專利名稱：一種浮游生物快速監(jiān)測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及水質(zhì)檢測(cè)儀器，更具體涉及一種浮游生物快速監(jiān)測(cè)儀器。用于對(duì)水體中的浮游生物(包括浮游藻類、原生動(dòng)物、輪蟲(chóng)、枝角類和橈足類等進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)快速鑒定和計(jì)數(shù)分析。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，國(guó)內(nèi)一些江河中藻類水華發(fā)生現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，水華污染已成為迫待解決的環(huán)境問(wèn)題。水華的發(fā)生，不僅對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重破壞，并嚴(yán)重影響人類健康和可持續(xù)發(fā)展。為開(kāi)展水華的污染控制工作，浮游生物監(jiān)測(cè)工作日益受到廣泛重視。而目前國(guó)內(nèi)的 專業(yè)浮游生物監(jiān)測(cè)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(guó)浮游生物監(jiān)測(cè)工作的落后現(xiàn)狀，有必要結(jié)合分析監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的國(guó)際最新技術(shù)，開(kāi)展快速監(jiān)測(cè)技術(shù)研究。根據(jù)目前國(guó)內(nèi)外進(jìn)展，當(dāng)前國(guó)內(nèi)外浮游生物監(jiān)測(cè)主要包括顯微鑒定計(jì)數(shù)法和在線分析儀監(jiān)測(cè)。其中目前常規(guī)浮游生物監(jiān)測(cè)采用的顯微鑒定計(jì)數(shù)法，采用全片計(jì)數(shù)的方法，只能對(duì)靜止的樣品進(jìn)行觀測(cè)。采用這種方法監(jiān)測(cè)天然水樣，必須對(duì)水樣進(jìn)行加固定液、濃縮、沉淀等處理步驟，方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，無(wú)法觀測(cè)天然的原水水樣。此外，采用光學(xué)顯微鏡觀測(cè)法對(duì)浮游生物進(jìn)行鑒定和計(jì)數(shù)，對(duì)操作人員的專業(yè)技術(shù)水平要求較高。光學(xué)顯微鏡難以普及和進(jìn)行水樣的現(xiàn)場(chǎng)快速監(jiān)測(cè)工作中。而在線監(jiān)測(cè)儀器主要在流式細(xì)胞儀基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)而成，如荷蘭CytoSense、美國(guó)FlowCAM等。這類儀器在實(shí)際運(yùn)用中，同樣存在儀器設(shè)計(jì)復(fù)雜、難以直接監(jiān)測(cè)天然的原水水樣等缺點(diǎn)。本實(shí)用新型根據(jù)目前浮游生物監(jiān)測(cè)中顯微鑒定計(jì)數(shù)法的存在的一些問(wèn)題，并結(jié)合浮游生物監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)，提出一種適合快速監(jiān)測(cè)浮游生物的儀器裝置。該儀器裝置的推廣運(yùn)用將大大提升我國(guó)浮游生物監(jiān)測(cè)水平。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于浮游生物快速監(jiān)測(cè)裝置。它克服了目前采用的光學(xué)顯微鏡觀測(cè)法強(qiáng)度大、效率低，對(duì)人員要求高、難以普及和進(jìn)行水樣的現(xiàn)場(chǎng)快速監(jiān)測(cè)工作中的問(wèn)題，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，適用于水體中藻類、原生動(dòng)物、輪蟲(chóng)、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(chǎng)快速鑒定和定量分析。為實(shí)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(cè)裝置，包括檢測(cè)池、檢測(cè)通道、硅膠管、過(guò)濾器、進(jìn)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(jì)算機(jī)。