CN208255038U

CN208255038U - 一种水下浮游生物自动成像装置

Info

Publication number: CN208255038U
Application number: CN201820496554.9U
Authority: CN
Inventors: 王杭州; 黄顶棚; 南立文; 邱泽霞; 陈鹰; 宋宏; 黄慧; 王晓萍
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2018-04-09
Filing date: 2018-04-09
Publication date: 2018-12-18
Anticipated expiration: 2028-04-09

Abstract

本实用新型公开了一种水下浮游生物自动成像装置，该装置包括流体模块、成像模块和控制模块等；流体模块包括样品泵、第一容器、第二容器等；样品泵包括注射器、分配阀和控制系统；注射器的出入口与分配阀的第一出入口相连通，第二出入口作为采样口，第三出入口与第一容器的第一入口相连通，第一容器和第二容器通过流通池相连通，第二容器的出口依次连通第一过滤器、微型鞘流泵、第二过滤器和第一容器；流通池在成像模块的视场内，控制系统、微型鞘流泵以及成像模块均与控制模块电连接。本实用新型提供了一种在海水下能够长期自动完成对水下浮游生物进行拍照并对数据进行处理的装置，为长期观察水下浮游生物及对有害微生物的预警提供了解决方案。

Description

一种水下浮游生物自动成像装置

技术领域

本实用新型涉及浮游生物采样检测技术领域，尤其涉及一种水下浮游生物自动成像装置。

背景技术

海洋浮游生物在海洋生态系统中占有极其重要的位置，其数量变化以及空间分布对海洋生态系统、甚至全球气候变化都会产生重要影响。

目前，已经存在一些涉及成像的海洋浮游生物分析装置，但更多侧重于与荧光等特征信息相结合的、对整体浮游生物的分析，在成像过程中不能够确保没有遗漏，或只能对特定一些生物群进行成像，甚至无法确保其中一些浮游生物个体被完整成像。此外，传统浮游生物检测成像方法需要对浮游生物进行采样、保存，然后带回实验室进行分析，在此过程中难免会对样品造成不同程度的损伤，或导致一些浮游生物无法被检测到。因此，上述采样检测过程都难免会有遗漏问题。

实用新型内容

本实用新型克服了现有技术中的缺点，目的在于解决对海水生态中浮游生物多样性认识上的不足，提供了一种水下浮游生物自动成像装置，为长期观察水下浮游生物及对有害微生物的预警提供了解决方案。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过以下技术方案实现的：一种水下浮游生物自动成像装置，包括密封舱以及安装在密封舱内的流体模块、成像模块和控制模块；

所述流体模块包括样品泵、第一容器、流通池、第二容器、微型鞘流泵、第一过滤器、第二过滤器；所述样品泵包括注射器、分配阀和控制系统；注射器和分配阀均与控制系统相连，注射器的出入口与分配阀的第一出入口相连通，分配阀的第二出入口作为采样口，分配阀的第三出入口与第一容器的第一入口相连通，第一容器和第二容器固定连接，所述第二容器为透明容器，第一容器和第二容器通过流通池相连通，流通池设置在第二容器中，第二容器的出口依次连通第一过滤器、微型鞘流泵和第二过滤器，第二过滤器的出口与第一容器的入口相连通；流通池在成像模块的视场内，控制系统、微型鞘流泵以及成像模块均与控制模块电连接。

进一步的，所述成像模块包括闪光灯、聚光镜、视场光栅和CCD相机，视场光栅和CCD相机之间的光路与流通池中的细流道相垂直，闪光灯依次通过聚光镜、视场光栅对流通池中的细流道部分进行曝光，曝光后进入相机；闪光灯和CCD相机均与控制模块电连接。

进一步的，所述采样口外部带有由铜网和尼龙网组成的过滤网。

进一步的，所述分配阀的第四出入口与标准粒子容器相连通。

进一步的，所述分配阀的第五出入口与第一容器的排沫口相连通，分配阀的第六出入口作为排污口。

进一步的，所述分配阀的第七出入口与抑菌剂容器相连通，分配阀的第八出入口与抑菌剂容器相连通。

进一步的，所述密封舱为水密结构，所述密封舱为水密结构，其上具有数据线接口与供电线接口，所述控制模块与供电线接口和数据线接口连接，通过数据线接口与供电线接口分别与外界进行数据传输与电能输送；所述控制模块通过供电线接口供电并通过数据线接口定期向实验室终端传回数据。

