CN202421056U

CN202421056U - 一种浮游生物快速监测装置

Info

Publication number: CN202421056U
Application number: CN2012200108366U
Authority: CN
Inventors: 沈强; 胡俊; 胡菊香; 赵先富; 马沛明; 张俊芳; 李聃
Original assignee: Institute Of Water Engineering Ecology Chinese Academy Of Sciences
Current assignee: Institute Of Water Engineering Ecology Chinese Academy Of Sciences; Institute of Hydroecology MWR and CAS
Priority date: 2012-01-11
Filing date: 2012-01-11
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2022-01-11

Abstract

本实用新型公开了一种用于浮游生物快速监测的装置，包括检测池、检测通道、过滤器、物镜、电荷耦合器，检测池为透明长方体形；检测池内部有一中空的长方体形检测通道，检测池两端分别连接进样端硅胶管、出口端硅胶管，进样端硅胶管上连接一微型过滤器；检测池下方设有起偏镜片，起偏镜片下方设有光源，检测池上方置有物镜，物镜上方置有检偏镜片，检偏镜片上方置有反射镜，物镜、检偏镜片、反射镜整体置于检测池上方并对准检测通道，电荷耦合器通过数据传输线与计算机连接。该装置使用方便，适用于水体中藻类、原生动物、轮虫、枝角类和桡足类等浮游生物的快速鉴定和定量分析，尤其适用于天然水样中活体浮游生物的现场快速鉴定和定量分析。

Description

一种浮游生物快速监测装置

技术领域

本实用新型涉及水质检测仪器，更具体涉及一种浮游生物快速监测仪器。用于对水体中的浮游生物(包括浮游藻类、原生动物、轮虫、枝角类和桡足类等进行现场快速鉴定和计数分析。

背景技术

近年来，国内一些江河中藻类水华发生现象日趋严重，水华污染已成为迫待解决的环境问题。水华的发生，不仅对水生态系统造成严重破坏，并严重影响人类健康和可持续发展。为开展水华的污染控制工作，浮游生物监测工作日益受到广泛重视。而目前国内的专业浮游生物监测技术手段匮乏，推行的人工镜检方法效率低下，难以普及推广。

为改变我国浮游生物监测工作的落后现状，有必要结合分析监测领域的国际最新技术，开展快速监测技术研究。根据目前国内外进展，当前国内外浮游生物监测主要包括：显微鉴定计数法和在线分析仪监测。其中目前常规浮游生物监测采用的显微鉴定计数法，采用全片计数的方法，只能对静止的样品进行观测。采用这种方法监测天然水样，必须对水样进行加固定液、浓缩、沉淀等处理步骤，方法费时费力，无法观测天然的原水水样。此外，采用光学显微镜观测法对浮游生物进行鉴定和计数，对操作人员的专业技术水平要求较高。光学显微镜难以普及和进行水样的现场快速监测工作中。

而在线监测仪器主要在流式细胞仪基础上设计而成，如荷兰CytoSense、美国FlowCAM等。这类仪器在实际运用中，同样存在仪器设计复杂、难以直接监测天然的原水水样等缺点。

本实用新型根据目前浮游生物监测中显微鉴定计数法的存在的一些问题，并结合浮游生物监测的特点，提出一种适合快速监测浮游生物的仪器装置。该仪器装置的推广运用将大大提升我国浮游生物监测水平。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种用于浮游生物快速监测装置。它克服了目前采用的光学显微镜观测法强度大、效率低，对人员要求高、难以普及和进行水样的现场快速监测工作中的问题，该装置结构简单，使用方便，适用于水体中藻类、原生动物、轮虫、枝角类和桡足类等浮游生物的快速鉴定和定量分析，尤其适用于天然水样中活体浮游生物的现场快速鉴定和定量分析。

为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种用于浮游生物快速监测装置，包括检测池、检测通道、硅胶管、过滤器、进样瓶、光源、起偏镜片、物镜、检偏镜片、反射镜、电荷耦合器、数据传输线与计算机。其特征在于：检测池为透明长方体形；检测池内部有一中空的长方体形检测通道；检测池两端分别连接进样端硅胶管、出口端硅胶管；进样端硅胶管上连接一微型过滤器；进样瓶中装有水样，并通过进样端硅胶管经微型过滤器过滤后流经检测池，检测池下方设有起偏镜片，起偏镜片下方设有光源；检测池上方置有物镜，物镜上方置有检偏镜片，检偏镜片上方置有反射镜，物镜、检偏镜片、反射镜整体置于检测池上方并对准检测通道，通过接口将反射镜反射的图像导入电荷耦合器，电荷耦合器通过数据传输线与计算机连接；

