專利名稱：一種微氣泡動(dòng)態(tài)顯微測(cè)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微氣泡動(dòng)態(tài)顯微測(cè)試裝置，適用于各種微氣泡特征的測(cè)定，如氣泡粒 徑的分布、氣泡間隙距離等，通過(guò)對(duì)微氣泡特征的表述達(dá)到評(píng)價(jià)富營(yíng)養(yǎng)化水體處理情況的 目的。
背景技術(shù)：
我國(guó)城市湖泊的富營(yíng)養(yǎng)化的問(wèn)題已十分嚴(yán)重，根據(jù)調(diào)査資料和國(guó)內(nèi)外評(píng)價(jià)湖泊富營(yíng)養(yǎng) 化指標(biāo)，我國(guó)比較典型的37個(gè)主要湖泊中，中營(yíng)養(yǎng)型和中富養(yǎng)型的占55.8%，富營(yíng)養(yǎng)型的 占14.7%，重富營(yíng)養(yǎng)型的占8.8%。目前公認(rèn)的富營(yíng)養(yǎng)化形成原因，主要是適宜的溫度，緩 慢的水流流態(tài)，相對(duì)充足的總磷、總氮等營(yíng)養(yǎng)鹽，導(dǎo)致浮游藻類爆發(fā)性增殖。氣浮技術(shù)是 現(xiàn)有較好的除藻凈水技術(shù)，在合適的工況下藻類去除率可以達(dá)到95%以上。因此，近些年 來(lái)氣浮凈水技術(shù)在微氣泡產(chǎn)生方式以及反應(yīng)器結(jié)構(gòu)等方面都得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步。但是由于 測(cè)試技術(shù)的限制，對(duì)各種微氣泡的特征研究還比較有限。目前，各大專院校和科研單位正 在使用的微氣泡測(cè)試裝置多為靜態(tài)顯微測(cè)試裝置，該裝置操作復(fù)雜、反饋速度慢、數(shù)據(jù)需 要人工測(cè)量進(jìn)行整理并統(tǒng)計(jì)，耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，工作量大，測(cè)定精度不高，給實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成一 定誤差，無(wú)法對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體處理狀況進(jìn)行有效的評(píng)價(jià)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種使用方便、并且能準(zhǔn)確、快速反饋測(cè)試結(jié)果的微氣泡動(dòng)態(tài) 顯微測(cè)試裝置。
本發(fā)明提出的微氣泡動(dòng)態(tài)顯微測(cè)試裝置，由PVC顯微攝像容器1、調(diào)節(jié)筒2、觀測(cè)窗 3、可調(diào)顯微承載臺(tái)4、可調(diào)攝像承載臺(tái)5、顯微鏡筒6、攝像機(jī)7、固定架8、支架9、溶 氣水進(jìn)水閥IO、溶氣水出水閥ll、白熾燈12和外套筒13組成，結(jié)構(gòu)如圖l所示。其中， PVC顯微攝像容器1中部側(cè)壁上開(kāi)有圓孔，外套筒13 —端伸入該圓孔部位，并通過(guò)橡膠 圈密封固定在PVC顯微攝像容器1的中部側(cè)壁上，調(diào)節(jié)筒2插入外套筒13內(nèi)，且能在外 套筒13內(nèi)來(lái)回移動(dòng)；觀測(cè)窗3通過(guò)螺栓固定于PVC顯微攝像容器l的中部側(cè)壁的另一側(cè)； 在PVC顯微攝像容器l的底部裝有溶氣進(jìn)水閥lO，上部側(cè)壁裝有溶氣水出水閥11， PVC 顯微攝像容器l固定于支架9上；顯微鏡筒6通過(guò)螺栓固定在可調(diào)顯微承載臺(tái)4上；可調(diào) 顯微承載臺(tái)4和可調(diào)攝像承載臺(tái)5分別通過(guò)螺栓固定在固定架8上，固定架8通過(guò)螺栓固 定在支架9上，攝像機(jī)7固定于可調(diào)攝像承載臺(tái)5上；白熾燈12對(duì)準(zhǔn)調(diào)節(jié)筒2的進(jìn)光口，