进一步的，所述第二过滤器的出口分成两路，两路均与第一容器相连通，两路对称布置在第一容器的第一入口的两侧。

进一步的，所述第二容器由光敏材料构成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)通过上述的技术方案，可在水下进行现场观测并自动进行校正与维护，实现长期原位数据的获取，避免了采样、运输过程中给样品带来的影响与损伤。

(2)可实现对任意种类的浮游生物或浮游生物族群包括浮游植物与浮游动物进行成像，对样品没有限制，也无需进行复杂的预处理。

(3)可实现对任意大小的浮游生物或浮游生物族群进行完整的成像，并且排除了对于某些稀少浮游生物可能产生的遗漏现象，能够更全面地了解浮游生物群落结构。

(4)可以对水场进行长期原位样品采样收集，能够早期注意到目标地区生物群落的微小变化，对浮游生物的灾害实现早期的预警。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明

图1为本实用新型的系统示意图；

图2为本实用新型的流体系统结构示意图；

图3为本实用新型样品泵部分放大图；

图4为本实用新型的成像模块结构示意图；

图中：密封舱1、流体模块2、成像模块3、控制模块4、第一过滤器5、第二过滤器6、样品泵7、第一容器8、流通池9、第二容器10、微型鞘流泵11、注射器12、分配阀13、排污口14、采样口15、标准粒子容器16、抑菌剂容器17、清洁剂容器18、闪光灯19、聚光镜20、视场光栅21、CCD相机22。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步的说明。

如图1-4所示，一种水下浮游生物自动成像装置，其特征在于，包括密封舱1以及安装在密封舱1内的流体模块2、成像模块3和控制模块4；

所述密封舱1为水密结构，可通过数据线与供电线分别与外界进行数据传输与电能输送。所述控制模块4与供电线和数据线连接，可通过供电线供电并通过数据线定期向实验室终端传回数据。

所述流体模块2包括第一过滤器5、第二过滤器6、样品泵7、第一容器8、流通池9、第二容器10、微型鞘流泵11；所述样品泵7包括注射器12、分配阀13和控制系统；注射器12和分配阀13均与控制系统相连，本实施例中注射器12样品泵7可以采用Kloehn,Inc.的Versapump V6注射泵，但不限于此；注射器12的出入口与分配阀13的第一出入口相连通，分配阀13的第二出入口作为采样口15，用来输送样品；分配阀13的第三出入口与第一容器8的第一入口相连通，所述分配阀13的第四出入口与标准粒子容器16相连通，所述分配阀13的第五出入口与第一容器8的排沫口相连通，用来排除泡沫；分配阀13的第六出入口作为排污口14，用来排出废液；所述分配阀13的第七出入口与抑菌剂容器17相连通，分配阀13的第八出入口与抑菌剂容器17相连通；第一容器8和第二容器10固定连接，所述第二容器10为透明容器，所述第二容器10由光敏材料构成。第一容器8和第二容器10通过流通池9相连通，流通池9设置在第二容器10中，第二容器10的出口依次连通第一过滤器5、微型鞘流泵11和第二过滤器6，所述第二过滤器6的出口分成两路，两路均与第一容器8相连通，两路对称布置在第一容器8的第一入口的两侧。

所述成像模块3包括闪光灯19、聚光镜20、视场光栅21、CCD相机22，流通池9设置在视场光栅21和CCD相机22之间的光路上，视场光栅21和CCD相机22之间的光路与流通池9中的细流道相垂直，使闪光灯19能够依次通过聚光镜20、视场光栅21对流通池9中的细流道部分进行曝光，进入相机22；闪光灯19和CCD相机22均与控制模块4电连接。

控制模块4可以采用研华公司的PCM-3365型号的产品，但不限于此。

本实用新型的工作过程如下：

(1)启动微型鞘流泵11，使管道内无颗粒鞘流流速均匀，且流通池9内无气泡，若第一容器8内有大量气泡无法排除可通过排沫口及分配阀13的第五出入口吸出再通过排污口13排除；

