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[实用新型]用于推移质输沙率测量的图像采集装置-CN202321316873.4有效
发明人：张晨笛;雷发楷;曹列凯;王岩;任海涛 -专利权人：中国科学院地理科学与资源研究所
申请日： 2023-05-29 - 公布日： 2023-10-24 - 主分类号： G01M10/00 文献下载
摘要：本公开提供的用于推移质输沙率测量的图像采集装置，属于水利和地貌测量领域。包括：水槽，其内容纳有折射率匹配液和用于模拟河道中运动卵石的透明球体颗粒，将水槽划分为上游段、监测段和下游段；可升降挡板，包括设置在监测段入口的水槽侧壁上的顶板，及与顶板螺纹连接的挡板，通过调节挡板浸入上游段折射率匹配液内的深度从而阻挡折射率匹配液表面可能存在的气泡进入监测段；激光光源，设置在监测段的水槽一侧，用于在监测段内形成激光打亮平面区域，且确保运动到监测段的球体颗粒均可被激光光片穿过从而被照亮；相机，设置在水槽正上方，用于连续拍摄记录透明球体颗粒的运动信息。本公开装置可连续观测，精度高，自动化程度高，有效节省人力。
用于推移质输沙率测量图像采集装置

[发明专利]多孔介质内部固液运动测量方法及装置-CN202211693168.6在审
发明人：张晨笛;曹列凯;任海涛 -专利权人：中国科学院地理科学与资源研究所
申请日： 2022-12-28 - 公布日： 2023-06-06 - 主分类号： G01N15/00 文献下载
摘要：本公开属于多孔介质测量领域，尤其涉及一种多孔介质内部固液运动测量方法及装置。首先在透明容器中安装待测透明多孔介质模型并调整好激光光源、相机等组件，加入流量稳定的匹配液。测试中通过激光打亮观测断面，分别采用不同频率拍摄相机视场范围内的运动透明固体颗粒及流场。选取部分图像作为训练集训练神经网络对图像序列中的运动固体颗粒区域进行自动识别，通过颗粒追踪测速方法获取颗粒运动速度，将固体区域屏蔽后，通过粒子图像测速方法解算观测区域流场信息。本公开可以实现多孔介质内部液体和固体运动测量，时间空间分辨率高，且为非侵入式测量，对多孔介质内部固液运动不会产生干扰，自动化程度高，可有效节省人力。
多孔介质内部运动测量方法装置

[发明专利]推移质输沙率测量方法及装置-CN202211693161.4在审
发明人：张晨笛;雷发楷;曹列凯;王岩;任海涛 -专利权人：中国科学院地理科学与资源研究所
申请日： 2022-12-28 - 公布日： 2023-05-26 - 主分类号： G01C11/28 文献下载
摘要：本公开提供的推移质输沙率测量方法及装置，属于水利和地貌测量领域。首先搭建折射率匹配测量平台；测试中通过线激光光源打亮运动到拍摄范围内的透明球体颗粒，然后用相机以固定频率连续拍摄激光打亮范围内整个水槽宽度的图像；选取部分图像作为训练集训练神经网络对打亮的透明球体颗粒区域进行自动识别，获取监测断面穿过球体颗粒面积，通过粒子追踪测速方法获取颗粒运动速度，最后计算监测横断面处不同粒径的球体颗粒输沙率及总推移质输沙率。本公开适用于基于折射率匹配的循环水槽系统中直接精确测量推移质输沙率，且可连续观测，自动化程度高，有效节省人力。
推移质输沙率测量方法装置

