CN115245700B - 一种浮游生物野外在线自动采集处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种浮游生物野外在线自动采集处理装置，包括：滤网、第一泵、第一网滤装置、第一三通、第二三通、第二泵、清水罐和第一采集罐，所述滤网依次通过第一泵、第一三通与第一网滤装置的进水管路连通，第一网滤装置的出水管路依次通过第二三通、第二泵与清水罐连通，第一三通的另一开口与第一采集罐连通，第二三通的另一开口与大气连通。本发明可以实现野外浮游生物的自动化采集处理，具有良好应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及环境监测设备技术领域，尤其涉及一种浮游生物野外在线自动采集处理装置。
背景技术
自然水体中浮游植物、浮游动物等能够敏感地反应水体复杂环境因子的变化情况，是评价水体健康状况的关键指标，属于水环境监测、水质评价等工作的重要内容，对水生态修复和治理具有重大指导意义。
目前水体中浮游植物、浮游动物、淡水壳菜幼虫等的监测仍以人工监测为主，技术规范化流程包括：人工野外采集、人工添加试剂固定保存、人工抽滤浓缩、人工定容、室内镜检分析数据整理等，整体过程繁琐、专业性要求高且耗时耗力。目前市场上有许多自动化的藻类样品检测设备，但仍然需要人工进行野外采集，同时需要对采集的浮游生物样品进行多次静置浓缩处理，以提高目标检测生物的浓度，从而提高检测精确度，而浓缩处理的过程需要精确操作，对操作人员要求高，自动化处理难度大。与此同时，取样后的样品需要及时添加固定剂固定保存处理，而这些固定剂保存条件要求高，且添加固定剂的过程繁琐。最后，为了更加精确计算，处理后的样品还需要定容处理。
如何克服这些困难，提供一种能够设备即可自动化采集处理的方案成为本领域亟需解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种浮游生物野外在线自动采集处理装置。
本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种浮游生物野外在线自动采集处理装置，其包括：滤网、第一泵、第一网滤装置、第一三通、第二三通、第二泵、清水罐和第一采集罐，所述滤网依次通过第一泵、第一三通与第一网滤装置的进水管路连通，第一网滤装置的出水管路依次通过第二三通、第二泵与清水罐连通，第一三通的另一开口与第一采集罐连通，第二三通的另一开口与大气连通。
在以上技术方案的基础上，优选的，还包括第三三通、第四三通、第五三通、第二网滤装置和第二采集罐，所述第二网滤装置的进水管路通过第三三通与第一网滤装置的进水管路连通，第二网滤装置的出水管路通过第四三通与第一网滤装置的出水管路连通，第四三通设置在第一网滤装置与第二三通之间的管路上，第五三通连通安装在第三三通与第二网滤装置之间的管路上，第五三通的另一开口与第二采集罐连通。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述第一网滤装置与第二网滤装置结构相同，第一网滤装置包括：腔体、过滤网和搅拌机，所述腔体内部安装有过滤网，过滤网将腔体内部的空腔的分隔为第一过滤室和第二过滤室，腔体的表面开设有第一开口和第二开口，所述第一开口与第一过滤室相互连通，第二开口与第二过滤室相互连通，所述搅拌机安装在腔体上且搅拌机的驱动端位于第二过滤室内，所述第一网滤装置的第一开口与第一三通连通，第一网滤装置的第二开口与第四三通连通，所述第二网滤装置的第一开口与第五三通相互连通，第二网滤装置的第二开口与第四三通连通。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述第一网滤装置的过滤网的目数为125目，所述第二网滤装置的过滤网的目数为200目。
