專利名稱：一種浮游生物快速監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及水質(zhì)檢測儀器，更具體涉及一種浮游生物快速監(jiān)測儀器。用于對水體中的浮游生物(包括浮游藻類、原生動物、輪蟲、枝角類和橈足類等進行現(xiàn)場快速鑒定和計數(shù)分析。
背景技術(shù)：
近年來，國內(nèi)一些江河中藻類水華發(fā)生現(xiàn)象日趨嚴重，水華污染已成為迫待解決的環(huán)境問題。水華的發(fā)生，不僅對水生態(tài)系統(tǒng)造成嚴重破壞，并嚴重影響人類健康和可持續(xù)發(fā)展。為開展水華的污染控制工作，浮游生物監(jiān)測工作日益受到廣泛重視。而目前國內(nèi)的 專業(yè)浮游生物監(jiān)測技術(shù)手段匱乏，推行的人工鏡檢方法效率低下，難以普及推廣。為改變我國浮游生物監(jiān)測工作的落后現(xiàn)狀，有必要結(jié)合分析監(jiān)測領域的國際最新技術(shù)，開展快速監(jiān)測技術(shù)研究。根據(jù)目前國內(nèi)外進展，當前國內(nèi)外浮游生物監(jiān)測主要包括顯微鑒定計數(shù)法和在線分析儀監(jiān)測。其中目前常規(guī)浮游生物監(jiān)測采用的顯微鑒定計數(shù)法，采用全片計數(shù)的方法，只能對靜止的樣品進行觀測。采用這種方法監(jiān)測天然水樣，必須對水樣進行加固定液、濃縮、沉淀等處理步驟，方法費時費力，無法觀測天然的原水水樣。此外，采用光學顯微鏡觀測法對浮游生物進行鑒定和計數(shù)，對操作人員的專業(yè)技術(shù)水平要求較高。光學顯微鏡難以普及和進行水樣的現(xiàn)場快速監(jiān)測工作中。而在線監(jiān)測儀器主要在流式細胞儀基礎上設計而成，如荷蘭CytoSense、美國FlowCAM等。這類儀器在實際運用中，同樣存在儀器設計復雜、難以直接監(jiān)測天然的原水水樣等缺點。本實用新型根據(jù)目前浮游生物監(jiān)測中顯微鑒定計數(shù)法的存在的一些問題，并結(jié)合浮游生物監(jiān)測的特點，提出一種適合快速監(jiān)測浮游生物的儀器裝置。該儀器裝置的推廣運用將大大提升我國浮游生物監(jiān)測水平。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種用于浮游生物快速監(jiān)測裝置。它克服了目前采用的光學顯微鏡觀測法強度大、效率低，對人員要求高、難以普及和進行水樣的現(xiàn)場快速監(jiān)測工作中的問題，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，適用于水體中藻類、原生動物、輪蟲、枝角類和橈足類等浮游生物的快速鑒定和定量分析，尤其適用于天然水樣中活體浮游生物的現(xiàn)場快速鑒定和定量分析。為實現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案一種用于浮游生物快速監(jiān)測裝置，包括檢測池、檢測通道、硅膠管、過濾器、進樣瓶、光源、起偏鏡片、物鏡、檢偏鏡片、反射鏡、電荷耦合器、數(shù)據(jù)傳輸線與計算機。其特征在于檢測池為透明長方體形；檢測池內(nèi)部有一中空的長方體形檢測通道；檢測池兩端分別連接進樣端硅膠管、出口端硅膠管；進樣端硅膠管上連接一微型過濾器；進樣瓶中裝有水樣，并通過進樣端硅膠管經(jīng)微型過濾器過濾后流經(jīng)檢測池，檢測池下方設有起偏鏡片，起偏鏡片下方設有光源；檢測池上方置有物鏡，物鏡上方置有檢偏鏡片，檢偏鏡片上方置有反射鏡，物鏡、檢偏鏡片、反射鏡整體置于檢測池上方并對準檢測通道，通過接口將反射鏡反射的圖像導入電荷耦合器，電荷耦合器通過數(shù)據(jù)傳輸線與計算機連接；所述的檢測池采用玻璃或石英類型的透光材料，呈長方體形，長X寬為75 X 25mm,厚 4mm ；所述的檢測池的正中央有一中空、長方體形的檢測通道。