В таких областях, как исследование океана и подводные операции, подводные камеры играют жизненно важную роль. Они подобны человеческим глазам, помогая нам проникнуть в тайны подводного мира.
1. Принцип работы подводной камеры
Принцип работы подводных камер аналогичен принципу работы обычных камер, однако они также должны адаптироваться к особым условиям подводной среды. Обычно для сбора света и формирования изображения объекта на датчике изображения используется оптическая линза. Затем датчик изображения преобразует световой сигнал в электрический или цифровой сигнал и после обработки сигнала сохраняет или передаёт данные изображения. Чтобы справиться с такими проблемами, как преломление и рассеяние света под водой, подводные камеры часто используют специальные конструкции оптических линз, например широкоугольные объективы с компенсацией искажений, чтобы обеспечить чёткие и неискажённые изображения. В то же время некоторые подводные камеры оснащаются инфракрасными или белыми светодиодными фонарями для обеспечения освещения в условиях слабой освещённости или полной темноты.
2. Состав системы подводной камеры
(1) Подводные камеры и аксессуары
Включая высокоскоростные камеры, объективы для камер, устойчивые к давлению корпуса, устойчивое к давлению оконное стекло, водонепроницаемые соединения и стационарные конструкции и т.д. Устойчивый к давлению оболочка обычно изготавливается из нержавеющей стали и других материалов, способных выдерживать высокое подводное давление. Передняя оболочка оснащена оптическим стеклом, а задняя — такими компонентами, как камеры и объективы.
(2) Система подводного освещения
Он состоит из водонепроницаемого корпуса, устойчивого к давлению, герметичного соединения, стекла окна, устойчивого к давлению, источника освещения и схемы питания, неподвижного крепления и т.д. Для подводного освещения обычно используются светодиодные лампы, обладающие преимуществами длительного срока службы и высокой надежности. Схема питания управляется дистанционным регулированием яркости через блок управления на поверхности воды.
(3) Подводная установка, крепление и регулировка кронштейнов
Используется для удержания камеры на месте и регулировки по мере необходимости.
(4) Часть подводной кабельной линии передачи
Включая подводные композитные кабели и подводные кабели Ethernet и т.д., используемые для передачи питания и видеоданных, они должны обладать хорошей водонепроницаемостью и устойчивостью к помехам.
(5) Блок передачи по водной поверхности и управления водной поверхностью
Он используется для завершения дистанционного управления и питания системы подводной камеры, а также для реализации таких функций, как управление триггером камеры, синхронизация, сетевое соединение и регулировка яркости освещения.
3. Ключевые особенности подводных камер
(1) Водонепроницаемый и устойчивый к давлению
Подводные камеры должны соответствовать уровню защиты IP68 или выше и быть способными нормально работать в условиях длительного погружения. Их корпус обычно изготавливается из высокопрочных металлов, таких как нержавеющая сталь и титановый сплав, чтобы выдерживать высокое давление в глубоководных условиях.
(2) Устойчивость к коррозии
Корпус и компоненты изготовлены из антикоррозионных материалов, чтобы соответствовать условиям пресной и солёной воды. Некоторые также наносят на поверхность антикоррозионные покрытия для повышения долговечности.
(3) Работа при слабом освещении
Используя датчик с низкой освещённостью, он способен получать чёткие изображения в условиях слабого освещения или даже в полностью тёмных подводных средах. Некоторые также оснащены встроенными инфракрасными светильниками или источниками белого света, чтобы избежать размытия изображений, вызванного рассеиванием инфракрасного света под водой.
(4) Изображение высокой чёткости
Обычно обеспечивает изображения с разрешением 1080p или выше, используя широкоугольный объектив с коррекцией искажений для гарантированного захвата деталей подводных объектов.
(5) Стабилизация изображения и защита от помех
Оснащён технологией антишумовой обработки изображения, она устраняет дрожание картинки, вызванное потоком воды или подводными механическими вибрациями. Кроме того, оптимизирована схемотехника для предотвращения влияния сложной подводной электромагнитной среды на нормальную работу устройства.
4. Области применения подводных камер
(1) Сеть образования членов партии по морским наукам в Пекине
Используется для наблюдения за поведением и экологическими привычками морских организмов, мониторинга изменений в морской среде и т.п. Например, исследователи могут использовать подводные камеры для мониторинга загрязнения океана или наблюдения за здоровьем и ростом рыб на аквакультурных фермах.
(2) Подводные инженерные операции
В подводных проектах, таких как глубоководные исследования, строительство свайных фундаментов мостов и техническое обслуживание плотин гидроэлектростанций, подводные камеры позволяют визуализировать ход строительства, обеспечивать раннее предупреждение о скрытых угрозах и предоставлять данные для поддержки принятия решений. Например, при проходке тоннеля под рекой Янцзы в Нанкине камера связана с режущей головкой и в режиме реального времени передаёт изображения поверхности проходки; при этом с помощью искусственного интеллекта анализируются изменения в породе, что позволяет заблаговременно выявлять риски износа инструмента.
(3) Проверка подводных объектов
Он может использоваться для обследования глубоководных нефтегазопроводов, подводных кабелей и других объектов. Его высокая чувствительность при низкой освещённости, соответствующая уровню звёздного света, позволяет выявлять мельчайшие изменения на поверхности объектов, такие как трещины, коррозия и т.п., снижая риск проведения искусственных погружений и повышая эффективность и безопасность обследований.
(4) Досуг и развлечения
Он подходит для подводной съёмки и прямой трансляции в аквариумах и на дайвинг-базах, позволяя людям наслаждаться красотой подводных пейзажей и обитателей.