CN109856356B - 一种海洋浮游微生物含量实时监测及赤潮预警装置及工艺 - Google Patents

Abstract

一种海洋浮游微生物含量实时监测及赤潮预警装置及工艺，包括固定架、导向件、滑动件、连接件、监测箱、浮力支撑件、采样管、无线接收器、电源、控制器、试剂瓶、酸化器、气水分离器、电热套、氧化反应器、冷凝器、离子阱、二氧化碳检测器、处理器和数据发射器；滑动件与导向件连接；连接件与滑动件连接；监测箱与连接件连接；浮力支撑件设置在监测箱底部；采样管和酸化器之间设置有蠕动泵；试剂瓶、蠕动泵和酸化器之间依次通过连接管连通；采样管、蠕动泵、酸化器、气水分离器、氧化反应器、冷凝器、离子阱和二氧化碳检测器之间依次通过连接管连通。本发明能随海面自动调节高度，保证采样器能合理采取水样进行二氧化碳含量检测，降低天气影响。

Description

一种海洋浮游微生物含量实时监测及赤潮预警装置及工艺

技术领域

本发明涉及海洋微生物监测技术领域，尤其涉及一种海洋浮游微生物含量实时监测及赤潮预警装置及工艺。

背景技术

“赤潮”，是海洋生态系统中的一种异常现象。它是由海藻家族中的赤潮藻在特定环境条件下爆发性地增殖造成的。根据引发赤潮的生物种类和数量的不同，海水有时也呈现黄、绿、褐色等不同颜色，发生赤潮的原因一般为水体富营养化，海洋浮游微生物大量增长，因此，能通过监测海洋浮游微生物中的总有机碳含量确定微生物的含量，进而为赤潮预警提供数据支持。

但是海洋环境受天气影响大，海水波动大，采样管不稳定，采集水样不合理，监测数据不精确，监测数据可信度差。

为解决上述问题，本申请中提出一种海洋浮游微生物含量实时监测及赤潮预警装置及工艺。

发明内容

(一)发明目的

为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种海洋浮游微生物含量实时监测及赤潮预警装置及工艺，使用灵活性高，适用范围大，能实时提供精确的赤潮预警数据。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种海洋浮游微生物含量实时监测及赤潮预警装置及工艺，包括固定架、导向件、滑动件、连接件、监测箱、浮力支撑件、采样管、无线接收器、电源、控制器、试剂瓶、酸化器、气水分离器、电热套、氧化反应器、冷凝器、离子阱、二氧化碳检测器、处理器和数据发射器；

固定架水平设置；导向件上沿竖直方向设置有导向槽，导向槽为T形槽，导向件竖直设置，导向件与固定架连接，导向件顶部和底部分别连接有堵盖；滑动件与导向件滑动连接，滑动件位于导向槽内，且截面为与导向槽吻合的T形；连接件与滑动件连接；监测箱与连接件连接，监测箱内部水平设置有支撑板；浮力支撑件设置在监测箱底部；

采样管呈U形设置，U形开口朝向竖直向下方向，采样管的采液端位于监测箱外部，采样管的出液端位于监测箱内部，采样管与监测箱连接处设置有密封圈；监测箱内设置有驱动采样管沿竖直方向移动的驱动模块，驱动模块包括电机、齿轮和齿条，电机输出端与齿轮驱动连接，齿轮与齿条连接，齿条设置在采样管上；

电机、无线接收器、电源、控制器、试剂瓶、气水分离器、电热套、冷凝器、离子阱、二氧化碳检测器、处理器和数据发射器均设置在监测箱内表面上；氧化反应器设置在电热套上；

酸化器设置在支撑板上；采样管和酸化器之间设置有蠕动泵；试剂瓶和酸化器之间设置蠕动泵，试剂瓶、蠕动泵和酸化器之间依次通过连接管连通；采样管、蠕动泵、酸化器、气水分离器、氧化反应器、冷凝器、离子阱和二氧化碳检测器之间依次通过连接管连通；

二氧化碳检测器与处理器通讯连接；处理器与数据发射器通讯连接；电源与电机电性连接；电源与蠕动泵电性连接；电源与电热套电性连接；电源与二氧化碳检测器电性连接；外部终端与无线接收器通讯连接；无线接收器与控制器通讯连接；控制器与电机控制连接；控制器与蠕动泵控制连接。