[发明专利]河工动床模型试验水边界测量方法、装置、设备及介质-CN202211630193.X在审
发明人： 曹列凯;李丹勋;覃超;郭小虎 -专利权人：清华大学
申请日： 2022-12-19 - 公布日： 2023-04-18 - 主分类号： G06V20/10 文献下载
摘要：本申请涉及水利测量技术领域，特别涉及一种河工动床模型试验水边界测量方法、装置、设备及介质，其中，方法包括：获取待测量水边界图像；基于预先训练的河工动床模型试验水边界识别网络，识别待测量水边界图像得到待测量水边界的像素坐标，其中，河工动床模型试验水边界识别网络由目标水边界样本训练目标DeepLabV3+网络模型得到；以及根据水边界的像素坐标生成待测量水边界的可视化图像，且根据预设的成像分辨率和预设的点平面世界坐标，将像素坐标转换为世界坐标。由此，解决了相关技术中的水边界测量方法耗时长，投入人力大的问题，适用于长距离大范围的河工动床模型试验水边界识别，实现河工动床模型全景水边界可视化，增强了在线监控和分析能力。
河工模型试验水边测量方法装置设备介质

[发明专利]一种用于粒子图像测速的移动定位装置-CN201610004948.3有效
发明人：段炎冲;陈启刚;曹列凯;王兴奎 -专利权人：清华大学
申请日： 2016-01-05 - 公布日： 2019-03-05 - 主分类号： G01P5/26 文献下载
摘要：本发明涉及一种用于粒子图像测速的移动定位装置，属于水利测量技术领域，该装置用于安装粒子图像测速的激光器和PIV相机，该装置包括支撑框架、升降系统、移动定位平台、激光器安装口、相机安装平台；其中，升降系统安装在支撑框架上，能沿垂直方向移动；移动定位平台安装在升降系统上，跟随升降系统垂向移动，并可沿长度方向水平移动；在移动定位平台的面板中部设置镂空区域作为激光器安装口，用于安装PIV激光片光源；相机安装平台包括两组,对称设置在移动定位平台两端，用于架设PIV相机；激光器安装口及相机安装平台可跟随移动定位平台作二维移动，实现双自由度移动定位功能。本装置具有操作方便、定位精度高等特点，具有较好的推广应用前景。
一种用于粒子图像测速移动定位装置

[发明专利]一种钻进式河床淤积物采样装置-CN201410446659.X有效
发明人：王兴奎;曹列凯;杨文俊;李丹勋 -专利权人：清华大学
申请日： 2014-09-03 - 公布日： 2017-01-04 - 主分类号： G01N1/08 文献下载
摘要：本发明涉及一种钻进式河床淤积物采样装置，属于水利测量领域；该装置包括设置有钢缆卷扬机及其操作器的操作平台、由钢缆组成的悬挂起吊机构、采样器及其配重平台；其中操作平台固定在测量船上；悬挂起吊机构的钢缆一端与操作平台的卷扬机相连，钢缆的另一端与采样器固定连接，卷扬机受操作平台操作器的控制，对悬挂起吊机构的钢缆进行收放；悬挂起吊机构的钢缆的另一端与采样器固定相连；配重平台与采样器固定连接，且均匀分布在其周围。该装置可以对水库、下游河道、湖泊及海洋河口等水域进行河床淤积物采样，用于精确研究淤积物的物理化学特性，可以高保真及高精度地获取河床淤积物样品。
一种钻进河床淤积采样装置

[发明专利]一种推进式河床淤积物采样装置-CN201410602203.8有效
发明人：王兴奎;孟震;杨文俊;曹列凯;李丹勋 -专利权人：清华大学
申请日： 2014-10-31 - 公布日： 2015-01-28 - 主分类号： G01N1/08 文献下载
摘要：本发明涉及一种推进式河床淤积物采样装置，属于水利测量技术领域，该采样装置包括操作平台、探杆、采样器壳体、采样器；操作平台安装在测量船上，探杆上端与操作平台连接，下端与采样器壳体上端面相连，采样器安装在采样器壳体内；操作平台通过探杆使采样器下降至采样位置采样并提升到测量船上完成采样工作；采样器壳体由长方形壳体，焊接在该长方形壳体下端的楔形块体和两块翼板构成；楔形块体的两倾斜面位于长方形壳体的两个侧面，两块翼板位于长方形壳体的正面及背面，采样器安装在长方形壳体内,在采样器前端朝向长方形壳体正面,在长方形壳体正面壁开有与采样器前端相匹配的通孔。该装置可以安全可靠、高保真、高精度地对河床淤积物取样。
一种推进河床淤积采样装置

