基于线阵CCD的鱼苗长度测量仪结构制造技术

本实用新型专利技术提供了一种基于线阵CCD的鱼苗长度测量仪结构，该结构由线形光源模块、透明的鱼苗输送管道、成像透镜、光信号检测模块和定位板五部分组成，并固定在同一块定位平板上，光源模块和光信号检测模块分列于鱼苗输送管道两侧，将鱼苗的阴影通过透镜成像于检测模块的CCD传感器上。使用中输送管道两端连接外部管道，管道内部注满清洁的水。本实用新型专利技术的其有益之处是数据处理过程简单，测量速度快，每一个长度数据的获取时间小于1ms，制作成本低廉；通过小管道输送鱼苗，设备体积小，方便搬移和安装。

【技术实现步骤摘要】
基于线阵CCD的鱼苗长度测量仪结构
本技术基于线阵CCD的鱼苗长度测量仪结构涉及的内容属于电子测量
，可用于一维影像直线长度的测量。
技术介绍
在当今海洋渔业自然资源严重衰退的情况下，开始实行人工养殖、人工增殖放流来弥补日益匮乏的海洋渔业资源，改善海洋生态环境。与此同时对海洋渔业资源开展有效的调查，对鱼类生长规律的跟踪等工作，其中涉及到放流前对鱼苗大小的逐一测量、分级等技术。早期也有采用隔离板定位法进行人工测量的，人工测量既费时又费力，还可能损伤鱼苗，实际操作中人工增殖放流的数量十分庞大，人工不可能胜任此工作，必须采用高速的自动测量、分级设备相配合。在自动测量设备中，目前以平面图像处理为主。平面图像处理的过程是选将鱼苗逐条放入一个装有水的圆形平底容器中，鱼苗可以在容器中自由活动，容器上部安装有摄像头，拍摄容器中的图像。容器底部为白色，成像后是高亮度背景，鱼的背部呈现暗色，与背景形成亮度反差，使得图像处理软件能够自动捕获图形，并构画出鱼苗脊背的曲线，再计算出曲线的长度。鱼苗身体的长度就代表了鱼苗大小，从而实现鱼苗大小分选。这一分选技术的处理过程繁杂，需要较为复杂的图像处理软件和相配套的电路结构，其缺陷是每一条鱼苗进出容器所占的时间较长，分选速度受限；鱼苗的尾部呈扁窄形，从背部俯视鱼苗时难以有效分辨尾部尺寸。相对于平面图像处理，获取线条图像信息的有线阵CCD传感器，电路上只需要处理一维影像数据，线条图像处理的技术难度低得多。被测鱼苗也只需做一维运动，鱼苗的移动速度可以较快，测量速度就可以大大提高。在精度要求不高的线长度测量方面，线阵CCD传感器有广泛的应用，相关技术都比较可靠，完全可以用在鱼苗长度测量领域。鉴于此技术背景，本技术设计了一款基于线阵CCD的鱼苗长度测量仪结构，采用管道流水线式结构，可以实现较高的测量速度。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种快速测量活体鱼苗长度的仪器结构，从技术层面上看，具有以下特征：基于线阵CCD的鱼苗长度测量仪结构由线形光源模块、鱼苗输送管道、成像透镜、安装有线阵CCD的光信号检测模块和定位板五部分组成，如附图1所示，光源模块和光信号检测模块分列于鱼苗输送管道两侧，在光信号检测模块的前端朝鱼苗输送管道方向放置成像透镜，成像透镜选用焦距为6.0～8.0mm的监控用的M12单板小镜头，通过镜头座安装于光信号接收模块上；线形光源模块、鱼苗输送管道、成像透镜、线阵CCD四者的中间线放置于同一个平面内，并固定在同一块定位平板上，线形光源模块的前端距离鱼苗输送管道边沿20mm；鱼苗输送管道采用外径30mm的透明PC管，两端可连接外部管道，使用中管道内部注满清洁的水。所述线形光源模块由20～24个850nm红外LED灯珠在小线路板上排列成线阵结构，在灯珠前做成一个狭长形光线通道，中间是厚6mm宽30mm的导光PC板，PC板的上下两面夹反光板，如附图2所示，导光PC板的光线射出端面做磨砂处理，这些部件相互固定构成一个整体模块，光线辐射面的有效宽度为144～168mm。所述定位平板上的线形光源模块、鱼苗输送管道、安装有成像透镜的光信号接收模块三个部件各自独立固定，三个部件可独立拆装。基于线阵CCD的鱼苗长度测量仪相比现有技术所产生的有益效果：测量速度快，每一个长度数据的获取时间小于1ms，但受到鱼苗自然运动速度的限制，顺利的情况下测量速度可以达到每秒5尾；数据处理过程简单，使得测量仪器可以采用简单的电路结构，制作成本低廉；通过小管道输送鱼苗，设备体积小，方便搬移和安装。基于线阵CCD的鱼苗长度测量仪实际是采用光电门投影的方式，将光源设计成线形结构，在导光PC板的上下面夹以反光板，反射LED灯珠发散的光线，提高LED发射光线的利用率，降低供电能量，延长LED灯珠的工作寿命。