所述的检测池采用玻璃或石英类型的透光材料，呈长方体形，长×宽为75×25mm，厚4mm；

所述的检测池的正中央有一中空、长方体形的检测通道。

所述的检测通道的长度60-75mm，深度为0.05-0.3mm、宽度为0.5-3mm；

或者，深度为0.1-0.8mm、宽度为2-8mm；

或者，深度为0.8-3mm、宽度为5-10mm；

所述的用于原生动物、轮虫监测的检测池，检测通道的长度60-75mm，宽度2-8mm，深度0.1-0.8mm。

所述的用于枝角类及桡足类监测的检测池，检测通道的长度60-75mm，宽度5-10mm，深度0.8-3mm。

所述的检测池与硅胶管连接的微型过滤器为水系过滤器，滤膜孔径0.05-1mm。

所述的电荷耦合器件的分辨率1024×768-2592×1944；帧速率10-30。

所述的微型过滤器滤膜孔径0.05-1mm。

本实用新型的原理为：该系统使待监测水样匀速通过特定规格的检测池，水样中的待检测的活体浮游生物经光学放大，并将光信号的相差变为振幅差后，被高分辨率电荷耦合器拍摄；同时拍摄数据被计算机记录，再经图像处理软件辅以专家判断法进行计数分析和种类鉴定。

本实用新型中的检测池采用玻璃、石英类质地坚硬的透光材料，呈长方体形，长×宽为75×25mm，厚4mm。检测池中央有一中空的长方体形检测通道。为达到分别检测不同类型浮游生物的目的，根据浮游生物大小的区别分别设置几种不同规格的检测池。其中，用于检测直径最小的浮游藻类的检测池，通道的深度×宽度为0.05-0.3mm×0.5-3mm；用于检测原生动物和轮虫的检测池，通道的深度×宽度为0.1-0.8×2-8mm；用于检测个体大枝角桡足类浮游动物的检测池，通道的深度×宽度为0.8-3mm×6-10mm。检测池通道两端分别连接硅胶管，其中进样端硅胶管连接一微型过滤器，滤膜孔径0.05-1mm。

在确定监测的浮游生物类型后，选择相应规格的检测池并连接好硅胶管，使水样样品通过相对应的检测池。样品的监测采用光学检测，数据记录采用高速录像的方法：水样流过检测通道时，浮游生物样品通过光学放大后，并将光信号的相差变为振幅差后，信号被电荷耦合器记录，再经图形处理软件进行计数分析和种类鉴定。

有益成果

本实用新型适用于水体中浮游生物的现场快速监测，具有以下优点：

1.操作简单。该监测系统采用直接进样的方法，无需对水样进行浓缩、固定等预处理操作。

2.监测耗时短。水样监测步骤只需使水样通过检测池并记录数据，监测的原始数据以图像方式保存在计算机内，以供日后进一步分析即可。

3.使用寿命长。该系统采用的检测池采用坚硬厚实的玻璃石英结构，不易破碎，使用寿命长。

附图说明

图1为一种浮游生物快速监测装置结构示意图。

其中，1-检测池；2-检测通道；3-硅胶管；4-过滤器；5-进样瓶；6-光源；7-起偏镜片；8-物镜；9-检偏镜片；10-反射镜；11-接口；12-电荷耦合器；13-数据传输线；14-计算机

图2为一种浮游生物快速监测的检测池结构示意图。

图2(I)为检测池的横截面示意图；图2(II)为检测池的纵截面示意图。

其中，1-检测池；2-检测通道；3a-进样端硅胶管；3b-出口端硅胶管；4-过滤器。图中灰色部分为玻璃或石英材料；检测池中空白部分为检测通道。

其中：1-检测池、2-检测通道、3a-进样端硅胶管、3b-出口端硅胶管、4-过滤器、5-进样瓶、6-光源、7-起偏镜片、8-物镜、9-检偏镜片、10-反射镜、11-接口、12-电荷耦合器、13-数据传输线、14-计算机。

具体实施方式：

下面结合附图并通过具体实施例来进一步说明本实用新型。

如图1、图2所示，一种浮游生物的快速监测装置，包括光源6、起偏镜片7、浮游生物检测单元、光学放大单元、接口11、电荷耦合器12、数据传输线13和计算机14组成。其特征在于：浮游生物检测单元由检测池1、检测通道2、进样端硅胶管3a、出口端硅胶管3b、过滤器4、进样瓶5构成；光学放大单元由物镜8、检偏镜片9、反射镜10构成。

检测池1为透明长方体形；检测池1内部有一中空的长方体形检测通道2，检测池1两端分别连接进样端硅胶管3a、出口端硅胶管3b，进样端硅胶管3a上连接一微型过滤器4；检测池1下方设有起偏镜片7，起偏镜片7下方设有光源6，检测池1上方置有物镜8，物镜8上方置有检偏镜片9，检偏镜片9上方置有反射镜10，物镜8、检偏镜片9、反射镜10整体置于检测池1上方并对准检测通道2，电荷耦合器12通过数据传输线13与计算机14连接。