調(diào)節(jié)筒2的出光口對(duì)準(zhǔn)觀測(cè)窗3的進(jìn)光口，觀測(cè)窗3的出光口對(duì)準(zhǔn)顯微鏡筒6的進(jìn)光口。 本發(fā)明中，顯微鏡筒6是將現(xiàn)有的生物顯微鏡的基座、載物臺(tái)及聚光鏡拆除，保留物
鏡、目鏡、鏡筒和鏡臂制成的。
本發(fā)明中，使用時(shí)調(diào)節(jié)攝像機(jī)7的進(jìn)光口對(duì)準(zhǔn)顯微鏡筒6的出光口 。 本發(fā)明的工作過(guò)程如下
溶氣水從溶氣水進(jìn)水閥10進(jìn)入PVC顯微攝像容器1 ，水流及微氣泡在PVC顯微攝像 容器l中緩慢上升，最終從溶氣水出水閥11流出。打開(kāi)白熾燈12，光從調(diào)節(jié)筒2的一側(cè) 射入，從調(diào)節(jié)筒2的另一側(cè)射出，透過(guò)觀測(cè)窗3在顯微鏡筒6中形成亮視野。調(diào)節(jié)可調(diào)顯 微承載臺(tái)4、顯微鏡筒6的粗準(zhǔn)焦和細(xì)準(zhǔn)焦螺旋，使肉眼能在目鏡中看到微氣泡的像，調(diào) 節(jié)可調(diào)攝像承載臺(tái)5，使攝像機(jī)7安置在肉眼觀察位置，調(diào)節(jié)攝像機(jī)7焦距以及調(diào)節(jié)筒2 和觀測(cè)窗3之間的間距，直至攝像機(jī)7顯示屏上能看到微氣泡運(yùn)動(dòng)的清晰圖像。測(cè)試時(shí)， 將目鏡測(cè)微尺固定在顯微鏡目鏡鏡筒中，以此作為測(cè)量氣泡直徑的標(biāo)準(zhǔn)尺。數(shù)據(jù)整理時(shí)， 通過(guò)正EE1394 Interface Card將攝像機(jī)7與計(jì)算機(jī)連接，利用現(xiàn)有的影像編輯程序Ulead VideoStudio將拍攝的圖像以Video的形式轉(zhuǎn)錄到計(jì)算機(jī)上。將Video轉(zhuǎn)成圖片，然后通過(guò) 自編的Visual Basic程序進(jìn)行圖像處理。
本發(fā)明的有益效果是可對(duì)溶氣水內(nèi)氣泡直徑分布進(jìn)行準(zhǔn)確、快速的測(cè)定，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通 過(guò)可通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件整理并分析，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、測(cè)定精度高。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖示。
圖2為微氣泡分布顯微攝像照片。
圖3為微氣泡直徑分布圖。
圖1中標(biāo)號(hào)1為PVC顯微攝像容器，2為調(diào)節(jié)筒，3為觀測(cè)窗，4為可調(diào)顯微承載臺(tái)， 5為可調(diào)攝像承載臺(tái)，6為顯微鏡筒，7為攝像機(jī)，8為固定架，9為支架，IO為溶氣水進(jìn) 水閥，ll為溶氣水出水閥，12為白熾燈，13為外套筒。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