所述的檢測通道的長度60-75臟，深度為O. 05-0. 3mm、寬度為O. 5_3mm ；或者，深度為O. 1-0. 8mm、寬度為2-8mm ;或者，深度為O. 8-3mm、寬度為5-10mm ;所述的用于原生動物、輪蟲監(jiān)測的檢測池，檢測通道的長度60-75mm，寬度2_8mm，深度 O. 1-0. 8mm。所述的用于枝角類及橈足類監(jiān)測的檢測池，檢測通道的長度60_75mm，寬度5-10mm,深度 O. 8_3mm。所述的檢測池與硅膠管連接的微型過濾器為水系過濾器，濾膜孔徑O. 05-1_。所述的電荷耦合器件的分辨率1024X 768-2592X 1944 ;巾貞速率10-30。所述的微型過濾器濾膜孔徑O. 05-lmm。本實用新型的原理為該系統(tǒng)使待監(jiān)測水樣勻速通過特定規(guī)格的檢測池，水樣中的待檢測的活體浮游生物經(jīng)光學放大，并將光信號的相差變?yōu)檎穹詈?，被高分辨率電荷耦合器拍攝；同時拍攝數(shù)據(jù)被計算機記錄，再經(jīng)圖像處理軟件輔以專家判斷法進行計數(shù)分析和種類鑒定。本實用新型中的檢測池采用玻璃、石英類質(zhì)地堅硬的透光材料，呈長方體形，長X寬為75X 25mm，厚4mm。檢測池中央有一中空的長方體形檢測通道。為達到分別檢測不同類型浮游生物的目的，根據(jù)浮游生物大小的區(qū)別分別設置幾種不同規(guī)格的檢測池。其中，用于檢測直徑最小的浮游藻類的檢測池，通道的深度X寬度為O. 05-0. 3mmXO. 5_3mm ;用于檢測原生動物和輪蟲的檢測池，通道的深度X寬度為O. 1-0. 8X2-8mm ;用于檢測個體大枝角橈足類浮游動物的檢測池，通道的深度X寬度為0.8-3_X6-10mm。檢測池通道兩端分別連接硅膠管，其中進樣端硅膠管連接一微型過濾器，濾膜孔徑O. 05-1_。在確定監(jiān)測的浮游生物類型后，選擇相應規(guī)格的檢測池并連接好硅膠管，使水樣樣品通過相對應的檢測池。樣品的監(jiān)測采用光學檢測，數(shù)據(jù)記錄采用高速錄像的方法水樣流過檢測通道時，浮游生物樣品通過光學放大后，并將光信號的相差變?yōu)檎穹詈?，信號被電荷耦合器記錄，再?jīng)圖形處理軟件進行計數(shù)分析和種類鑒定。有益成果本實用新型適用于水體中浮游生物的現(xiàn)場快速監(jiān)測，具有以下優(yōu)點I.操作簡單。該監(jiān)測系統(tǒng)采用直接進樣的方法，無需對水樣進行濃縮、固定等預處理操作。2.監(jiān)測耗時短。水樣監(jiān)測步驟只需使水樣通過檢測池并記錄數(shù)據(jù)，監(jiān)測的原始數(shù)據(jù)以圖像方式保存在計算機內(nèi)，以供日后進一步分析即可。3.使用壽命長。該系統(tǒng)采用的檢測池采用堅硬厚實的玻璃石英結(jié)構(gòu)，不易破碎，使用壽命長。
圖I為一種浮游生物快速監(jiān)測裝置結(jié)構(gòu)示意圖。其中，I-檢測池；2_檢測通道；3_硅膠管；4_過濾器；5_進樣瓶；6_光源；7_起偏鏡片；8-物鏡；9_檢偏鏡片；10-反射鏡；11-接口；12-電荷耦合器；13-數(shù)據(jù)傳輸線；14-計算機圖2為一種浮游生物快速 監(jiān)測的檢測池結(jié)構(gòu)示意圖。圖2(1)為檢測池的橫截面示意圖；圖2(11)為檢測池的縱截面示意圖。其中，I-檢測池；2_檢測通道；3a_進樣端硅膠管；3b_出口端硅膠管；4_過濾器。圖中灰色部分為玻璃或石英材料；檢測池中空白部分為檢測通道。其中1_檢測池、2-檢測通道、3a_進樣端硅膠管、3b_出口端硅膠管、4_過濾器、5-進樣瓶、6-光源、7-起偏鏡片、8-物鏡、9-檢偏鏡片、10-反射鏡、11-接口、12-電荷耦合器、13-數(shù)據(jù)傳輸線、14-計算機。