[发明专利]一种测量河床淤积物样本压缩比的装置-CN201410527975.X有效
发明人：李丹勋;王浩;曹列凯;王兴奎 -专利权人：清华大学
申请日： 2014-10-09 - 公布日： 2015-01-21 - 主分类号： G01N33/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种测量河床淤积物样本压缩比的装置，属于水利量测技术领域，包括盛有彩色溶液的压力储液罐、伸缩管、输液开关、输液管、喷液口、标尺、量规和支撑架；其中，压力储液罐安装在重力式河床质采样器的悬挂架的一侧壁上，伸缩管一端与压力储液罐的下端出口连通，另一端与带有输液开关的输液管上端相连，输液管埋设在重力式河床质采样器的采样筒外侧壁中，输液管的下端设有喷液口，该喷液口与重力式河床质采样器的进口相连通；标尺和量规安装在支撑架上，支撑架固定安装在重力式河床质采样器的悬挂架的另一侧壁上；标尺固定在重力式河床质采样器采样筒上端。本发明可以测量河床淤积物采样体的压缩程度，实现河床淤积物干容重的精确测量。
一种测量河床淤积样本压缩比装置

[发明专利]基于片光扫描粒子图像的三维流场高频测量装置及其方法-CN201410368220.X有效
发明人：钟强;段炎冲;李丹勋;曹列凯;陈启刚;王兴奎 -专利权人：清华大学
申请日： 2014-07-30 - 公布日： 2014-11-05 - 主分类号： G01P5/20 文献下载
摘要：本发明涉及基于片光扫描粒子图像的三维流场高频测量装置及其方法，属于实验流体力学研究领域。该装置包括激光器、具有N个反光齿的旋转齿轮、步进电机、柱面凹透镜、柱面凸透镜、两个高速相机，同步器与计算机；其中，旋转齿轮上的圆柱面上设置N个等间隔排列的螺纹状反光齿并首尾搭接，旋转齿轮在旋转过程中将与其轴距不变的入射激光束反射为在一个固定平面内单向顺序扫描的反射激光束，经过柱面凹透镜、柱面凸透镜后转换为扫描矩形片光；由于每个反光齿实现一次扫描，故而本发明的实际三维扫描速度可达到步进电机转速的N倍，真正实现三维流场的高频测量，获得三维流场时空演变过程，对流体力学的试验研究具有重要应用价值。
基于扫描粒子图像三维高频测量装置及其方法

[发明专利]一种溃坝示踪器-CN201410063214.3有效
发明人： 曹列凯;李丹勋;任海涛;王兴奎 -专利权人：清华大学
申请日： 2014-02-25 - 公布日： 2014-05-21 - 主分类号： E02B1/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种溃坝示踪器的装置，属于水利试验领域；该装置包括微型计时器、由重力控制的中断电路和圆形球壳；其中微型计时器采用微型表芯，电路接通时开始记录时间；重力控制的中断电路是在球内密封放置一个适当体积的水银珠，水银珠处在预设的位置时导通给表芯供电的电路，表芯走动，将溃坝示踪器埋设在坝体中，其所处位置的坝体溃决时，示踪器滚动，其内的水银珠滚动脱离导通电路，表芯停止以代表其所处位置坝体的溃决时间，试验结束后在下游回收示踪器，读取表芯停止的时间，得出坝体溃决的时空变化过程；圆形球壳是为了保证溃坝后示踪器能够滚动，切断电路，达到记时的效果，并起到防水的作用。该装置可以测量试验坝体不同位置的溃决时间，为实现对坝体溃决形态的实时监测、研究坝体溃决的时空变化提供试验数据支持。
一种溃坝示踪器

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