CN106841185A - 一种养殖水体的水质在线监测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明具体公开了一种养殖水体的水质在线监测系统，包括中央处理器、监测模块、警报模块和显示模块；所述监测模块与中央处理器电连接；所述警报模块与中央处理器电连接；所述显示模块与中央处理器电连接。本发明的养殖水体在线监测系统，设计合理，结构简单，应用方便，可以准确、实时对养殖水体水质进行监测。本发明的养殖水体在线监测系统种的检测模块，检测结果与真实结果准确度控制在93％以上，平行检测结果平均偏差控制在13％以内，具有较高的准确度和稳定性。

Description

一种养殖水体的水质在线监测系统
技术领域
本发明涉及水质监测技术领域，具体地，涉及一种养殖水体的水质在线监测系统。
背景技术
我国现在的淡水水域养殖通常是在池塘中进行，而池塘中的水是由外界的供水系统提供，很多农村地区的供水系统都比较落后，通常是露天的水渠形式。由于现在农业中使用的农药种类和数量在日益上升，这就会由一些农药残留在露天的水渠中，如果受农药污染水流到养殖的池塘，经过长时间的累积，高浓度的农药残留会给池塘的水产品造成危害，轻者影响水产品的产量，重者会引起水产品死亡，或者高浓度农药残留的水产品流向市场，危害消费者的身体健康，也可能引起食物中毒。因此，对于池塘的水质监测迫在眉睫。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种养殖水体的水质在线监测系统，以解决上述技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案得以实现：
一种养殖水体的水质在线监测系统，包括中央处理器、监测模块、警报模块和显示模块；所述监测模块与中央处理器电连接；所述警报模块与中央处理器电连接；所述显示模块与中央处理器电连接。
优选地，警报模块包括语音播报单元和LED闪烁灯。
优选地，所述显示模块包括显示屏和控制面板。
相对于现有技术，本发明的有益效果：
1、本发明的养殖水体的水质在线监测系统，设计合理，结构简单，应用方便，可以准确、实时对养殖水体水质进行监测。
2、本发明的养殖水体的水质在线监测系统的检测模块，检测结果与真实结果准确度控制在93％以上，平行检测结果平均偏差控制在13％以内，具有较高的准确度和稳定性。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1为本发明的方框示意图。
图2为本发明检测模块的结构示意图。
其中，微处理器-J0，液量计-J1，进液孔-J2，未用试纸圈-J31，已用试纸圈-J32，电动机-J4，冷光源-J5，图像传感器-J6。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
图1是本发明的方框示意图，如图1所示。
一种养殖水体的水质在线监测系统，包括中央处理器、监测模块、警报模块和显示模块；所述监测模块与中央处理器电连接；所述警报模块与中央处理器电连接；所述显示模块与中央处理器电连接。
优选地，警报模块包括语音播报单元和LED闪烁灯。
优选地，所述显示模块包括显示屏和控制面板。
更优选地，所述监测模块包括取样模块、除杂模块、流量控制模块和检测模块；所述取样模块、除杂模块和流量控制模块均与检测模块电连接，监测模块中的待测水样品的流向依次为取样模块、除杂模块、流量控制模块和检测模块。
本发明的养殖水体的水质在线监测系统工作过程：
监测模块中的取样模块置于池塘水中，以预设的速度连续抽取水样，抽取的水样首先在除杂模块进行除杂，主要是除去一些固体杂质以及一些水生动植物，除杂后的水样通过流量控制模块，调节进入检测模块的水流速度，检测模块对水样进行检测，检测模块的检测是连续不断的，即为实时在线检测模式；检测模块将检测结果发送到中央处理器模块，中央处理器模块根据预设的水质标准范围，对接收的检测结果进行判断，如果检测结果合格则继续进行检测，如果检测结果不合格，警报模块会启动工作，发出警报，语音播报单元和LED闪烁灯同时发出警报，用户收到警报信号后应采取相应的措施，保证养殖水体水质合格。
本发明的养殖水体的水质在线监测系统集检测、报警于一体，大大提高检测的灵敏性，及时的报警机制有利于用户及时了解其养殖水体的动态水质量，可以对不良的水质快速采取相应的措施，保证其水产品的生长环境水质合格，有利于养殖业的安全绿色发展。
图2为本发明的检测模块的结构示意图，结合图2，对本发明的检测模块的结构进行详细描述。
一种检测模块，包括检测箱体、微处理器和液量计；所述微处理器与检测箱体和液量计连接，所述液量计检测箱体的进液孔连接；所述检测箱体还包括滑轮、电动机、冷光源和图像传感器，所述电动机带动滑轮转动，所述电动机、冷光源和图像传感器均与微处理器电连接。
由于胶体金试纸上包被有待测物的抗体和抗原，抗体和抗原通常都是一些蛋白质，蛋白质一般都是不耐高温，如果高温照射胶体金试纸，可能会导致试纸上的蛋白质变性，影响试纸的显色异常，导致实验结果不准确。所以在选择光源时候，优先选择一些发热量较小的光源。
优选地，所述图像传感器为CMOS摄像头或CCD图像传感器，所述冷光源为100-200W的普通卤素灯光源或者400-800W的高压氙灯光源。
优选地，以上所述的检测模块，所述滑轮设置3个，第1个滑轮上绑定有未用的试纸圈，第2个滑轮用于收集已测试的试纸圈。第1和第2个滑轮的距离为20-80cm。
更优选地，第1和第2个滑轮的距离为30-70cm。
本检测模块的试纸为胶体金试纸，胶体金是竞争法原理：就是检测线包被的抗原和待检样品中的抗原竞争结合金标抗体。
如果待检样品中无抗原存在，金标抗体在泳动过程中先和检测线包被抗原结合，形成肉眼可见红线，多余金标抗体继续泳动和质控线包被的第二种动物血清蛋白IgG结合，也形成一条肉眼可见红线，此结果判为阴性；
如果待检样品中有抗原存在，则样品中的抗原、包被抗原竞争和金标抗体结合，包被抗原被抑制，样品中的抗原和金标抗体结合后继续泳动，直到和质控线的第二种动物血清蛋白IgG再次结合，此时，检测线线不显色，而质控线线显红色，结果判为阳性。
优选地，以上所述的检测模块，所述的试纸圈为胶体金试纸，所述胶体金试纸上设置有检测线和质控线，所述检测线上包被有待测污染物的单克隆抗体-胶体金标记物，所述质控线上包被有第二种动物血清蛋白IgG，所述检测用金标抗体可以与检测用包被抗原结合反应并显色，且检测用金标抗体上只有一个与抗原特异结合的位点。
本检测模块的工作原理：根据待测样品的胶体金试纸反应时间，预设进液孔的进液流速和电动机的速度。胶体金试纸从第一滑轮出发，待测液体通过液量计，从进液孔流出，进液孔的液体滴到未用的试纸上，试纸在电动机的牵引下，继续向前运动，运动过程中，滴到试纸的上的样品会与胶体金试纸反应，试纸在指定的速度向前运动，当试纸运动到图像传感器处时候，待测样品反应结束，冷光源启动，图像传感器采集已显色的试纸的图像信息，图像传感器采集的检测线的显色强度和质控线的显色强度和待测目标污染物呈相关的定量函数关系，检测模块的微处理器根据预设的函数关系以及预设的目标污染物的范围值，给出该样品是否合格的最终结果。
本发明的检测模块创造性地将胶体金检测实现实时自动化，将胶体金检测实现检测反应的实时性，反应结果读取的自动化，保证反应结果的评价更客观，由于使用统一平价标准，同时可以保证反应结果评价的稳定性，避免人为主观读取试纸显示的差异，造成检测的误差。
实验例
为了验证本发明的检测模块的检测灵敏度和稳定性，进行以下实验例。使用本发明的检测模块和常用的紫外分光光度计法进行对比，对相同的水样进行检测，检测水样中除草剂和的残留量，本发明的检测模块法为实验组，紫外分光光度计法为对照组，每个处理重复3次，检测结果取平均值，结果如表1所示。
表1
样品 实验组 对照组 20次结果偏差
甲草胺 12.92ppb 13.83ppb 10.6％
二甲戊灵 39.58ppb 41.05ppb 12.4％
综合表1中两种检测方法，比较可以得知，本发明的试剂盒的检测结果与精确度较高的紫外分光光度计法检测结果非常接近，试剂盒的检测结果与真实结果准确度控制在93％以上，20次的平行检测结果平均偏差控制在13％以内，说明本发明的检测模块测结果准确度较高，因此本发明的检测模块可以应用于养殖水体的在线监测系统，可以方便、准确、实时对养殖水体水质进行监测，保障养殖业的健康发展。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (5)