實(shí)施例l: PVC顯微攝像容器1、固定架8、白熾燈12均固定在支架9上。外套筒13 可以采用塑料制成，調(diào)節(jié)筒2的側(cè)壁和底部分別采用塑料和光學(xué)玻璃制成，外套筒13并 通過(guò)橡膠圈密封固定在PVC顯微攝像容器1的中部側(cè)壁上，觀測(cè)窗3通過(guò)螺栓固定在PVC 顯微攝像容器1中部側(cè)壁的另一側(cè)，觀測(cè)窗3可以采用光學(xué)玻璃制成，通過(guò)伸縮調(diào)節(jié)筒2 可以調(diào)整兩塊光學(xué)玻璃的間距。在PVC顯微攝像容器1的底部和上部側(cè)壁分別裝有溶氣水
進(jìn)水閥IO和溶氣水出水閥11。顯微鏡筒6是將現(xiàn)有的生物顯微鏡的基座、載物臺(tái)及聚光 鏡拆除，保留物鏡、目鏡、鏡筒和鏡臂制成的，顯微鏡筒6通過(guò)螺栓固定在可調(diào)顯微承載 臺(tái)4上，可調(diào)顯微承載臺(tái)4和可調(diào)攝像承載臺(tái)5分別通過(guò)螺栓固定在固定架8上，并可上 下調(diào)節(jié)載物臺(tái)高度。攝像機(jī)7固定于可調(diào)攝像承載臺(tái)5上；白熾燈12對(duì)準(zhǔn)調(diào)節(jié)筒2的進(jìn) 光口，調(diào)節(jié)筒2的出光口對(duì)準(zhǔn)觀測(cè)窗3的進(jìn)光口，觀測(cè)窗3的出光口對(duì)準(zhǔn)顯微鏡筒6的進(jìn) 光口。
將上述裝置用于氣泡過(guò)濾凈水技術(shù)研究中，利用該裝置對(duì)氣泡特征，如氣泡粒徑分布、 間隙距離等進(jìn)行測(cè)定，研究不同工況下產(chǎn)生的微氣泡的特征，進(jìn)而對(duì)該技術(shù)凈水原理進(jìn)行 討論。圖像處理時(shí)，每隔10秒鐘取一張照片，每組工況取50張照片，然后通過(guò)自編Visual Basic程序?qū)Ω鲝堈掌M(jìn)行計(jì)數(shù)、測(cè)量處理，每組工況計(jì)數(shù)50個(gè)微氣泡為止，微氣泡分布 顯微攝像照片和微氣泡直徑分布圖分別見(jiàn)圖2和圖3。
試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)同時(shí)采用氣液混合泵和溶氣罐時(shí)，在進(jìn)水壓力為4.2Mpa，吸氣量為 4%條件下，容器水中微氣泡直徑范圍為31.5, 85.6,，平均直徑為59.5,。當(dāng)進(jìn)水表 面負(fù)荷為5m/h，回流比為110%時(shí)，COD去除率可以達(dá)到70。/。左右。
實(shí)施例2:將實(shí)施例1所得的裝置用于對(duì)氣液混合泵溶氣系統(tǒng)的釋氣量和氣泡粒徑分 布的測(cè)試，對(duì)溶氣系統(tǒng)性能進(jìn)行科學(xué)的分析和評(píng)價(jià)，并對(duì)豎向流氣浮工藝去除水中SS效 果進(jìn)了研究。裝置與實(shí)施例l不同的在于顯微攝像容器l由玻璃制成。試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng) 進(jìn)水表面負(fù)荷為6m/h，回流比為40%時(shí)，SS去除率可以達(dá)到81.6%。
實(shí)施例3:將實(shí)施例1所得的裝置用于對(duì)氣泡過(guò)濾技術(shù)除藻效果進(jìn)行研究，試驗(yàn)結(jié)果 表明，當(dāng)進(jìn)水表面負(fù)荷為5m/h，回流比為130%時(shí)，藻類去除率可以達(dá)到95%以上。
權(quán)利要求