优选的，导向件上设置有减震板，减震板和固定架位于导向件同侧。

优选的，导向槽在导向件上并排设置多个；滑动件并排设置多个；导向槽和滑动件一一对应。

优选的，浮力支撑件为漂浮气囊。

本发明的第二方面提供了根据本发明的第一方面所述的海洋浮游微生物含量实时监测及赤潮预警装置进行海洋浮游微生物含量实时监测及赤潮预警的工艺，包括如下步骤：

S1、蠕动泵运行，通过采样管采集海水表层水样；

S2、蠕动泵将水样输送至酸化器，在酸化器内生成无机源二氧化碳；

S3、气水分离器去除水样中的无机源二氧化碳；

S4、水样中含有的包括海洋浮游微生物等有机物在氧化反应器作用下，被氧化成有机源二氧化碳；

S5、有机源二氧化碳进入冷凝器，冷凝器去除夹杂的水汽部分；

S6、去除水汽的有机源二氧化碳通过离子阱消除干扰离子；

S7、二氧化碳检测器检测消除干扰离子的有机源二氧化碳含量；

S8、处理器将有机源二氧化碳含量检测数据转换为总有机碳含量数据；

S9、数据发射器将总有机碳含量数据实时发送至设置有显示器的远程终端。

本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：浮力支撑件提供监测箱漂浮所需浮力，监测箱、连接件和滑动件沿竖直方向滑动，保证采样管采样端相对于海面始终具有稳定的采样位置，同时，为能采取海水不同深度的样品，通过电机驱动齿轮，实现连接有齿条的采样管在竖直方向上的移动，提高了本发明的使用灵活性，扩大了本发明的适用范围；检测的二氧化碳含量数据通过数据发射器传输至远程终端，并在显示器上显示，方便监测人员直观观察分析监测数据，及时进行预警；通过检测水样中有机源二氧化碳含量获得总有机碳含量数据，为赤潮预警提供精确的数据支持。

附图说明

图1为本发明提出的海洋浮游微生物含量实时监测及赤潮预警装置的结构示意图。

图2为本发明提出的海洋浮游微生物含量实时监测及赤潮预警装置中导向件、滑动件和连接件的连接结构示意图。

附图标记：

1、固定架；2、导向件；201、导向槽；202、堵盖；3、滑动件；4、连接件；5、监测箱；51、支撑板；6、浮力支撑件；7、采样管；8、齿条；9、电机；10、齿轮；11、无线接收器；12、电源；13、控制器；14、连接管；15、蠕动泵；16、试剂瓶；17、酸化器；18、气水分离器；19、电热套；20、氧化反应器；21、冷凝器；22、离子阱；23、二氧化碳检测器；24、处理器；25、数据发射器；26、减震板；27、密封圈。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

图1为本发明提出的海洋浮游微生物含量实时监测及赤潮预警装置的结构示意图。

图2为本发明提出的海洋浮游微生物含量实时监测及赤潮预警装置中导向件、滑动件和连接件的连接结构示意图。

如图1-2所示，本发明提出的一种海洋浮游微生物含量实时监测及赤潮预警装置，包括固定架1、导向件2、滑动件3、连接件4、监测箱5、浮力支撑件6、采样管7、无线接收器11、电源12、控制器13、试剂瓶16、酸化器17、气水分离器18、电热套19、氧化反应器20、冷凝器21、离子阱22、二氧化碳检测器23、处理器24和数据发射器25；

固定架1水平设置；导向件2上沿竖直方向设置有导向槽201，导向槽201为T形槽，导向件2竖直设置，导向件2与固定架1连接，导向件2顶部和底部分别连接有堵盖202；滑动件3与导向件2滑动连接，滑动件3位于导向槽201内，且截面为与导向槽201吻合的T形；连接件4与滑动件3连接；监测箱5与连接件4连接，监测箱5内部水平设置有支撑板51；浮力支撑件6设置在监测箱5底部；