在以上技术方案的基础上，优选的，还包括第三泵、第四泵和液位传感器，所述清水罐通过第三泵与第一采集罐相互连通，所述清水罐通过第四泵与第二采集罐相互连通，第一采集罐和第二采集罐内均安装有液位传感器。
在以上技术方案的基础上，优选的，还包括第五泵、第六泵和固定试剂罐，所述固定试剂罐通过第五泵与第一采集罐相互连通，所述固定试剂罐通过第六泵与第二采集罐相互连通。
在以上技术方案的基础上，优选的，还包括流量监测阀，所述流量监测阀安装在第一泵的出水口处。
流量监测阀可以实现对采用水体的体积进行测量，通过过滤大量水体，从而可以获得高浓度的浮游生物样本，高浓度样本对应的检测准确性越高。
在以上技术方案的基础上，优选的，还包括阀门、第七泵、微滤膜和超滤膜，所述清水罐依次通过超滤膜、微滤膜、第七泵与阀门相互连通。
在以上技术方案的基础上，优选的，还包括刮板和电机，所述电机安装在滤网的侧面，刮板安装在电机的驱动端，电机驱动刮板转动并选择性地在滤网表面扫过。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述滤网的目数为4目。
本发明的相对于现有技术具有以下有益效果：
（1）本发明提供了一种可以实现野外在线自动采集的浮游生物采集处理装置，具体的，采用第一泵驱动水样流动，来自自然水体的采集水样会首先经过滤网进行过滤处理，从而将其中的大型杂质例如树枝或垃圾等进行过滤，得到的水样经过第一网滤装置网滤后通过第二三通排出，第一网滤装置用于过滤水体中的目标尺寸浮游生物，通过过滤一定量的取样水，从而可以获得目标数量的检测浮游物，然后第二泵将清水罐中的亲水泵送至第一网滤装置，从而使滞留在第一网滤装置上的浮游生物再次被反洗冲出，通过改变第一三通的连通方式，从而使带有浮游生物的反洗水进入第一采集罐，实现浮游生物的采集；
（2）进一步地，本申请中还设置有两个平行的网滤装置，利用两个网滤装置可以进行交替工作，具体的交替过程，可以通过改变不同三通阀门的连通方式实现。
（3）进一步地，本申请中网滤装置还包括有搅拌装置，利用搅拌装置可以使停留在过滤网上的浮游生物完全脱离，同时可以避免过滤网上的浮游生物造成堵塞，无法进行长时间持续的浮游生物的采集工作，两个网滤装置上的滤网采用了不同的目数，从而可以针对不同的浮游生物群体进行采集，达到对不同目标浮游物群体的采集目的。
（4）其次，本申请中还设置有流量阀，利用流量阀可以对采集的水样体积进行准确计量，从而可以对采集到的浮游生物的样本数量进行准确的浓度计算，且可以进行大批量的采样水体的浓缩，使最终采集样本的误差更小。
（5）本申请中还对采集罐设置有液位传感器，利用液位传感器和清水罐，可以实现对样品进行自动定容处理，具体的，通过液位传感器控制第二泵的开启关闭即可。
（6）本申请中还设置有固定试剂罐，利用固定试剂罐可以实现对采集罐内的样品进行固定处理，固定试剂罐中可以用于存放鲁哥试剂。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明浮游生物野外在线自动采集处理装置的连接示意图；
图2为本发明浮游生物野外在线自动采集处理装置另一实施方式的连接示意图；
图3为本发明浮游生物野外在线自动采集处理装置中第一网滤装置的轴测图；
图4为本发明浮游生物野外在线自动采集处理装置中第一网滤装置的剖面图；
图5为本发明浮游生物野外在线自动采集处理装置中滤网部分的轴测图。
图中：1-滤网、2-第一泵、3-第一网滤装置、4-第一三通、5-第二三通、6-第二泵、7-清水罐、8-第一采集罐、9-第三三通、10-第四三通、11-第五三通、12-第二网滤装置、13-第二采集罐、14-第三泵、15-第四泵、16-液位传感器、17-第五泵、18-第六泵、19-固定试剂罐、20-流量监测阀、21-阀门、22-第七泵、23-微滤膜、24-超滤膜、25-刮板、26-电机、31-腔体、32-过滤网、33-搅拌机、311-第一过滤室、312-第二过滤室、313-第一开口、314-第二开口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，结合图5，本发明的浮游生物野外在线自动采集处理装置，其包括：