所述的光源6、起偏镜片7、浮游生物检测单元、光学放大单元的空间位置顺序依次为从下至上排列，互不相连；电荷耦合器12通过接口11和光学放大单元相连；计算机14通过数据传输线13与电荷耦合器12相连。

检测池1采用玻璃、石英类质地坚硬的透光材料，呈长方体形，长×宽为75×25mm，厚4mm。检测池内部有一中空的长方体形检测通道2，根据待监测浮游生物大小的不同，分别设置三种不同规格的检测池。其中，用于监测直径最小的浮游藻类的检测池，检测通道2的深度×宽度为0.05-0.3mm×0.5-3mm；用于监测原生动物和轮虫的检测池，检测通道2的深度×宽度为0.1-0.8×2-8mm；用于监测大个体枝角桡足类浮游动物的检测池，检测通道2的深度×宽度为0.8-3mm×6-10mm。检测池1两端分别连接硅胶管3，其中进样端的硅胶管3a连接一微型过滤器4，滤膜孔径0.05-1mm，用于过滤水样中的大颗粒杂质，避免检测池被堵塞污染。

所述的检测池1的正中央有一中空、长方体形的检测通道2。

所述的检测通道2的长度60-75mm，宽度0.5-3mm，深度0.05-0.3mm。

或者所述的检测通道2的长度60-75mm，宽度2-8mm，深度0.1-0.8mm。

或者所述的检测通道2的长度60-75mm，宽度5-10mm，深度0.8-3mm。

所述的检测池1与进样端硅胶管3a连接的微型过滤器4为水系过滤器，滤膜孔径0.05-1mm。

电荷耦合器12的分辨率1024×768-2592×1944，帧速率10-30。

水样的进样采用压力差驱动的方法，通过调节进样瓶5处液面的高度改变压力差来调节流速。水样经微型过滤器4过滤后流经检测池进行光学检测。

水样检测时，光线从最下端的光源6发出，经起偏镜片7后变成偏振光，光线进一步通过检测通道2中的浮游生物体后，经物镜8后得到放大的光学信号。再经检偏镜片9后，待检测的光信号的相差变为振幅差。光信号继续经过反射镜10和接口11后，被高分辨率电荷耦合器拍摄并记录。拍摄的图像数据通过数据传输线13传输至计算机14，再经图像处理软件辅以专家判断法完成浮游生物的计数分析和种类鉴定。检测池需要清洗时，用蒸馏水、75％乙醇冲洗即可。

Claims

1.一种用于浮游生物快速监测的装置，包括检测池（1）、检测通道（2）、过滤器（4）、物镜（8）、电荷耦合器（12），其特征在于：检测池（1）为透明长方体形；检测池（1）内部有一中空的长方体形检测通道（2），检测池（1）两端分别连接进样端硅胶管（3a）、出口端硅胶管（3b），进样端硅胶管（3a）上连接一微型过滤器（4），检测池（1）下方设有起偏镜片（7），起偏镜片（7）下方设有光源（6），检测池（1）上方置有物镜（8），物镜（8）上方置有检偏镜片（9），检偏镜片（9）上方置有反射镜（10），物镜（8）、检偏镜片（9）、反射镜（10）整体置于检测池（1）上方并对准检测通道（2），电荷耦合器（12）通过数据传输线（13）与计算机（14）连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于浮游生物快速监测的装置，其特征在于：所述的检测池（1）采用玻璃或石英类型的透光材料，呈长方体形，长度60-75mm，宽25mm，厚4mm。

3.根据权利要求1所述的一种用于浮游生物快速监测的装置，其特征在于：检测池（1）的正中央有一中空、长方体形的检测通道（2）。

4.根据权利要求1所述的一种用于浮游生物快速监测的装置，其特征在于：所述的检测通道（2）的长度60-75mm，宽度0.5-3mm，深度0.05-0.3mm。

5.根据权利要求1所述的一种用于浮游生物快速监测的装置，其特征在于：所述的检测通道（2）的长度60-75mm，宽度2-8mm，深度0.1-0.8mm。

6.根据权利要求1所述的一种用于浮游生物快速监测的装置，其特征在于：所述的检测通道（2）的长度60-75mm，宽度5-10mm，深度0.8-3mm。

7.根据权利要求1所述的一种用于浮游生物快速监测的装置，其特征在于：所述的检测池（1）与进样端硅胶管（3a）连接的微型过滤器（4）为水系过滤器，滤膜孔径0.05-1mm。

8.根据权利要求1所述的一种用于浮游生物快速监测的装置，其特征在于：电荷耦合器（12）的分辨率1024×768－2592×1944，帧速率10-30。