一种图像采集系统及离心机模型试验系统技术方案

本发明专利技术提供的一种图像采集系统及离心机模型试验系统，涉及图像采集技术领域。离心机模型试验系统包括离心机、设置于离心机的吊篮中的模型箱以及设置于模型箱内部的试验模型。图像采集系统包括高速工业相机、第一光电转换器、光纤滑环、第二光电转换器以及计算机。高速工业相机将获取的试验模型处于高离心加速度条件下的状态信息转换为第一电信号，第一光电转换器将接收的第一电信号转换为光信号并通过光纤滑环发送至第二光电转换器，第二光电转换器将接收的光信号转换为第二电信号，计算机将接收的第二电信号进行存储和分析处理。通过上述设置，可以解决现有的图像采集系统不能完整、可靠地获取离心试验模型试验状态信息的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种图像采集系统及离心机模型试验系统
本专利技术涉及图像采集
，具体而言，涉及一种图像采集系统及离心机模型试验系统。
技术介绍
在工程领域中，常常用小比例试验模型重现某一事件来研究原型中可能存在的和发生的现象，或利用模型试验进行工程实际的预测，以揭示和分析现象的本质和机理。其中，在岩土工程和地质工程领域，导致岩土体变形的主要荷载是土的自重应力。在开展模型试验时，因小比例试验模型的自重应力远低于其原型的自重应力而存在不能真实地反映原型的变形过程的问题。基于上述问题，现有的技术中一般通过离心机为小比例试验模型提供较高的离心加速度来补偿模型重力，使小比例试验模型内部具有与其对应的原型一致的应力场，使得试验模型和原型应力应变相等、变形相似、破坏机理相同，从而使保证模型试验结果能最大程度逼近原型。经专利技术人研究发现，在开展模型试验时，因图像采集系统受自身物理属性的限制会受到高离心加速度的影响而导致不能完整、可靠地获取离心试验模型的试验状态信息的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种图像采集系统及离心机模型试验系统，以解决因图像采集系统受自身物理属性的限制会受到高离心加速度的影响而导致不能完整、可靠地获取离心试验模型的试验状态信息的问题。为实现上述目的，本专利技术实施例采用如下技术方案：一种图像采集系统，应用于离心机模型试验系统。所述离心机模型试验系统包括离心机、设置于所述离心机的吊篮中的模型箱以及设置于所述模型箱内部的试验模型，所述图像采集系统包括高速工业相机、第一光电转换器、光纤滑环、第二光电转换器以及计算机。所述高速工业相机设置于所述模型箱中并与所述第一光电转换器的输入端连接，所述第一光电转换器的输出端通过所述光纤滑环与所述第二光电转换器的输入端连接，所述第二光电转换器的输出端与所述计算机连接。所述高速工业相机将获取的试验模型处于高离心加速度条件下的状态信息转换为第一电信号并发送至所述第一光电转换器，所述第一光电转换器将接收的第一电信号转换为光信号并通过所述光纤滑环发送至所述第二光电转换器，所述第二光电转换器将接收的光信号转换为第二电信号发送至所述计算机，所述计算机将接收的第二电信号进行存储和分析处理。在本专利技术实施例较佳的选择中，在上述图像采集系统中，所述高速工业相机为多个，各所述高速工业相机分别设置于所述模型箱的内部。在本专利技术实施例较佳的选择中，在上述图像采集系统中，各所述高速工业相机间隔设置以获取所述试验模型360度的状态信息。在本专利技术实施例较佳的选择中，在上述图像采集系统中，所述光纤滑环为多个，所述第一光电转换器设置有多个输入端和多个输出端，所述第二光电转换器设置有多个输入端和多个输出端，所述第一光电转换器的各输入端分别与各所述高速工业相机连接、各输出端分别通过各所述光纤滑环与所述第二光电转换器的各输入端连接，所述第二光电转换器的各输出端分别与所述计算机连接。在本专利技术实施例较佳的选择中，在上述图像采集系统中，所述光纤滑环包括旋转部件和与所述旋转部件连接的固定部件，所述第一光电转换器的输出端与所述旋转部件连接，所述第二光电转换器的输入端与所述固定部件连接。在本专利技术实施例较佳的选择中，在上述图像采集系统中，所述离心机包括离心机驱动器、旋转轴以及通过所述旋转轴与所述离心机驱动器连接的旋转臂，所述第一光电转换器和光纤滑环设置于所述旋转臂与所述旋转轴连接的位置。在本专利技术实施例较佳的选择中，在上述图像采集系统中，所述计算机为磁盘阵列计算机，所述磁盘阵列计算机设置于远离所述离心机的控制室。在上述基础上，本专利技术实施例还提供了一种离心机模型试验系统，包括离心机、设置于所述离心机的吊篮中的模型箱、设置于所述模型箱内部的试验模型以及所述图像采集系统，所述图像采集系统包括高速工业相机、第一光电转换器、光纤滑环、第二光电转换器以及计算机。所述高速工业相机设置于所述模型箱中并与所述第一光电转换器的输入端连接，所述第一光电转换器的输出端通过所述光纤滑环与所述第二光电转换器的输入端连接，所述第二光电转换器的输出端与所述计算机连接。所述高速工业相机将获取的试验模型处于高离心加速度条件下的状态信息转换为第一电信号并发送至所述第一光电转换器，所述第一光电转换器将接收的第一电信号转换为光信号并通过所述光纤滑环发送至所述第二光电转换器，所述第二光电转换器将接收的光信号转换为第二电信号发送至所述计算机，所述计算机将接收的第二电信号进行存储和分析处理。