滤网1、第一泵2、第一网滤装置3、第一三通4、第二三通5、第二泵6、清水罐7和第一采集罐8，所述滤网1依次通过第一泵2、第一三通4与第一网滤装置3的进水管路连通，第一网滤装置3的出水管路依次通过第二三通5、第二泵6与清水罐7连通，第一三通4的另一开口与第一采集罐8连通，第二三通5的另一开口与大气连通。
以上实施方案的基础上，当目的是采集水体中的浮游生物时，首先保持第一泵2与第一网滤装置3连通，第二三通5与大气连通，此时开启第一泵2，将滤网1浸没在待测水样中，水样从滤网1粗过滤后进入到第一网滤装置3内进行过滤，浮游生物在第一网滤装置3内进行过滤截留，然后废水从第二三通5排往外界，然后，将第一采集罐8通过第一三通4连通第一网滤装置，第一网滤装置3通过第二三通5连通第二泵6，第二泵6将清水罐7内的清水泵送至第一网滤装置3进行反冲洗，附着在第一网滤装置3上的浮游生物则被冲洗至第一采集罐8得到采集，检测结构则可以直接与第一采集罐8连通，实现对第一采集罐8内的浮游生物和清水的混合物进行采集检测。
在具体实施方式中，还包括第三三通9、第四三通10、第五三通11、第二网滤装置12和第二采集罐13，所述第二网滤装置12的进水管路通过第三三通9与第一网滤装置3的进水管路连通，第二网滤装置12的出水管路通过第四三通10与第一网滤装置3的出水管路连通，第四三通10设置在第一网滤装置3与第二三通5之间的管路上，第五三通11连通安装在第三三通9与第二网滤装置12之间的管路上，第五三通11的另一开口与第二采集罐13连通。
以上实施方式中，第二网滤装置12与第一网滤装置3可以交替工作，从而实现对第一网滤装置3和第二网滤装置12进行维护，同时第一网滤装置3和第二网滤装置12可以分别针对不同的目标浮游生物进行过滤采集处理，具体的两者交替工作的具体方式为，改变不同三通的开启连通方式，例如：第三三通9连通第一泵2和第一三通4，第四三通10连通第一网滤装置3和第二三通5时，第一网滤装置3工作；当第三三通9连通第一泵2和第五三通11，第四三通10连通第二网滤装置12和第二三通5时，第二网滤装置3工作。
与第一网滤装置3的工作方式相同，通过切换第五三通11、第四三通10以及第二三通5的连通方式，可以实现第二网滤装置12在采集和反冲洗的工作模式之间切换。
在具体实施方式中，所述第一网滤装置3与第二网滤装置12结构相同，第一网滤装置3包括：腔体31、过滤网32和搅拌机33，所述腔体31内部安装有过滤网32，过滤网32将腔体31内部的空腔的分隔为第一过滤室311和第二过滤室312，腔体31的表面开设有第一开口313和第二开口314，所述第一开口313与第一过滤室311相互连通，第二开口314与第二过滤室312相互连通，所述搅拌机33安装在腔体31上且搅拌机33的驱动端位于第一过滤室311内，所述第一网滤装置3的第一开口与第一三通4连通，第一网滤装置3的第二开口与第四三通10连通，所述第二网滤装置12的第一开口与第五三通11相互连通，第二网滤装置12的第二开口与第四三通10连通。
以上实施方式中，第一网滤装置3和第二网滤装置12均用于对水样中的浮游生物进行过滤，然后进行反冲洗采集，因此过滤的浮游生物可能会附着在网滤装置上难以脱除，长期循环时一方面会堵塞过滤装置，另一方面可能会早场相邻两批次之间采集样品的交叉污染，为了避免上述问题，将网滤装置结构设计为腔体结构，其中具有过滤用的腔室，利用腔室的空间，以及三通阀门的开启关闭，可以实现清水在腔室内驻留，再配合搅拌机33，可以实现对其中的驻留清水进行搅拌，高速运动的清水更容易对过滤网32上的浮游生物进行冲洗，具体的，第一过滤室311用于储存过滤得到的浮游生物，将搅拌机33的驱动端设置在第一过滤室311内，可以更好地驱动浮游生物从过滤网32上脱落，作为另一种可行的实施方式，搅拌机33的驱动端还可以设置在第二过滤室312内，但是由于存在过滤网的阻隔，因此，清水的冲击力作用于筛网另一面的浮游生物上时会减弱。
