專(zhuān)利名稱(chēng)：海水藻類(lèi)和懸浮物濃度測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型所涉及的海水藻類(lèi)和懸浮物濃度測(cè)量?jī)x是一種現(xiàn)場(chǎng)海水光譜測(cè)量?jī)x器，用于測(cè)量沿海有害赤潮藻和懸浮物的透射光譜，屬于測(cè)量?jī)x器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
海洋浮游植物是海洋有機(jī)物的初級(jí)生產(chǎn)者和能量的主要轉(zhuǎn)換者，它的數(shù)量變化會(huì)直接影響整個(gè)食物鏈的物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)換。海水藻類(lèi)是海洋浮游植物的主要組成，藻類(lèi)和懸浮物的濃度變化影響著海洋生命的存在和海洋環(huán)境的變化。海水藻類(lèi)和懸浮物的濃度是海洋生化過(guò)程監(jiān)測(cè)與研究的重要因子，為赤潮監(jiān)測(cè)和海洋環(huán)境評(píng)價(jià)提供重要依據(jù)。
目前，測(cè)量藻類(lèi)和懸浮物的濃度，均是在實(shí)驗(yàn)室顯微鏡下對(duì)采集的海水進(jìn)行人工分析。由于海水測(cè)量樣品的采集、儲(chǔ)運(yùn)的限制，實(shí)驗(yàn)室所測(cè)樣品數(shù)據(jù)不能確切代表海上現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)，與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)存在一定的誤差。監(jiān)測(cè)海洋生化過(guò)程的最好方法是進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，因此，研究現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)藻類(lèi)和懸浮物濃度變化的測(cè)量?jī)x器具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型提供了一種能夠現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量海水中藻類(lèi)和懸浮物濃度的儀器，其目的是儀器的水下部分設(shè)計(jì)為帶有水密電纜的圓柱體，圓柱體中部有與外界相通的圓柱腔體形樣品池，設(shè)置在圓柱體內(nèi)的光電器件測(cè)定樣品池內(nèi)海水中藻類(lèi)及懸浮物的吸收光譜，并確定其濃度。
本實(shí)用新型所涉及的海水藻類(lèi)和懸浮物濃度測(cè)量?jī)x，由水上部分和水下部分組成。水上部分和水下部分通過(guò)水密電纜連接。
水上部分主要有計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)處理裝置、藻類(lèi)光譜辨別軟件等。
水下部分為圓柱體結(jié)構(gòu)，采用柱面密封。圓柱體上部和下部設(shè)置光電測(cè)量器件，圓柱體中部有與外界相通的圓柱腔體形樣品池。
圓柱體上部和圓柱體下部分別由兩個(gè)密封的光學(xué)鏡片與圓柱體中部的圓柱腔體形樣品池連接。
圓柱體上部裝有光源、平行光管、半透半反射鏡、轉(zhuǎn)盤(pán)、聚焦透鏡、分光系統(tǒng)、CCD光電轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)采集部。
圓柱體下部裝有反射棱鏡。
圓柱體上部的光源、平行光管、半透半反射鏡、圓柱體上部與圓柱體中部的圓柱腔體形樣品池之間的一個(gè)光學(xué)鏡片，以及圓柱體下部與圓柱體中部的圓柱腔體形樣品池之間的一個(gè)光學(xué)鏡片，它們的中心線(xiàn)均在一條直線(xiàn)上。
半透半反射鏡的側(cè)面安裝圓型轉(zhuǎn)盤(pán)，轉(zhuǎn)盤(pán)由安裝在下面的步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)。轉(zhuǎn)盤(pán)上有兩個(gè)通孔和兩個(gè)反射鏡，轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)使一個(gè)通孔或者一個(gè)反射鏡處于與半透半反射鏡對(duì)應(yīng)的位置上。
圓柱體上部的聚焦透鏡、轉(zhuǎn)盤(pán)上與半透半反射鏡對(duì)應(yīng)位置上的通孔或者反射鏡、圓柱體上部與圓柱體中部圓柱腔體形樣品池之間的另一個(gè)光學(xué)鏡片，以及圓柱體下部與圓柱體中部圓柱腔體形樣品池之間的另一個(gè)光學(xué)鏡片，它們的中心線(xiàn)均在一條直線(xiàn)上。穿過(guò)聚焦透鏡和轉(zhuǎn)盤(pán)通孔或者反射鏡中心的直線(xiàn)與穿過(guò)光源、平行光管和半透半反射鏡反射面中心的直線(xiàn)平行。