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖并通過具體實施例來進一步說明本實用新型。如圖I、圖2所示，一種浮游生物的快速監(jiān)測裝置，包括光源6、起偏鏡片7、浮游生物檢測單元、光學放大單元、接口 11、電荷耦合器12、數(shù)據(jù)傳輸線13和計算機14組成。其特征在于浮游生物檢測單元由檢測池I、檢測通道2、進樣端硅膠管3a、出口端硅膠管3b、過濾器4、進樣瓶5構(gòu)成；光學放大單兀由物鏡8、檢偏鏡片9、反射鏡10構(gòu)成。檢測池I為透明長方體形；檢測池I內(nèi)部有一中空的長方體形檢測通道2，檢測池I兩端分別連接進樣端硅膠管3a、出口端硅膠管3b，進樣端硅膠管3a上連接一微型過濾器4 ;檢測池I下方設有起偏鏡片7，起偏鏡片7下方設有光源6，檢測池I上方置有物鏡8，物鏡8上方置有檢偏鏡片9，檢偏鏡片9上方置有反射鏡10，物鏡8、檢偏鏡片9、反射鏡10整體置于檢測池I上方并對準檢測通道2，電荷耦合器12通過數(shù)據(jù)傳輸線13與計算機14連接。所述的光源6、起偏鏡片7、浮游生物檢測單元、光學放大單元的空間位置順序依次為從下至上排列，互不相連；電荷耦合器12通過接口 11和光學放大單元相連；計算機14通過數(shù)據(jù)傳輸線13與電荷耦合器12相連。檢測池I采用玻璃、石英類質(zhì)地堅硬的透光材料，呈長方體形，長X寬為75 X 25mm，厚4mm。檢測池內(nèi)部有一中空的長方體形檢測通道2，根據(jù)待監(jiān)測浮游生物大小的不同，分別設置三種不同規(guī)格的檢測池。其中，用于監(jiān)測直徑最小的浮游藻類的檢測池，檢測通道2的深度X寬度為O. 05-0. 3mmXO. 5_3mm ;用于監(jiān)測原生動物和輪蟲的檢測池，檢測通道2的深度X寬度為O. 1-0. 8X2-8mm ;用于監(jiān)測大個體枝角橈足類浮游動物的檢測池，檢測通道2的深度X寬度為O. 8-3_X6-10mm。檢測池I兩端分別連接硅膠管3，其中進樣端的硅膠管3a連接一微型過濾器4，濾膜孔徑O. 05-1_，用于過濾水樣中的大顆粒雜質(zhì)，避免檢測池被堵塞污染。所述的檢測池I的正中央有一中空、長方體形的檢測通道2。所述的檢測通道2的長度60-75mm,寬度O. 5_3mm,深度O. 05-0. 3mm。[0040]或者所述的檢測通道2的長度60-75mm，寬度2_8mm，深度O. 1-0. 8_?；蛘咚龅臋z測通道2的長度60-75臟，寬度5_10mm，深度O. 8_3mm。所述的檢測池I與進樣端硅膠管3a連接的微型過濾器4為水系過濾器，濾膜孔徑
O.05-1 mmη電荷耦合器12的分辨率1024 X 768-2592 X 1944，幀速率10-30。水樣的進樣采用壓力差驅(qū)動的方法，通過調(diào)節(jié)進樣瓶5處液面的高度改變壓力差來調(diào)節(jié)流速。水樣經(jīng)微型過濾器4過濾后流經(jīng)檢測池進行光學檢測。水樣檢測時，光線從最下端的光源6發(fā)出，經(jīng)起偏鏡片7后變成偏振光，光線進一步通過檢測通道2中的浮游生物體后，經(jīng)物鏡8后得到放大的光學信號。再經(jīng)檢偏鏡片9后，待檢測的光信號的相差變?yōu)檎穹?。光信號繼續(xù)經(jīng)過反射鏡10和接口 11后，被高分辨率電荷耦合器拍攝并記錄。拍攝的圖像數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸線13傳輸至計算機14，再經(jīng)圖像處理軟件輔以專家判斷法完成浮游生物的計數(shù)分析和種類鑒定。檢測池需要清洗時，用蒸·餾水、75%乙醇沖洗即可。