1、一種微氣泡動(dòng)態(tài)顯微測(cè)試裝置，由PVC顯微攝像容器(1)、調(diào)節(jié)筒(2)、觀測(cè)窗(3)、可調(diào)顯微承載臺(tái)(4)、可調(diào)攝像承載臺(tái)(5)、顯微鏡筒(6)、攝像機(jī)(7)、固定架(8)、支架(9)、溶氣水進(jìn)水閥(10)、溶氣水出水閥(11)、白熾燈(12)和外套筒(13)組成，其特征在于PVC顯微攝像容器(1)中部側(cè)壁上開(kāi)有圓孔，外套筒(13)一端伸入該圓孔部位，并通過(guò)橡膠圈密封固定在PVC顯微攝像容器(1)的中部側(cè)壁上，調(diào)節(jié)筒(2)插入外套筒(13)內(nèi)，且能在外套筒(13)內(nèi)來(lái)回移動(dòng)；觀測(cè)窗(3)通過(guò)螺栓固定于PVC顯微攝像容器(1)的中部側(cè)壁的另一側(cè)；在PVC顯微攝像容器(1)的底部裝有溶氣進(jìn)水閥(10)，上部側(cè)壁裝有溶氣水出水閥(11)，PVC顯微攝像容器(1)固定于支架(9)上；顯微鏡筒(6)通過(guò)螺栓固定在可調(diào)顯微承載臺(tái)(4)上；可調(diào)顯微承載臺(tái)(4)和可調(diào)攝像承載臺(tái)(5)分別通過(guò)螺栓固定在固定架(8)上，固定架(8)通過(guò)螺栓固定在支架(9)上，攝像機(jī)(7)固定于可調(diào)攝像承載臺(tái)(5)上；白熾燈(12)對(duì)準(zhǔn)調(diào)節(jié)筒(2)的進(jìn)光口，調(diào)節(jié)筒(2)的出光口對(duì)準(zhǔn)觀測(cè)窗(3)的進(jìn)光口，觀測(cè)窗(3)的出光口對(duì)準(zhǔn)顯微鏡筒(6)的進(jìn)光口。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微氣泡動(dòng)態(tài)顯微測(cè)試裝置，其特征在于顯微鏡筒(6)是將現(xiàn) 有的生物顯微鏡的基座、載物臺(tái)及聚光鏡拆除，保留物鏡、目鏡、鏡筒和鏡臂制成的。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微氣泡動(dòng)態(tài)顯微測(cè)試裝置，其特征在于使用時(shí)調(diào)節(jié)攝 像機(jī)(7)的進(jìn)光口對(duì)準(zhǔn)顯微鏡筒(6)的出光口 。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種微氣泡動(dòng)態(tài)顯微測(cè)試裝置。由PVC顯微攝像容器、調(diào)節(jié)筒、觀測(cè)窗、可調(diào)顯微承載臺(tái)、可調(diào)攝像承載臺(tái)、改造顯微鏡筒、攝像機(jī)、固定架、支架、溶氣水進(jìn)水閥、溶氣水出水閥和白熾燈組成。外套筒固定在PVC顯微攝像容器的中部側(cè)壁上，觀測(cè)窗通過(guò)螺栓固定在另一側(cè)，調(diào)節(jié)筒插入外套筒內(nèi)；在PVC顯微攝像容器的底部和上部側(cè)壁分別裝有溶氣水進(jìn)水閥和溶氣水出水閥，PVC顯微攝像容器固定在支架上；顯微鏡筒是將現(xiàn)有生物顯微鏡的基座、載物臺(tái)及聚光鏡拆除，保留物鏡、目鏡、鏡筒和鏡臂制成，并通過(guò)螺栓固定在可調(diào)顯微承載臺(tái)上；可調(diào)顯微承載臺(tái)和可調(diào)攝像承載臺(tái)分別通過(guò)螺栓固定在固定架上，固定架通過(guò)螺栓固定在支架上。本發(fā)明可準(zhǔn)確、快速的進(jìn)行微氣泡的粒徑分布、間隙距離等特征的測(cè)定。
文檔編號(hào)G01N15/02GK101393107SQ20081020127
公開(kāi)日2009年3月25日 申請(qǐng)日期2008年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月16日
發(fā)明者徐竟成, 成麗華, 朱清漪, 李光明, 鄭廣寧, 金兆豐, 黃翔峰 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)