在具体实施方式中，所述第一网滤装置3的过滤网的目数为125目，所述第二网滤装置12的过滤网的目数为200目。
以上实施方式中，第一网滤装置3的过滤网的目数更小，孔径更大，主要可以针对浮游动物中的枝角类、桡足类和淡水壳菜幼虫等样品进行采集；而第二网滤装置12的过滤网的目数更大，孔径更小，主要对浮游植物和浮游动物中的原生动物、轮虫等类群样品进行采集。
在具体实施方式中，还包括第三泵14、第四泵15和液位传感器16，所述清水罐7通过第三泵14与第一采集罐8相互连通，所述清水罐7通过第四泵15与第二采集罐13相互连通，第一采集罐8和第二采集罐13内均安装有液位传感器16。
以上实施方式中，配合第三泵14和第四泵15，可以分贝对第一采集罐8和第二采集罐13进行直接泵送清水，用于定容，配合液位传感器16，对水位进行精确测量，从而控制第三泵14和第四泵15的工作状态切换，应当理解的是，液位传感器16控制第三泵14和第四泵15工作状态切换的技术为本领域技术人员根据现有技术可以获得，本申请并不对该控制过程的技术手段进行保护，因此再次不做赘述。
在具体实施方式中，还包括第五泵17、第六泵18和固定试剂罐19，所述固定试剂罐19通过第五泵17与第一采集罐8相互连通，所述固定试剂罐19通过第六泵18与第二采集罐13相互连通。
以上实施方式中，为了对采集罐中的浮游生物的水样进行固定，方便进行检测，还设置有固定试剂罐19，固定试剂罐19中可以储存对采集样品进行必要处理的化学试剂，例如鲁哥试剂，分别通过第五泵17和第六泵18连通至第一采集罐8和第二采集罐13。
以上实施方式中，所述第三泵14、第四泵15、第五泵17和第六泵18均可以采用微流量蠕动泵。
在具体实施方式中，还包括流量监测阀20，所述流量监测阀20安装在第一泵2的出水口处。
以上实施方式中，利用流量监测阀20，可以对过滤处理的水样进行精确体积计量，对应的采集得到的浮游生物在原始水样中的浓度就可也以进行精确计算。
在具体实施方式中，还包括阀门21、第七泵22、微滤膜23和超滤膜24，所述清水罐7依次通过超滤膜24、微滤膜23、第七泵22与阀门21相互连通。
以上实施方式中，清水罐7内的清水用量较大，为了避免后期进行人为的添加，同时本着节约水资源的目的，清水罐7中的水可以就地取材进行生产，利用第七泵22进行抽取，然后依次经过微滤膜23和超滤膜24处理后，得到达标的清水，以补充清水罐7，所述阀门21浸没在取样水体下方，所述第七泵22另一优选的实施方式是安装在超滤膜24与清水罐7之间。
在具体实施方式中，还包括刮板25和电机26，所述电机26安装在滤网1的侧面，刮板25安装在电机26的驱动端，电机26驱动刮板25转动并选择性地在滤网1表面扫过。
以上实施方式中，滤网1在长期的过滤过程中，表面溶剂积累杂物，长期可能会堵塞滤网1，造成设备无法继续顺畅地从水样中抽取水样，因此本申请还对滤网1结构进行优化，设置一个电机26驱动一个刮板25对滤网1的表面进行周期性地挂扫，从而达到清理滤网1表面杂物的目的。
在具体实施方式中，所述滤网1的目数为4目。
4目滤网1主要用于将取样水体中存在的大型杂质，例如树枝、垃圾等可能影响检测结果准确性的杂物进行过滤处理。
