一种原位测量海底冷泉渗漏甲烷气泡通量的视频采集系统的制作方法

1.本发明涉及到深海探测与作业技术领域，具体涉及一种原位测量海底冷泉渗漏甲烷气泡通量的视频采集系统。


背景技术：

2.海底冷泉渗漏甲烷气泡通量测定技术是近几年国外研究发展的一项新技术，然而，在国内还未见有关海底冷泉渗漏天然气气泡通量测量技术的相关报道。国际上该领域的研究正在如火如荼的进行着，其中美国将深海技术作为本国海洋领域优先资助的高科技项目，在1998年路易斯安那州立大学海岸研究所harry roberts教授就已经设计了海底冷泉流体观测装置，成功的对墨西哥湾bush hill的天然气渗漏系统进行了观察。在1999年由墨西哥湾天然气水合物研究联合会组织了15所高校、5个联邦机构和数家私人公司，由密西西比大学牵头，开展海底天然气水合物实时观察系统正在进行，将对墨西哥湾mississippi canyon block 118进行地球化学，微生物和地震进行观测，海底观察系统实时采集的数据通过光纤电缆传输到岸上。与此同时，加州大学圣塔芭芭拉分校采用所设计的海底冷泉观测装置对水合物脊和墨西哥湾等全球典型的天然气渗漏和天然气水合物发育区进行了观察。渗漏系统发育的水合物(渗漏型水合物)具有埋藏浅，易开采，价值高等特点。不仅如此，每年通过这种海底冷泉天然气渗漏释放到海洋水体及大气中的甲烷的数量也是非常惊人的，初步的估计为大于10tg(10
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g)每年。甲烷是强烈的温室效应气体，其温室效应是相同质量二氧化碳的20倍以上，如此巨大数量的甲烷是全球变化的一个重要的影响因子。因此，对海底冷泉天然气渗漏速率在线原位探测具有重要的经济价值和科学意义。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术的不足，一种原位测量海底冷泉渗漏甲烷气泡通量的视频采集系统。
4.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
5.一种原位测量海底冷泉渗漏甲烷气泡通量的视频采集系统，包括固定架和用于确定气泡尺寸大小的刻度杆；所述固定架上安装有摄像系统和水下灯；所述摄像系统包括耐压密封仓，在耐压密封仓内设置有高分辨率摄像机、控制电路板和电池，耐压密封仓的前盖为透明耐压玻璃，高分辨率摄像机正对透明耐压玻璃设置，并分别与控制电路板和电池电连接，水下灯通过电缆线与耐压密封仓内的控制电路板和电池电连接，为高分辨率摄像机实时拍摄提供光源。
6.进一步地，所述水下灯固定的位置位于耐压密封仓的正上方。
7.进一步地，所述刻度杆需要准确插入或放置在气泡喷口处且位于高分辨率摄像机前方，与气泡喷口位置平行。
8.进一步地，所述控制电路板上装有sd存储卡。
9.进一步地，所述控制电路板能够控制高分辨率摄像机和水下灯同时启动或关闭。
10.进一步地，所述高分辨率摄像机记录的视频信息通过matlab和imagej软件进行处理，获得冷泉渗漏甲烷气泡通量。
11.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
12.本发明围绕着对海底冷泉渗漏区甲烷气泡释放通量的测定，通过将刻度杆放置在冷泉甲烷渗漏喷口处，然后水下原位摄像系统实时连续对海底冷泉渗漏的甲烷气泡进行拍摄，获取一段时间的甲烷气泡释放视频，回收后采用半自动气泡计数法获取气泡释放量，并通过matlab或imagej软件计算气泡的半径大小，从而获取冷泉渗漏甲烷气泡释放量。本发明装置结构紧凑、占用体积小，易于放置在海底。
附图说明
13.图1是本发明视频采集系统的结构示意图；
14.附图标记说明：1-高分辨率摄像机；2-控制电路板；3-耐压密封仓；4-水下灯；5-固定架；6-电缆线；7-电池；8-透明耐压玻璃；9-刻度杆。
具体实施方式
15.为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
16.实施例
17.请参阅图1所示，一种原位测量海底冷泉渗漏甲烷气泡通量的视频采集系统，包括固定架5和刻度杆9。
18.固定架5上装有摄像系统和水下灯4，其中，摄像系统包括耐压密封仓3和安装在仓内的高分辨率摄像机1、控制电路板2和电池7。耐压密封仓3的前盖为透明耐压玻璃8，高分辨率摄像机1正对透明耐压玻璃8安装，可以通过透明耐压玻璃8进行观察。高分辨率摄像机1分别与控制电路板2和电池7电连接。
19.水下灯4固定在耐压密封仓3的正上方，为高分辨率摄像机1实时拍摄提供光源，其通过电缆线6与耐压密封仓3的控制电路板2和电池7电连接。
20.控制电路板2实时控制着高分辨率摄像机1和水下灯4的工作，优选的，控制电路板2上装有可以存储的sd卡，以存储甲烷气泡释放视频。
21.刻度杆9插入或放置在气泡喷口处且位于高分辨率摄像机1前方，与气泡喷口位置平行，用于确定气泡尺寸大小。
22.高分辨率摄像机1和水下灯4可以同时启动和关闭，高分辨率摄像机1所记录的视频信息可以通过半自动气泡计数法和imagej软件进行处理，获得冷泉渗漏甲烷气泡通量。
23.本发明装置在使用时，先将刻度杆9放置在冷泉甲烷渗漏喷口处，然后固定好固定架5，打开高分辨率摄像机1和水下灯4，实时连续对海底冷泉渗漏的甲烷气泡进行拍摄，获取一段时间的甲烷气泡释放视频，回收后，采用半自动气泡计数法获取气泡释放量和imagej软件计算气泡的半径大小，得到冷泉渗漏甲烷气泡释放量。
24.上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。