(2)将分配阀13的第一出入口和第二出入口打开，通过注射器12将包含浮游生物样品细胞的溶液通过第一出入口吸入到注射器12中，关闭第二出入口，打开第三出入口，通过第三出入口将注射器12中的溶液注射到第一容器8中，周围鞘流使浮游生物细胞样品聚焦于流通池9的细流道中间部分并排列逐一流过，避免偏离相机22的聚焦点以及细胞样品的重叠；

(3)调整成像模块3使闪光灯19提供的光源通过聚光镜20与视场光栅21垂直投射于流通池9的细流道部分，进入相机22。使相机22聚焦点位于流通池9中心部分，以实现对其中流体聚焦的细胞样品进行高速成像，成像频率需与样品流过视场的频率相同以确保能够捕捉到所有的样品且没有因样品细胞部分超出视场而被遗漏的部分；成像模块3获得的图像经过细胞的提取存储后统一由数据线传输至终端。

(4)当注射器12的活塞下降至所有步数完成后可重新打开第一出入口与第二出入口再次吸入样品。

(5)通过流通池后的溶液在微型鞘流泵作用下，依次通过第一容器、鞘流泵和第二容器的过滤后，再流回第一容器中，形成鞘流。

此外，所述流体模块2还可进行定期校正与维护，每隔一定时间可由控制模块4控制样品泵7通过标准粒子容器16输入标准大小颗粒进行成像作为基准大小进行校正，并通过连接至分配阀13的抑菌剂容器17和清洁剂容器18对整个系统流道进行清理。

本领域的技术人员将清楚的是，随着技术的发展，可以以许多不同的方式来实现本实用新型的基本构想。因此，本实用新型及其实施例不限于上文所述的实例，而是可在权利要求的范围内变化。

Claims

1.一种水下浮游生物自动成像装置，其特征在于，包括密封舱以及安装在密封舱内的流体模块、成像模块和控制模块；所述流体模块包括样品泵、第一容器、流通池、第二容器、微型鞘流泵、第一过滤器、第二过滤器；所述样品泵包括注射器、分配阀和控制系统；注射器和分配阀均与控制系统相连，注射器的出入口与分配阀的第一出入口相连通，分配阀的第二出入口作为采样口，分配阀的第三出入口与第一容器的第一入口相连通，第一容器和第二容器固定连接，所述第二容器为透明容器，第一容器和第二容器通过流通池相连通，流通池设置在第二容器中，第二容器的出口依次连通第一过滤器、微型鞘流泵和第二过滤器，第二过滤器的出口与第一容器的入口相连通；流通池在成像模块的视场内，控制系统、微型鞘流泵以及成像模块均与控制模块电连接。

2.根据权利要求1所述的一种水下浮游生物自动成像装置，其特征在于，所述成像模块包括闪光灯、聚光镜、视场光栅和CCD相机，视场光栅和CCD相机之间的光路与流通池中的细流道相垂直，闪光灯依次通过聚光镜、视场光栅对流通池中的细流道部分进行曝光，曝光后进入相机；闪光灯和CCD相机均与控制模块电连接。

3.根据权利要求1所述的一种水下浮游生物自动成像装置，其特征在于，所述采样口外部带有由铜网和尼龙网组成的过滤网。

4.根据权利要求1所述的一种水下浮游生物自动成像装置，其特征在于，所述分配阀的第四出入口与标准粒子容器相连通。

5.根据权利要求4所述的一种水下浮游生物自动成像装置，其特征在于，所述分配阀的第五出入口与第一容器的排沫口相连通，分配阀的第六出入口作为排污口。

6.根据权利要求5所述的一种水下浮游生物自动成像装置，其特征在于，所述分配阀的第七出入口与抑菌剂容器相连通，分配阀的第八出入口与抑菌剂容器相连通。

7.根据权利要求1所述的一种水下浮游生物自动成像装置，其特征在于，所述密封舱为水密结构，其上具有数据线接口与供电线接口，所述控制模块与供电线接口和数据线接口连接。

8.根据权利要求1所述的一种水下浮游生物自动成像装置，其特征在于，所述第二过滤器的出口分成两路，两路均与第一容器相连通，两路对称布置在第一容器的第一入口的两侧。

9.根据权利要求1所述的一种水下浮游生物自动成像装置，其特征在于，所述第二容器由光敏材料构成。