度进行相应排序，以构成不同的测试方式，进而满足多种类型岩心薄片测试，并且通过全方位的图像采集装置清晰拍摄仿岩心薄片样本中相应微观孔道内多相流体的分布和流动状况，以便对多仿岩心薄片样本进行数据分析。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的实验观测系统的原理框图；图2是本专利技术的实验观测系统的结构示意图；图3是本专利技术的岩片测试模型的侧面结构示图；图4是本专利技术的岩片测试模型的俯视结构示图；图5是本专利技术的导轨移动机构的结构示意图。图中：岩片测试模型1、透明芯片100、仿岩心薄片样本101、流道102、进液池103、排液池104、进气口105、微气泡生成模块106、微气泡分裂模块107；透明上盖2；薄膜式光源OLED层3、单个OLED光源301；热源装置41、冷源装置42、半导体致冷片400；图像采集模块5a、5b，半圆形导轨51，转轴52、光敏传感器53；芯片位6；滑块7、滚轮71、微型驱动电机72。具体实施方式现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。实施例1如图1至图4所示，本专利技术提供了一种实验观测系统，包括：微流体实验装置，与该微流体实验装置相连的上位机；其中所述微流体实验装置包括：处理器模块，与该处理器模块相连的复眼图像采集装置、用于放置岩片测试模型的芯片位，以及所述芯片位的底部还设有由处理器模块控制的旋转电机；所述处理器模块适于通过旋转电机调整芯片位上岩片测试模型的拍摄姿态，以达到较为端正的成像图像，便于后续复眼图像采集装置更好的采集相应图像数据；以及所述复眼图像采集装置适于拍摄岩片测试模型内多相流体的分布和流动状况的图像数据，且通过所述处理器模块将该图像数据发送至上位机。具体的，关于图像数据发送至上位机的方式例如但不限于通过处理器模块以串口的方式将数据发送至上位机，实验人员可以通过上位机查看图像数据，所述图像数据也可以通过上位机进行保存、存档，以便于实验数据分析。进一步，所述芯片位6的外围设有半圆形导轨51，该半圆形导轨51的两端设有转轴52，以适于绕岩片测试模型的上方转动180度(如方向F1所示，从岩片测试模型的一侧移动至另一侧)；所述复眼图像采集装置包括两个图像采集模块，且半圆形导轨的中心处设有光敏传感器；所述处理器模块适于根据光敏传感器测量岩片测试模型的光照强度，控制两图像采集模块沿半圆形导轨相向靠拢或独立自由运动；其中当光照强度减弱时，控制两图像采集模块沿半圆形导轨相向运动靠拢，以收缩视域范围，提高拍摄清晰度；当光照强度增强时，控制两图像采集模块沿半圆形导轨独立自由运动，以独立拍摄。因此，在光线强度减弱时，通过两图像采集模块沿半圆形导轨相向运动靠拢能够清晰拍摄岩片测试模型内多相流体的分布和流动状况，获得高清晰的图像数据，并且在光照强度增强的时候，两图像采集模块还能分开分别独立采集图像数据，在不影响清晰度的同时，扩大视域，可以同时拍摄两仿岩心薄片样本的多相流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实验观测系统，其特征在于，包括：微流体实验装置，与该微流体实验装置相连的上位机；其中所述微流体实验装置包括：处理器模块，与该处理器模块相连的复眼图像采集装置、用于放置岩片测试模型的芯片位，以及所述芯片位的底部还设有由处理器模块控制的旋转电机；所述处理器模块适于通过旋转电机调整芯片位上岩片测试模型的拍摄姿态；以及所述复眼图像采集装置适于拍摄岩片测试模型内多相流体的分布和流动状况的图像数据，且通过所述处理器模块将该图像数据发送至上位机。

【技术特征摘要】
1.一种实验观测系统，其特征在于，包括：微流体实验装置，与该微流体实验装置相连的上位机；其中所述微流体实验装置包括：处理器模块，与该处理器模块相连的复眼图像采集装置、用于放置岩片测试模型的芯片位，以及所述芯片位的底部还设有由处理器模块控制的旋转电机；所述处理器模块适于通过旋转电机调整芯片位上岩片测试模型的拍摄姿态；以及所述复眼图像采集装置适于拍摄岩片测试模型内多相流体的分布和流动状况的图像数据，且通过所述处理器模块将该图像数据发送至上位机。2.根据权利要求1所述的实验观测系统，其特征在于，所述芯片位的外围设有半圆形导轨，该半圆形导轨的两端设有转轴，以适于绕岩片测试模型的上方转动180度；所述复眼图像采集装置包括两个图像采集模块，且半圆形导轨的中心处设有光敏传感器；所述处理器模块适于根据光敏传感器测量岩片测试模型的光照强度，控制两图像采集模块沿半圆形导轨相向靠拢或独立自由运动；其中当光照强度减弱时，所述处理器模块控制两图像采集模块沿半圆形导轨相向运动靠拢，以收缩视域范围；当光照强度增强时，所述处理器模块控制两图像采集模块沿半圆形导轨独立自由运动，以独立拍摄。3.根据权利要求2所述的实验观测系统，其特征在于，所述岩片测试模型包括：透明芯片，所述透明芯片上设有若干个依次排列的适于嵌入相应仿岩心薄片样本的凹部，且各凹部之间通过相应的流道依次相连，其中在第一凹部的进液口连接有进液池，最后凹部的出液口连接有排液池；位于透明芯片的上端面密封有透明上盖，以及透明芯片的下端面设有薄膜式光源OLED层。4.根据权利要求3所述的实验观测系统，其特征在于，所述进液池旁还设有进气口，且进液池和进...

【专利技术属性】
技术研发人员：张杰，汤嘉立，韩红章，洑涵妤，蒋莲，黄海军，范洪辉，
申请(专利权)人：江苏理工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32