1.一种养殖水体的水质在线监测系统，其特征在于，包括中央处理器、监测模块、警报模块和显示模块；所述监测模块与中央处理器电连接；所述警报模块与中央处理器电连接；所述显示模块与中央处理器电连接。
2.根据权利要求1所述的养殖水体的水质在线监测系统，其特征在于，警报模块包括语音播报单元和LED闪烁灯。
3.根据权利要求2所述的养殖水体的水质在线监测系统，其特征在于，所述显示模块包括显示屏和控制面板。
4.根据权利要求3所述的养殖水体的水质在线监测系统，其特征在于，所述监测模块包括取样模块、除杂模块、流量控制模块和检测模块；所述取样模块、除杂模块和流量控制模块均与检测模块电连接，监测模块中的待测水样品的流向依次为取样模块、除杂模块、流量控制模块和检测模块。
5.根据权利要求4所述的养殖水体的水质在线监测系统，其特征在于，所述检测模块包括检测箱体、微处理器和液量计；所述微处理器与检测箱体和液量计连接，所述液量计检测箱体的进液孔连接；所述检测箱体还包括滑轮、电动机、冷光源和图像传感器，所述电动机带动滑轮转动，所述电动机、冷光源和图像传感器均与微处理器电连接；所述图像传感器为CMOS摄像头或CCD图像传感器，所述冷光源为100-200W的普通卤素灯光源或者400-800W的高压氙灯光源。
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