采样管7呈U形设置，U形开口朝向竖直向下方向，采样管7的采液端位于监测箱5外部，采样管7的出液端位于监测箱5内部，采样管7与监测箱5连接处设置有密封圈27；监测箱5内设置有驱动采样管7沿竖直方向移动的驱动模块，驱动模块包括电机9、齿轮10和齿条8，电机9输出端与齿轮10驱动连接，齿轮10与齿条8连接，齿条8设置在采样管7上；

电机9、无线接收器11、电源12、控制器13、试剂瓶16、气水分离器18、电热套19、冷凝器21、离子阱22、二氧化碳检测器23、处理器24和数据发射器25均设置在监测箱5内表面上；氧化反应器20设置在电热套19上；

酸化器17设置在支撑板51上；采样管7和酸化器17之间设置有蠕动泵15；试剂瓶16和酸化器17之间设置蠕动泵15，试剂瓶16、蠕动泵15和酸化器17之间依次通过连接管14连通；采样管7、蠕动泵15、酸化器17、气水分离器18、氧化反应器20、冷凝器21、离子阱22和二氧化碳检测器23之间依次通过连接管14连通；

二氧化碳检测器23与处理器24通讯连接；处理器24与数据发射器25通讯连接；电源12与电机9电性连接；电源12与蠕动泵15电性连接；电源12与电热套19电性连接；电源12与二氧化碳检测器23电性连接；外部终端与无线接收器11通讯连接；无线接收器11与控制器13通讯连接；控制器13与电机9控制连接；控制器13与蠕动泵15控制连接。

在一个可选的实施例中，导向件2上设置有减震板26，减震板26和固定架1位于导向件2同侧。

在一个可选的实施例中，导向槽201在导向件2上并排设置多个；滑动件3并排设置多个；导向槽201和滑动件3一一对应。

在一个可选的实施例中，浮力支撑件6为漂浮气囊。

本发明中，浮力支撑件6提供监测箱5漂浮所需浮力，监测箱5、连接件4和滑动件3沿竖直方向滑动，保证采样管7采样端相对于海面始终具有稳定的采样位置，同时，为能采取海水不同深度的样品，通过电机9驱动齿轮10，实现连接有齿条8的采样管7在竖直方向上的移动，提高了本发明的使用灵活性，扩大了本发明的适用范围；检测的二氧化碳含量数据通过数据发射器25传输至远程终端，并在显示器上显示，方便监测人员直观观察分析监测数据，及时进行预警。

固定架1安装在岸边，减震板26能降低导向件2受到的刚性冲击，提高装置的使用安全性和使用寿命。

多个滑动件3与导向件2滑动连接，滑动的稳定性更好，滑动件3和连接件4连接，连接件4和监测箱5连接的结构强度更高。

漂浮气囊设置在监测箱5底部，能提供监测箱5漂浮的浮力支撑，使采样管7能持续采集水表样品。

本发明还提出了根据所述海洋浮游微生物含量实时监测及赤潮预警装置进行海洋浮游微生物含量实时监测及赤潮预警的工艺，包括如下步骤：

S1、蠕动泵15运行，通过采样管7采集海水表层水样；

S2、蠕动泵15将水样输送至酸化器17，在酸化器17内生成无机源二氧化碳；

S3、气水分离器18去除水样中的无机源二氧化碳；

S4、水样中含有的包括海洋浮游微生物等有机物在氧化反应器20作用下，被氧化成有机源二氧化碳；

S5、有机源二氧化碳进入冷凝器21，冷凝器21去除夹杂的水汽部分；

S6、去除水汽的有机源二氧化碳通过离子阱22消除干扰离子；

S7、二氧化碳检测器23检测消除干扰离子的有机源二氧化碳含量；

S8、处理器24将有机源二氧化碳含量检测数据转换为总有机碳含量数据；

S9、数据发射器25将总有机碳含量数据实时发送至设置有显示器的远程终端。

需要说明的是，。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (3)

1.一种海洋浮游微生物含量实时监测及赤潮预警装置，其特征在于，包括固定架(1)、导向件(2)、滑动件(3)、连接件(4)、监测箱(5)、浮力支撑件(6)、采样管(7)、无线接收器(11)、电源(12)、控制器(13)、试剂瓶(16)、酸化器(17)、气水分离器(18)、电热套(19)、氧化反应器(20)、冷凝器(21)、离子阱(22)、二氧化碳检测器(23)、处理器(24)和数据发射器(25)；