其特征在于檢測(cè)池為透明長(zhǎng)方體形；檢測(cè)池內(nèi)部有一中空的長(zhǎng)方體形檢測(cè)通道；檢測(cè)池兩端分別連接進(jìn)樣端硅膠管、出口端硅膠管；進(jìn)樣端硅膠管上連接一微型過(guò)濾器；進(jìn)樣瓶中裝有水樣，并通過(guò)進(jìn)樣端硅膠管經(jīng)微型過(guò)濾器過(guò)濾后流經(jīng)檢測(cè)池，檢測(cè)池下方設(shè)有起偏鏡片，起偏鏡片下方設(shè)有光源；檢測(cè)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(cè)池上方并對(duì)準(zhǔn)檢測(cè)通道，通過(guò)接口將反射鏡反射的圖像導(dǎo)入電荷耦合器，電荷耦合器通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸線與計(jì)算機(jī)連接；所述的檢測(cè)池采用玻璃或石英類型的透光材料，呈長(zhǎng)方體形，長(zhǎng)X寬為75 X 25mm,厚 4mm ；所述的檢測(cè)池的正中央有一中空、長(zhǎng)方體形的檢測(cè)通道。所述的檢測(cè)通道的長(zhǎng)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(dòng)物、輪蟲(chóng)監(jiān)測(cè)的檢測(cè)池，檢測(cè)通道的長(zhǎng)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(cè)的檢測(cè)池，檢測(cè)通道的長(zhǎng)度60_75mm，寬度5-10mm,深度 O. 8_3mm。所述的檢測(cè)池與硅膠管連接的微型過(guò)濾器為水系過(guò)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(guò)濾器濾膜孔徑O. 05-lmm。本實(shí)用新型的原理為該系統(tǒng)使待監(jiān)測(cè)水樣勻速通過(guò)特定規(guī)格的檢測(cè)池，水樣中的待檢測(cè)的活體浮游生物經(jīng)光學(xué)放大，并將光信號(hào)的相差變?yōu)檎穹詈螅桓叻直媛孰姾神詈掀髋臄z；同時(shí)拍攝數(shù)據(jù)被計(jì)算機(jī)記錄，再經(jīng)圖像處理軟件輔以專家判斷法進(jìn)行計(jì)數(shù)分析和種類鑒定。本實(shí)用新型中的檢測(cè)池采用玻璃、石英類質(zhì)地堅(jiān)硬的透光材料，呈長(zhǎng)方體形，長(zhǎng)X寬為75X 25mm，厚4mm。檢測(cè)池中央有一中空的長(zhǎng)方體形檢測(cè)通道。為達(dá)到分別檢測(cè)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(shè)置幾種不同規(guī)格的檢測(cè)池。其中，用于檢測(cè)直徑最小的浮游藻類的檢測(cè)池，通道的深度X寬度為O. 05-0. 3mmXO. 5_3mm ;用于檢測(cè)原生動(dòng)物和輪蟲(chóng)的檢測(cè)池，通道的深度X寬度為O. 1-0. 8X2-8mm ;用于檢測(cè)個(gè)體大枝角橈足類浮游動(dòng)物的檢測(cè)池，通道的深度X寬度為0.8-3_X6-10mm。檢測(cè)池通道兩端分別連接硅膠管，其中進(jìn)樣端硅膠管連接一微型過(guò)濾器，濾膜孔徑O. 05-1_。在確定監(jiān)測(cè)的浮游生物類型后，選擇相應(yīng)規(guī)格的檢測(cè)池并連接好硅膠管，使水樣樣品通過(guò)相對(duì)應(yīng)的檢測(cè)池。樣品的監(jiān)測(cè)采用光學(xué)檢測(cè)，數(shù)據(jù)記錄采用高速錄像的方法水樣流過(guò)檢測(cè)通道時(shí)，浮游生物樣品通過(guò)光學(xué)放大后，并將光信號(hào)的相差變?yōu)檎穹詈?，信?hào)被電荷耦合器記錄，再經(jīng)圖形處理軟件進(jìn)行計(jì)數(shù)分析和種類鑒定。有益成果本實(shí)用新型適用于水體中浮游生物的現(xiàn)場(chǎng)快速監(jiān)測(cè)，具有以下優(yōu)點(diǎn)I.操作簡(jiǎn)單。該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用直接進(jìn)樣的方法，無(wú)需對(duì)水樣進(jìn)行濃縮、固定等預(yù)處理操作。2.監(jiān)測(cè)耗時(shí)短。水樣監(jiān)測(cè)步驟只需使水樣通過(guò)檢測(cè)池并記錄數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)的原始數(shù)據(jù)以圖像方式保存在計(jì)算機(jī)內(nèi)，以供日后進(jìn)一步分析即可。3.使用壽命長(zhǎng)。該系統(tǒng)采用的檢測(cè)池采用堅(jiān)硬厚實(shí)的玻璃石英結(jié)構(gòu)，不易破碎，使用壽命長(zhǎng)。