權(quán)利要求1.一種用于浮游生物快速監(jiān)測的裝置，包括檢測池(I)、檢測通道(2)、過濾器(4)、物鏡(8)、電荷耦合器(12)，其特征在于檢測池(I)為透明長方體形；檢測池(I)內(nèi)部有一中空的長方體形檢測通道(2)，檢測池(I)兩端分別連接進樣端硅膠管(3a)、出口端硅膠管(3b)，進樣端硅膠管(3a)上連接一微型過濾器(4)，檢測池(I)下方設有起偏鏡片(7)，起偏鏡片(7 )下方設有光源(6 )， 檢測池(I)上方置有物鏡(8 )，物鏡(8 )上方置有檢偏鏡片(9 )，檢偏鏡片(9)上方置有反射鏡(10)，物鏡(8)、檢偏鏡片(9)、反射鏡(10)整體置于檢測池(I)上方并對準檢測通道(2)，電荷耦合器(12)通過數(shù)據(jù)傳輸線(13)與計算機(14)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于浮游生物快速監(jiān)測的裝置，其特征在于所述的檢測池(I)采用玻璃或石英類型的透光材料，呈長方體形，長度60-75mm,寬25mm,厚4mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于浮游生物快速監(jiān)測的裝置，其特征在于檢測池(I)的正中央有一中空、長方體形的檢測通道(2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于浮游生物快速監(jiān)測的裝置，其特征在于所述的檢測通道(2)的長度60-75mm,寬度O. 5_3mm,深度O. 05-0. 3mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于浮游生物快速監(jiān)測的裝置，其特征在于所述的檢測通道(2)的長度60-75mm,寬度2_8mm,深度O. 1-0. 8mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于浮游生物快速監(jiān)測的裝置，其特征在于所述的檢測通道(2)的長度60_75mm,寬度5-10mm,深度O. 8_3mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于浮游生物快速監(jiān)測的裝置，其特征在于所述的檢測池(I)與進樣端硅膠管(3a)連接的微型過濾器(4)為水系過濾器，濾膜孔徑O. 05-1_。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于浮游生物快速監(jiān)測的裝置，其特征在于電荷耦合器(12)的分辨率 1024X768 — 2592X 1944，幀速率 10-30。
專利摘要本實用新型公開了一種用于浮游生物快速監(jiān)測的裝置，包括檢測池、檢測通道、過濾器、物鏡、電荷耦合器，檢測池為透明長方體形；檢測池內(nèi)部有一中空的長方體形檢測通道，檢測池兩端分別連接進樣端硅膠管、出口端硅膠管，進樣端硅膠管上連接一微型過濾器；檢測池下方設有起偏鏡片，起偏鏡片下方設有光源，檢測池上方置有物鏡，物鏡上方置有檢偏鏡片，檢偏鏡片上方置有反射鏡，物鏡、檢偏鏡片、反射鏡整體置于檢測池上方并對準檢測通道，電荷耦合器通過數(shù)據(jù)傳輸線與計算機連接。該裝置使用方便，適用于水體中藻類、原生動物、輪蟲、枝角類和橈足類等浮游生物的快速鑒定和定量分析，尤其適用于天然水樣中活體浮游生物的現(xiàn)場快速鑒定和定量分析。
文檔編號G01N21/21GK202421056SQ20122001083
公開日2012年9月5日 申請日期2012年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月11日
發(fā)明者張俊芳, 李聃, 沈強, 胡俊, 胡菊香, 趙先富, 馬沛明 申請人:水利部中國科學院水工程生態(tài)研究所