該測(cè)量?jī)x器由電纜吊放海水中使用。儀器工作時(shí)，從光源發(fā)出并經(jīng)平行光管形成的平行光，到達(dá)半透半反射鏡后，光線(xiàn)的一半透射，另一半反射。透射部分的光稱(chēng)為測(cè)量光，經(jīng)光學(xué)鏡片進(jìn)入充滿(mǎn)海水的圓柱腔體形樣品池內(nèi)。反射部分的光稱(chēng)為參考光，反射到轉(zhuǎn)盤(pán)處。進(jìn)入樣品池內(nèi)的測(cè)量光，經(jīng)圓柱腔體下部的光學(xué)鏡片到達(dá)反射棱鏡，由反射棱鏡反射并經(jīng)另一個(gè)光學(xué)鏡片穿過(guò)圓柱腔體形樣品池后也到達(dá)轉(zhuǎn)盤(pán)處。當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)通孔轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)位置時(shí)，測(cè)量光穿過(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)到達(dá)聚焦透鏡。當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)反射鏡轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)位置時(shí)，參考光被反射，并到達(dá)聚焦透鏡。測(cè)量光和參考光輪流進(jìn)入聚焦透鏡，經(jīng)過(guò)分光系統(tǒng)后，到達(dá)CCD光電轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)采集部。光電信號(hào)由水密電纜輸送到水上部分的計(jì)算機(jī)內(nèi)。
水上部分計(jì)算機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)處理裝置和藻類(lèi)光譜辨別軟件，通過(guò)對(duì)海水中單一藻種在不同濃度下吸收光譜的分析，根據(jù)其吸收峰的位置、大小，與其它藻種的吸收峰、數(shù)量、懸浮物濃度間的關(guān)系作比較，并經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)建立了對(duì)海水藻類(lèi)吸收光譜進(jìn)行判讀的方法和藻類(lèi)分辨模型，用于測(cè)定、辨別出海水中藻類(lèi)的種類(lèi)和濃度。
本實(shí)用新型所涉及的海水藻類(lèi)和懸浮物濃度測(cè)量?jī)x，用于測(cè)量海水藻類(lèi)的吸收光譜，以測(cè)定藻類(lèi)和懸浮物的濃度并辨別出藻類(lèi)的種類(lèi)，為赤潮監(jiān)測(cè)和海洋環(huán)境評(píng)價(jià)提供重要的海上現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量?jī)x器。


圖1為海水藻類(lèi)和懸浮物濃度測(cè)量?jī)x結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1—光源，2—平行光管，3—半透半反射鏡，4—光學(xué)窗片，5—樣品池，6—反射棱鏡，7—轉(zhuǎn)盤(pán)，8—步進(jìn)電機(jī)，9—聚焦透鏡，10—分光系統(tǒng)，11—CCD光電轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)采集部，12—水密接插件。
圖2為轉(zhuǎn)盤(pán)結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，7—轉(zhuǎn)盤(pán)，13—通孔，14—反射鏡。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
予以描述。
如圖1所示，水下部分為圓柱體結(jié)構(gòu)，圓柱體的上部和下部設(shè)置光電測(cè)量器件，圓柱體的中部有與外界相通的圓柱腔體形樣品池5。圓柱體上部和圓柱體下部分別由兩個(gè)密封的光學(xué)鏡片4與圓柱體中部的圓柱腔體形樣品池5連接。
圓柱體上部的光源1、平行光管2、半透半反射鏡3，圓柱體上部與圓柱體中部的圓柱腔體形樣品池之間的一個(gè)光學(xué)鏡片，以及圓柱體下部與圓柱體中部的圓柱腔體形樣品池之間的一個(gè)光學(xué)鏡片，它們的中心線(xiàn)均在一條直線(xiàn)上。半透半反射鏡3的反射面與這條直線(xiàn)成45°角。
半透半反射鏡3的側(cè)面安裝圓型轉(zhuǎn)盤(pán)7，轉(zhuǎn)盤(pán)7由安裝在下面的步進(jìn)電機(jī)8帶動(dòng)，轉(zhuǎn)盤(pán)7的平面與半透半反射鏡3的平面成90°角。轉(zhuǎn)盤(pán)上有兩個(gè)通孔13和兩個(gè)反射鏡14，轉(zhuǎn)盤(pán)7的轉(zhuǎn)動(dòng)使一個(gè)通孔13或者一個(gè)反射鏡14處于與半透半反射鏡3對(duì)應(yīng)的位置上。