固定架(1)水平设置；导向件(2)上沿竖直方向设置有导向槽(201)，导向槽(201)为T形槽，导向件(2)竖直设置，导向件(2)与固定架(1)连接，导向件(2)顶部和底部分别连接有堵盖(202)；滑动件(3)与导向件(2)滑动连接，滑动件(3)位于导向槽(201)内，且截面为与导向槽(201)吻合的T形；连接件(4)与滑动件(3)连接；监测箱(5)与连接件(4)连接，监测箱(5)内部水平设置有支撑板(51)；浮力支撑件(6)设置在监测箱(5)底部；导向件(2)上设置有减震板(26)，减震板(26)和固定架(1)位于导向件(2)同侧；导向槽(201)在导向件(2)上并排设置多个；滑动件(3)并排设置多个；导向槽(201)和滑动件(3)一一对应；

采样管(7)呈U形设置，U形开口朝向竖直向下方向，采样管(7)的采液端位于监测箱(5)外部，采样管(7)的出液端位于监测箱(5)内部，采样管(7)与监测箱(5)连接处设置有密封圈(27)；监测箱(5)内设置有驱动采样管(7)沿竖直方向移动的驱动模块，驱动模块包括电机(9)、齿轮(10)和齿条(8)，电机(9)输出端与齿轮(10)驱动连接，齿轮(10)与齿条(8)连接，齿条(8)设置在采样管(7)上；

电机(9)、无线接收器(11)、电源(12)、控制器(13)、试剂瓶(16)、气水分离器(18)、电热套(19)、冷凝器(21)、离子阱(22)、二氧化碳检测器(23)、处理器(24)和数据发射器(25)均设置在监测箱(5)内表面上；氧化反应器(20)设置在电热套(19)上；

酸化器(17)设置在支撑板(51)上；采样管(7)和酸化器(17)之间设置有蠕动泵(15)；试剂瓶(16)和酸化器(17)之间设置蠕动泵(15)，试剂瓶(16)、蠕动泵(15)和酸化器(17)之间依次通过连接管(14)连通；采样管(7)、蠕动泵(15)、酸化器(17)、气水分离器(18)、氧化反应器(20)、冷凝器(21)、离子阱(22)和二氧化碳检测器(23)之间依次通过连接管(14)连通；

二氧化碳检测器(23)与处理器(24)通讯连接；处理器(24)与数据发射器(25)通讯连接；电源(12)与电机(9)电性连接；电源(12)与蠕动泵(15)电性连接；电源(12)与电热套(19)电性连接；电源(12)与二氧化碳检测器(23)电性连接；外部终端与无线接收器(11)通讯连接；无线接收器(11)与控制器(13)通讯连接；控制器(13)与电机(9)控制连接；控制器(13)与蠕动泵(15)控制连接。

2.根据权利要求1所述的海洋浮游微生物含量实时监测及赤潮预警装置，其特征在于，浮力支撑件(6)为漂浮气囊。

3.根据权利要求1-2任意一项所述的海洋浮游微生物含量实时监测及赤潮预警装置进行海洋浮游微生物含量实时监测及赤潮预警的工艺，其特征在于，包括如下步骤：

S1、蠕动泵(15)运行，通过采样管(7)采集海水表层水样；

S2、蠕动泵(15)将水样输送至酸化器(17)，在酸化器(17)内生成无机源二氧化碳；

S3、气水分离器(18)去除水样中的无机源二氧化碳；

S4、水样中含有的包括海洋浮游微生物这些有机物在氧化反应器(20)作用下，被氧化成有机源二氧化碳；

S5、有机源二氧化碳进入冷凝器(21)，冷凝器(21)去除夹杂的水汽部分；

S6、去除水汽的有机源二氧化碳通过离子阱(22)消除干扰离子；

S7、二氧化碳检测器(23)检测消除干扰离子的有机源二氧化碳含量；

S8、处理器(24)将有机源二氧化碳含量检测数据转换为总有机碳含量数据；

S9、数据发射器(25)将总有机碳含量数据实时发送至设置有显示器的远程终端。

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