在具体实施方式中，利用清水罐7和第七泵22，还可以对第一网滤装置3和第二网滤装置12进行反冲洗，反冲洗的过程中，第一泵2反向工作，从而使反冲洗后的水通过滤网1排出，该过程可以实现对管道和网滤装置上残留的顽固样品进行清洗。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种浮游生物野外在线自动采集处理装置，其特征在于，包括：滤网(1)、第一泵(2)、第一网滤装置(3)、第一三通(4)、第二三通(5)、第二泵(6)、清水罐(7)、第一采集罐(8)、第三三通(9)、第四三通(10)、第五三通(11)、第二网滤装置(12)和第二采集罐(13)，所述滤网(1)依次通过第一泵(2)、第一三通(4)与第一网滤装置(3)的进水管路连通，第一网滤装置(3)的出水管路依次通过第二三通(5)、第二泵(6)与清水罐(7)连通，第一三通(4)的另一开口与第一采集罐(8)连通，第二三通(5)的另一开口与大气连通；所述第二网滤装置(12)的进水管路通过第三三通(9)与第一网滤装置(3)的进水管路连通，第二网滤装置(12)的出水管路通过第四三通(10)与第一网滤装置(3)的出水管路连通，第四三通(10)设置在第一网滤装置(3)与第二三通(5)之间的管路上，第五三通(11)连通安装在第三三通(9)与第二网滤装置(12)之间的管路上，第五三通(11)的另一开口与第二采集罐(13)连通；所述第一网滤装置(3)与第二网滤装置(12)结构相同，第一网滤装置(3)包括：腔体(31)、过滤网(32)和搅拌机(33)，所述腔体(31)内部安装有过滤网(32)，过滤网(32)将腔体(31)内部的空腔的分隔为第一过滤室(311)和第二过滤室(312)，腔体(31)的表面开设有第一开口(313)和第二开口(314)，所述第一开口(313)与第一过滤室(311)相互连通，第二开口(314)与第二过滤室(312)相互连通，所述搅拌机(33)安装在腔体(31)上且搅拌机(33)的驱动端位于第一过滤室(311)内，所述第一网滤装置(3)的第一开口与第一三通(4)连通，第一网滤装置(3)的第二开口与第四三通(10)连通，所述第二网滤装置(12)的第一开口与第五三通(11)相互连通，第二网滤装置(12)的第二开口与第四三通(10)连通。
2.如权利要求1所述的浮游生物野外在线自动采集处理装置，其特征在于，所述第一网滤装置(3)的过滤网的目数为125目，所述第二网滤装置(12)的过滤网的目数为200目。
3.如权利要求1所述的浮游生物野外在线自动采集处理装置，其特征在于，还包括第三泵(14)、第四泵(15)和液位传感器(16)，所述清水罐(7)通过第三泵(14)与第一采集罐(8)相互连通，所述清水罐(7)通过第四泵(15)与第二采集罐(13)相互连通，第一采集罐(8)和第二采集罐(13)内均安装有液位传感器(16)。
4.如权利要求1所述的浮游生物野外在线自动采集处理装置，其特征在于，还包括第五泵(17)、第六泵(18)和固定试剂罐(19)，所述固定试剂罐(19)通过第五泵(17)与第一采集罐(8)相互连通，所述固定试剂罐(19)通过第六泵(18)与第二采集罐(13)相互连通。
5.如权利要求1所述的浮游生物野外在线自动采集处理装置，其特征在于，还包括流量监测阀(20)，所述流量监测阀(20)安装在第一泵(2)的出水口处。
6.如权利要求1所述的浮游生物野外在线自动采集处理装置，其特征在于，还包括阀门(21)、第七泵(22)、微滤膜(23)和超滤膜(24)，所述清水罐(7)依次通过超滤膜(24)、微滤膜(23)、第七泵(22)与阀门(21)相互连通。
7.如权利要求1所述的浮游生物野外在线自动采集处理装置，其特征在于，还包括刮板(25)和电机(26)，所述电机(26)安装在滤网(1)的侧面，刮板(25)安装在电机(26)的驱动端，电机(26)驱动刮板(25)转动并选择性地在滤网(1)表面扫过。
8.如权利要求1所述的浮游生物野外在线自动采集处理装置，其特征在于，所述滤网(1)的目数为4目。
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