圖I為一種浮游生物快速監(jiān)測(cè)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。其中，I-檢測(cè)池；2_檢測(cè)通道；3_硅膠管；4_過(guò)濾器；5_進(jìn)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(jì)算機(jī)圖2為一種浮游生物快速 監(jiān)測(cè)的檢測(cè)池結(jié)構(gòu)示意圖。圖2(1)為檢測(cè)池的橫截面示意圖；圖2(11)為檢測(cè)池的縱截面示意圖。其中，I-檢測(cè)池；2_檢測(cè)通道；3a_進(jìn)樣端硅膠管；3b_出口端硅膠管；4_過(guò)濾器。圖中灰色部分為玻璃或石英材料；檢測(cè)池中空白部分為檢測(cè)通道。其中1_檢測(cè)池、2-檢測(cè)通道、3a_進(jìn)樣端硅膠管、3b_出口端硅膠管、4_過(guò)濾器、5-進(jìn)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(jì)算機(jī)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖并通過(guò)具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型。如圖I、圖2所示，一種浮游生物的快速監(jiān)測(cè)裝置，包括光源6、起偏鏡片7、浮游生物檢測(cè)單元、光學(xué)放大單元、接口 11、電荷耦合器12、數(shù)據(jù)傳輸線13和計(jì)算機(jī)14組成。其特征在于浮游生物檢測(cè)單元由檢測(cè)池I、檢測(cè)通道2、進(jìn)樣端硅膠管3a、出口端硅膠管3b、過(guò)濾器4、進(jìn)樣瓶5構(gòu)成；光學(xué)放大單兀由物鏡8、檢偏鏡片9、反射鏡10構(gòu)成。檢測(cè)池I為透明長(zhǎng)方體形；檢測(cè)池I內(nèi)部有一中空的長(zhǎng)方體形檢測(cè)通道2，檢測(cè)池I兩端分別連接進(jìn)樣端硅膠管3a、出口端硅膠管3b，進(jìn)樣端硅膠管3a上連接一微型過(guò)濾器4 ;檢測(cè)池I下方設(shè)有起偏鏡片7，起偏鏡片7下方設(shè)有光源6，檢測(cè)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(cè)池I上方并對(duì)準(zhǔn)檢測(cè)通道2，電荷耦合器12通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸線13與計(jì)算機(jī)14連接。所述的光源6、起偏鏡片7、浮游生物檢測(cè)單元、光學(xué)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(guò)接口 11和光學(xué)放大單元相連；計(jì)算機(jī)14通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸線13與電荷耦合器12相連。檢測(cè)池I采用玻璃、石英類質(zhì)地堅(jiān)硬的透光材料，呈長(zhǎng)方體形，長(zhǎng)X寬為75 X 25mm，厚4mm。檢測(cè)池內(nèi)部有一中空的長(zhǎng)方體形檢測(cè)通道2，根據(jù)待監(jiān)測(cè)浮游生物大小的不同，分別設(shè)置三種不同規(guī)格的檢測(cè)池。其中，用于監(jiān)測(cè)直徑最小的浮游藻類的檢測(cè)池，檢測(cè)通道2的深度X寬度為O. 05-0. 3mmXO. 5_3mm ;用于監(jiān)測(cè)原生動(dòng)物和輪蟲(chóng)的檢測(cè)池，檢測(cè)通道2的深度X寬度為O. 1-0. 8X2-8mm ;用于監(jiān)測(cè)大個(gè)體枝角橈足類浮游動(dòng)物的檢測(cè)池，檢測(cè)通道2的深度X寬度為O. 8-3_X6-10mm。檢測(cè)池I兩端分別連接硅膠管3，其中進(jìn)樣端的硅膠管3a連接一微型過(guò)濾器4，濾膜孔徑O. 05-1_，用于過(guò)濾水樣中的大顆粒雜質(zhì)，避免檢測(cè)池被堵塞污染。所述的檢測(cè)池I的正中央有一中空、長(zhǎng)方體形的檢測(cè)通道2。所述的檢測(cè)通道2的長(zhǎng)度60-75mm,寬度O. 5_3mm,深度O. 05-0. 3mm。[0040]或者所述的檢測(cè)通道2的長(zhǎng)度60-75mm，寬度2_8mm，深度O. 1-0. 8_?；蛘咚龅臋z測(cè)通道2的長(zhǎng)度60-75臟，寬度5_10mm，深度O. 8_3mm。所述的檢測(cè)池I與進(jìn)樣端硅膠管3a連接的微型過(guò)濾器4為水系過(guò)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(jìn)樣采用壓力差驅(qū)動(dòng)的方法，通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)樣瓶5處液面的高度改變壓力差來(lái)調(diào)節(jié)流速。水樣經(jīng)微型過(guò)濾器4過(guò)濾后流經(jīng)檢測(cè)池進(jìn)行光學(xué)檢測(cè)。