在本专利技术实施例较佳的选择中，在上述离心机模型试验系统中，所述离心机为土工离心机。在本专利技术实施例较佳的选择中，在上述离心机模型试验系统中，所述土工离心机包括离心机驱动器、旋转轴以及旋转臂，所述旋转轴的一端与所述离心机驱动器连接、另一端连接于所述旋转臂的中间位置，所述吊篮设置于所述旋转臂的端部，所述离心机驱动器转动并通过所述旋转轴带动所述旋转臂转动以使所述吊篮转动。本专利技术提供一种图像采集系统及离心机模型试验系统，通过将高速工业相机设置于模型箱中以获取试验模型的状态信息并通过光电器件进行信号的传递，可以解决因图像采集系统受自身物理属性的限制会受到高离心加速度的影响而导致不能完整、可靠地获取离心试验模型的试验状态信息的问题，具有极大地实用价值。进一步地，通过设置多个间隔设置的高速工业相机以获取试验模型360度的状态信息，可以保证计算机对该信息进行处理时，能更为全面的对实际工程进行预测以及准确的揭示和分析实际工程的本质和机理。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明图1为本专利技术实施例提供的离心机模型试验系统的结构示意图。图2为本专利技术实施例提供的图像采集系统的结构框图。图3为本专利技术实施例提供的模型箱的内部结构示意图。图4为本专利技术实施例提供的计算机的结构框图。图标：10-离心机模型试验系统；100-图像采集系统；110-高速工业相机；130-第一光电转换器；150-光纤滑环；170-第二光电转换器；190-计算机；191-通信装置；193-存储器；195-图像处理装置；197-显示装置；210-吊篮；230-离心机驱动器；250-旋转轴；270-旋转臂；300-模型箱；400-试验模型。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本专利技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为只是或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像采集系统，应用于离心机模型试验系统，其特征在于，所述离心机模型试验系统包括离心机、设置于所述离心机的吊篮中的模型箱以及设置于所述模型箱内部的试验模型，所述图像采集系统包括高速工业相机、第一光电转换器、光纤滑环、第二光电转换器以及计算机；所述高速工业相机设置于所述模型箱中并与所述第一光电转换器的输入端连接，所述第一光电转换器的输出端通过所述光纤滑环与所述第二光电转换器的输入端连接，所述第二光电转换器的输出端与所述计算机连接；所述高速工业相机将获取的试验模型位于高离心加速度条件下的状态信息转换为第一电信号并发送至所述第一光电转换器，所述第一光电转换器将接收的第一电信号转换为光信号并通过所述光纤滑环发送至所述第二光电转换器，所述第二光电转换器将接收的光信号转换为第二电信号发送至所述计算机，所述计算机将接收的第二电信号进行存储和分析处理。

【技术特征摘要】
1.一种图像采集系统，应用于离心机模型试验系统，其特征在于，所述离心机模型试验系统包括离心机、设置于所述离心机的吊篮中的模型箱以及设置于所述模型箱内部的试验模型，所述图像采集系统包括高速工业相机、第一光电转换器、光纤滑环、第二光电转换器以及计算机；所述高速工业相机设置于所述模型箱中并与所述第一光电转换器的输入端连接，所述第一光电转换器的输出端通过所述光纤滑环与所述第二光电转换器的输入端连接，所述第二光电转换器的输出端与所述计算机连接；所述高速工业相机将获取的试验模型位于高离心加速度条件下的状态信息转换为第一电信号并发送至所述第一光电转换器，所述第一光电转换器将接收的第一电信号转换为光信号并通过所述光纤滑环发送至所述第二光电转换器，所述第二光电转换器将接收的光信号转换为第二电信号发送至所述计算机，所述计算机将接收的第二电信号进行存储和分析处理。2.根据权利要求1所述的图像采集系统，其特征在于，所述高速工业相机为多个，各所述高速工业相机分别设置于所述模型箱中。3.根据权利要求2所述的图像采集系统，其特征在于，各所述高速工业相机间隔设置以获取所述试验模型360度的状态信息。4.根据权利要求2所述的图像采集系统，其特征在于，所述光纤滑环为多个，所述第一光电转换器设置有多个输入端和多个输出端，所述第二光电转换器设置有多个输入端和多个输出端，所述第一光电转换器的各输入端分别与各所述高速工业相机连接、各输出端分别通过各所述光纤滑环与所述第二光电转换器的各输入端连接，所述第二光电转换器的各输出端分别与所述计算机连接。5.根据权利要求1所述的图像采集系统，其特征在于，所述光纤滑环包括旋转部件和与所述旋转部件连接的固定部件，所述第一光电转换器的输出端与所述旋转部件连接，所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑光，赵玉虎，许强，黎启胜，宋琼，舒扬，韩文喜，
申请(专利权)人：成都理工大学，中国工程物理研究院总体工程研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51