圓柱體上部的聚焦透鏡9、轉(zhuǎn)盤(pán)7上與半透半反射鏡3對(duì)應(yīng)的通孔13或者反射鏡14、圓柱體上部與圓柱體中部的圓柱腔體形樣品池5之間的另一個(gè)光學(xué)鏡片，以及圓柱體下部與圓柱體中部的圓柱腔體形樣品池5之間的另一個(gè)光學(xué)鏡片，它們的中心線(xiàn)均在一條直線(xiàn)上。
穿過(guò)聚焦透鏡9和轉(zhuǎn)盤(pán)通孔13或者反射鏡14中心的直線(xiàn)與穿過(guò)光源1、平行光管2和半透半反射鏡3反射面中心的直線(xiàn)平行。
圖2為轉(zhuǎn)盤(pán)結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，轉(zhuǎn)盤(pán)上有中心對(duì)稱(chēng)排列的兩個(gè)通孔13和兩個(gè)反射鏡14。
權(quán)利要求1.一種海水藻類(lèi)和懸浮物濃度測(cè)量?jī)x，由水上部分和水下部分組成，水上部分和水下部分通過(guò)水密電纜連接，其特征在于水下部分為圓柱體結(jié)構(gòu)，圓柱體的上部和下部設(shè)置光電測(cè)量器件，圓柱體的中部有與外界相通的圓柱腔體形樣品池(5)，圓柱體上部和圓柱體下部分別由兩個(gè)密封的光學(xué)鏡片(4)與圓柱體中部的圓柱腔體形樣品池(5)連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的海水藻類(lèi)和懸浮物濃度測(cè)量?jī)x，其特征在于圓柱體上部的光源(1)、平行光管(2)、半透半反射鏡(3)，圓柱體上部與圓柱體中部圓柱腔體形樣品池(5)之間的一個(gè)光學(xué)鏡片，以及圓柱體下部與圓柱體中部圓柱腔體形樣品池(5)之間的一個(gè)光學(xué)鏡片，它們的中心線(xiàn)均在一條直線(xiàn)上，半透半反射鏡(3)的反射面與這條直線(xiàn)成45°角。
3.按照權(quán)利要求1所述的海水藻類(lèi)和懸浮物濃度測(cè)量?jī)x，其特征在于圓柱體上部的聚焦透鏡(9)、轉(zhuǎn)盤(pán)(7)上與半透半反射鏡(3)對(duì)應(yīng)位置上的通孔(13)或者反射鏡(14)、圓柱體上部與圓柱體中部圓柱腔體形樣品池(5)之間的另一個(gè)光學(xué)鏡片，以及圓柱體下部與圓柱體中部圓柱腔體形樣品池(5)之間的另一個(gè)光學(xué)鏡片，它們的中心線(xiàn)均在一條直線(xiàn)上。
4.按照權(quán)利要求2和權(quán)利要求3所述的海水藻類(lèi)和懸浮物濃度測(cè)量?jī)x，其特征在于穿過(guò)聚焦透鏡(9)和轉(zhuǎn)盤(pán)通孔(13)或者反射鏡(14)中心的直線(xiàn)與穿過(guò)光源(1)、平行光管(2)和半透半反射鏡(3)反射面中心的直線(xiàn)平行。
5.按照權(quán)利要求1所述的海水藻類(lèi)和懸浮物濃度測(cè)量?jī)x，其特征在于半透半反射鏡(3)的側(cè)面安裝圓型轉(zhuǎn)盤(pán)(7)，轉(zhuǎn)盤(pán)(7)由安裝在下面的步進(jìn)電機(jī)(8)帶動(dòng)，轉(zhuǎn)盤(pán)(7)的平面與半透半反射鏡(3)的平面成90°角，轉(zhuǎn)盤(pán)(7)上有兩個(gè)通孔(13)和兩個(gè)反射鏡(14)，通孔(13)和反射鏡(14)在轉(zhuǎn)盤(pán)(7)上呈中心對(duì)稱(chēng)排列。
專(zhuān)利摘要一種測(cè)量海水中藻類(lèi)和懸浮物濃度的儀器，由通過(guò)水密電纜連接的水上部分和水下部分組成。水下部分為柱面密封的圓柱體結(jié)構(gòu)，圓柱體中部有與外界相通的圓柱腔體形海水樣品池，設(shè)置在圓柱體上部和下部的光電器件有光源、平行光管、半透半反射鏡、轉(zhuǎn)盤(pán)、反射棱鏡、聚焦透鏡、分光系統(tǒng)、CCD光電轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)采集部，光電器件測(cè)定樣品池內(nèi)海水中藻類(lèi)及懸浮物的吸收光譜，以確定其濃度。水上部分主要有計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)處理裝置、藻類(lèi)光譜辨別軟件等。本實(shí)用新型所涉及的海水藻類(lèi)和懸浮物濃度測(cè)量?jī)x器，為赤潮監(jiān)測(cè)和海洋環(huán)境評(píng)價(jià)提供重要的海上現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量?jī)x器。
文檔編號(hào)G01N21/25GK2569131SQ0225682
公開(kāi)日2003年8月27日 申請(qǐng)日期2002年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月28日
發(fā)明者王世忠 申請(qǐng)人:國(guó)家海洋技術(shù)中心