水樣檢測(cè)時(shí)，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(jìn)一步通過(guò)檢測(cè)通道2中的浮游生物體后，經(jīng)物鏡8后得到放大的光學(xué)信號(hào)。再經(jīng)檢偏鏡片9后，待檢測(cè)的光信號(hào)的相差變?yōu)檎穹?。光信?hào)繼續(xù)經(jīng)過(guò)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(guò)數(shù)據(jù)傳輸線13傳輸至計(jì)算機(jī)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(jì)數(shù)分析和種類鑒定。檢測(cè)池需要清洗時(shí)，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(cè)的裝置，包括檢測(cè)池(I)、檢測(cè)通道(2)、過(guò)濾器(4)、物鏡(8)、電荷耦合器(12)，其特征在于檢測(cè)池(I)為透明長(zhǎng)方體形；檢測(cè)池(I)內(nèi)部有一中空的長(zhǎng)方體形檢測(cè)通道(2)，檢測(cè)池(I)兩端分別連接進(jìn)樣端硅膠管(3a)、出口端硅膠管(3b)，進(jìn)樣端硅膠管(3a)上連接一微型過(guò)濾器(4)，檢測(cè)池(I)下方設(shè)有起偏鏡片(7)，起偏鏡片(7 )下方設(shè)有光源(6 )， 檢測(cè)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(cè)池(I)上方并對(duì)準(zhǔn)檢測(cè)通道(2)，電荷耦合器(12)通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸線(13)與計(jì)算機(jī)(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(cè)的裝置，其特征在于所述的檢測(cè)池(I)采用玻璃或石英類型的透光材料，呈長(zhǎng)方體形，長(zhǎng)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(cè)的裝置，其特征在于檢測(cè)池(I)的正中央有一中空、長(zhǎng)方體形的檢測(cè)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(cè)的裝置，其特征在于所述的檢測(cè)通道(2)的長(zhǎng)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(cè)的裝置，其特征在于所述的檢測(cè)通道(2)的長(zhǎng)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(cè)的裝置，其特征在于所述的檢測(cè)通道(2)的長(zhǎng)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(cè)的裝置，其特征在于所述的檢測(cè)池(I)與進(jìn)樣端硅膠管(3a)連接的微型過(guò)濾器(4)為水系過(guò)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(cè)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(shí)用新型公開(kāi)了一種用于浮游生物快速監(jiān)測(cè)的裝置，包括檢測(cè)池、檢測(cè)通道、過(guò)濾器、物鏡、電荷耦合器，檢測(cè)池為透明長(zhǎng)方體形；檢測(cè)池內(nèi)部有一中空的長(zhǎng)方體形檢測(cè)通道，檢測(cè)池兩端分別連接進(jìn)樣端硅膠管、出口端硅膠管，進(jìn)樣端硅膠管上連接一微型過(guò)濾器；檢測(cè)池下方設(shè)有起偏鏡片，起偏鏡片下方設(shè)有光源，檢測(cè)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(cè)池上方并對(duì)準(zhǔn)檢測(cè)通道，電荷耦合器通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸線與計(jì)算機(jī)連接。該裝置使用方便，適用于水體中藻類、原生動(dòng)物、輪蟲(chóng)、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(chǎng)快速鑒定和定量分析。
文檔編號(hào)G01N21/21GK202421056SQ20122001083
公開(kāi)日2012年9月5日 申請(qǐng)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(qiáng), 胡俊, 胡菊香, 趙先富, 馬沛明 申請(qǐng)人:水利部中國(guó)科學(xué)院水工程生態(tài)研究所