技术特征：
1.一种原位测量海底冷泉渗漏甲烷气泡通量的视频采集系统，其特征在于：包括固定架(5)和用于确定气泡尺寸大小的刻度杆(9)；所述固定架(5)上安装有摄像系统和水下灯(4)；所述摄像系统包括耐压密封仓(3)，在耐压密封仓(3)内设置有高分辨率摄像机(1)、控制电路板(2)和电池(7)，耐压密封仓(3)的前盖为透明耐压玻璃(8)，高分辨率摄像机(1)正对透明耐压玻璃(8)设置，并分别与控制电路板(2)和电池(7)电连接，水下灯(4)通过电缆线(6)与耐压密封仓(3)内的控制电路板(2)和电池(7)电连接，为高分辨率摄像机(1)实时拍摄提供光源。2.根据权利要求1所述的一种原位测量海底冷泉渗漏甲烷气泡通量的视频采集系统，其特征在于：所述水下灯(4)固定的位置位于耐压密封仓(3)的正上方。3.根据权利要求1所述的一种原位测量海底冷泉渗漏甲烷气泡通量的视频采集系统，其特征在于：所述刻度杆(9)需要准确插入或放置在气泡喷口处且位于高分辨率摄像机(1)前方，与气泡喷口位置平行。4.根据权利要求3所述的一种原位测量海底冷泉渗漏甲烷气泡通量的视频采集系统，其特征在于：所述控制电路板(2)上装有sd存储卡。5.根据权利要求1所述的一种原位测量海底冷泉渗漏甲烷气泡通量的视频采集系统，其特征在于：所述控制电路板(2)能够控制高分辨率摄像机(1)和水下灯(4)同时启动或关闭。6.根据权利要求1所述的一种原位测量海底冷泉渗漏甲烷气泡通量的视频采集系统，其特征在于：所述高分辨率摄像机(1)记录的视频信息通过matlab或imagej软件进行处理，获得冷泉渗漏甲烷气泡通量。

技术总结
本发明公开了一种原位测量海底冷泉渗漏甲烷气泡通量的视频采集系统，包括固定架和用于确定气泡尺寸大小的刻度杆；所述固定架上安装有摄像系统和水下灯；所述摄像系统包括耐压密封仓，在耐压密封仓内设置有高分辨率摄像机、控制电路板和电池，耐压密封仓的前盖为透明耐压玻璃，高分辨率摄像机正对透明耐压玻璃设置，并分别与控制电路板和电池电连接，水下灯通过电缆线与耐压密封仓内的控制电路板和电池电连接，为高分辨率摄像机实时拍摄提供光源。本发明结构紧凑、占用体积小，易于放置在海底，原位获取冷泉渗漏甲烷气泡释放量。原位获取冷泉渗漏甲烷气泡释放量。原位获取冷泉渗漏甲烷气泡释放量。


技术研发人员：邸鹏飞 陈琳莹 陈多福
受保护的技术使用者：中国科学院南海海洋研究所
技术研发日：2021.10.19
技术公布日：2022/1/11