注满水的圆管具有聚光效果，30mm注水圆管的光学焦点在管外20mm处附近，如果将导光PC板的光线射出端面做磨砂处理后，置于圆管外20mm处，则经过输送圆管后的光线接近于平等线，有明显的会聚作用，光路如附图3所示。这样就完全消除了LED灯珠发光点不均匀的不利影响。光学镜头成像后物与像之间存在变形，镜头焦距越短，影像变形越严重。但镜头焦距长则相应的物距像距变长，测试仪的体积要变大。选用6.0～8.0mm的监控用的M12单板小镜头是为了兼顾成像线性度和物距像距的尺度要求，实际作用中可以分辨至毫米数量级，完全能够满足鱼苗长度的测量要求。采用850nm红外LED灯珠作为背景光照明，是为了配合TSL1401CL型线阵CCD传感器的光敏感波长的要求。附图说明附图1是基于线阵CCD的鱼苗长度测量仪结构图。图中1是线形光源模块，2是鱼苗输送管道，3是被测鱼苗，4是成像透镜，5是CCD传感器，6是线路板，7是定位平板。附图2是用作背景照明的线形光源模块结构侧视图。图中8是固定LED灯珠的小线路板，9是LED灯珠，10是导光PC板，11是反光夹板。附图3是投影光路结构图。图中1是线形光源模块，2是鱼苗输送管道。附图4是连接管道与箱体外形图。图中12是测量仪箱体外形，13是鱼苗输送管道漏斗状入口，14是鱼苗输送管道出口，15是鱼苗长度数据视窗。具体实施方式下面结合本技术的附图，对本技术的实施作进一步说明。本技术中将光源模块、鱼苗输送管道和图像信号检测模块三者相互独立，统一固定于平板上，三个部件可独立拆装，如附图1所示，再安装在仪器箱体内。其中鱼苗输送管道采用外径30mm的透明PC圆管，即聚碳酸酯管材。PC圆管的两端伸出至仪器箱体外部，与外部的其它输送管道相连接，使用中管道内部注满清洁的水，如附图4所示。光源模块和光信号检测模块分列于鱼苗输送管道两侧，并保证光源、鱼苗输送管道和线阵CCD三者的中心线位于同一平面内。光源模块的边缘距离圆管表面20mm，光路如附图3所示。线形光源模块由20～24个850nm红外LED灯珠在小线路板上排列成线阵结构，在灯珠前做成一个狭长形光线通道，中间是厚6mm宽30mm的导光PC板，PC板的上下两面夹反光板，反射LED灯珠发散的光线，提高LED发射光线的利用率，降低供电能量，如附图2所示，导光PC板的光线射出端面做磨砂处理。成像透镜选用焦距为6.0～8.0mm的监控用的M12单板小镜头，通过镜头座安装于光信号接收模块上；线形光源模块、鱼苗输送管道、成像透镜、线阵CCD四者的中间线放置于同一个平面内，并固定在同一块定位平板上。本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于线阵CCD的鱼苗长度测量仪结构，其结构特征在于：测量仪结构由线形光源模块、鱼苗输送管道、成像透镜、安装有线阵CCD的光信号检测模块和定位板五部分组成，光源模块和光信号检测模块分列于鱼苗输送管道两侧，在光信号检测模块的前端朝鱼苗输送管道方向放置成像透镜，成像透镜选用焦距为6.0～8.0mm的监控用的M12单板小镜头，通过镜头座安装于光信号接收模块上；线形光源模块、鱼苗输送管道、成像透镜、线阵CCD四者的中间线放置于同一个平面内，并固定在同一块定位平板上，线形光源模块的前端距离鱼苗输送管道边沿20mm；鱼苗输送管道采用外径30mm的透明PC管，两端可连接外部管道。

【技术特征摘要】
1.基于线阵CCD的鱼苗长度测量仪结构，其结构特征在于：测量仪结构由线形光源模块、鱼苗输送管道、成像透镜、安装有线阵CCD的光信号检测模块和定位板五部分组成，光源模块和光信号检测模块分列于鱼苗输送管道两侧，在光信号检测模块的前端朝鱼苗输送管道方向放置成像透镜，成像透镜选用焦距为6.0～8.0mm的监控用的M12单板小镜头，通过镜头座安装于光信号接收模块上；线形光源模块、鱼苗输送管道、成像透镜、线阵CCD四者的中间线放置于同一个平面内，并固定在同一块定位平板上，线形光源模块的前端距离鱼苗输送管道边沿20mm；鱼苗输送管道采用外径3...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晨，陈庭勋，
申请(专利权)人：浙江海洋大学，
类型：新型
国别省市：浙江,33