[發明專利]水體細菌微生物快速在線檢測裝置及檢測方法

有效

• 申請號: 201310103487.1
• 申請日: 2013-03-27
• 公開（公告）號: CN103234921A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 趙南京;劉文清;劉建國;馬明俊;方麗;段靜波;王久悅
• 申請（專利權）人: 中國科學院安徽光學精密機械研究所
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31;G01N21/49
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明涉及水體檢測系統領域，具體為一種水體細菌微生物快速在線檢測裝置及檢測方法。

背景技術

據聯合國環境規劃署調查顯示：世界80%疾病由飲用水污染導致，50％兒童的死亡是由于飲用水被污染造成，污染的水源是人類致病、致死的最大單一原因。

飲用水安全問題是我國面臨的突出環境問題，直接關系到人民群眾的生命和健康。我國自1986年至2005年發生了152起飲用水污染事故，污染類型以生物污染為主，遠遠高于化學污染的比例，占69.1%；近一半的事故發生在居民區，以水源污染為主，占56.6%，生活污染是導致飲用水污染的主要因素，占65.1%，其次是工業污染；污染水體的生物種類較多，但造成疾病的主要是腸內微生物，包括細菌（重點是病原菌：沙門氏菌、志賀桿菌、致病性大腸桿菌、李斯特菌、金黃色葡萄球菌、霍亂弧菌、結核桿菌等）、濾過性病毒和原生動物；飲用水污染事故嚴重影響了居民正常飲水，甚至引發水性疾病的暴發流行或污染物中毒。

現有的檢驗方法主要有培養皿法、酶法、免疫法、基因法等，為間歇、隨機的樣品采集和耗時的實驗室分析，檢測方法步驟多、檢測過程長、檢測靈敏度低，標準檢測程序需要進行一段時間的細菌培養，數小時或數天時間才能得到檢測結果，無法實現對水中危害微生物的連續、在線、實時監測和分類；由于隨機的樣品采集僅能提供某個時刻某個靜止位置的水質情況，無法達到全面、連續的水質預警，也無法實現快速的水質超標監測和及時的響應處理。

發明內容

本發明的目的是提供一種水體細菌微生物快速在線檢測裝置及檢測方法，以解決現有技術存在的問題。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案為：

水體細菌微生物快速在線檢測裝置，其特征在于：包括空心球體狀的球形測量室、置于球形測量室中的容納待測水體的透明的樣品池，以及由雙波長激光二極管、光源準直透鏡組構成的光發射部分，由光纖陣列、光束整形透鏡組和CCD探測器構成的光接收部分，所述球形測量室側壁上設置有處于同一直徑兩端的進、出光孔，以及處于與進、出光孔所在直徑垂直的另一直徑兩端的進、出水管通孔，樣品池自身的進、出水孔分別通過對應從球形測量室側壁進、出水管通孔穿出的管路進、出待測水體，所述球形測量室側壁上，以進、出光孔所在直徑為中心軸，均勻設置有多個散射光收集與光纖傳輸通孔組，每個散射光收集與光纖傳輸通孔組分別由多個散射光收集與光纖傳輸通孔構成，所述光發射部分中，雙波長激光二極管、光源準直透鏡組設置在球形測量室進光孔一側，雙波長激光二極管的出射激光束經過光源準直透鏡組后入射球形測量室，所述光接收部分中，光纖陣列中的各個光纖一端分別一一對應連接球形測量室側壁上散射光收集與光纖傳輸通孔，光纖陣列中的各個光纖另一端分別連接至光束整形透鏡組，所述光束整形透鏡組通過光纖連接CCD探測器，光纖陣列中各個光纖接收從球形測量室上散射光收集與光纖傳輸通孔出射的出射光，并將光信號通過光束整形透鏡組傳送至CCD探測器。

所述的水體細菌微生物快速在線檢測裝置，其特征在于：所述樣品池進水口上的管路上安裝有蠕動泵。

所述的水體細菌微生物快速在線檢測裝置，其特征在于：所述球形測量室出光口一側設置有光吸收器。

所述的水體細菌微生物快速在線檢測裝置，其特征在于：所述還包括數據采集與控制系統，所述CCD探測器與數據采集與控制系統輸入端連接，數據采集與控制系統輸出端分別與蠕動泵控制端、雙波長激光二極管控制端連接。

所述的水體細菌微生物快速在線檢測裝置，其特征在于：所述球形測量室內壁上涂敷有黑色的吸光涂層。

基于水體細菌微生物快速在線檢測裝置的檢測方法，其特征在于：雙波長激光二極管光源發出的激光束經光源準直透鏡組準直后進入球形測量室，在球形測量室中激光束穿過樣品池后進入光吸收器；當激光束穿過樣品池時，樣品池內待測水體中的細菌微生物將對激光束產生吸收與散射特征，通過連接在球形測量室散射光收集與光纖傳輸通孔上的光纖陣列接收不同角度上的細菌微生物光散射信號并傳輸至光束整形透鏡組，經光束整形透鏡組后進入CCD探測器進行光電信號的轉換，然后進入數據采集與控制系統進行數據采集處理；整個裝置檢測的開始與結束控制指令由數據采集與控制系統發出，首先由數據采集與控制系統控制蠕動泵實現水樣的自動進樣，進樣完成后由數據采集與控制系統控制雙波長激光二極管光源中不同波長激光二極管光源的順序開啟與關閉，同時數據采集與控制系統根據雙波長激光二極管光源中不同波長激光二極管光源的開啟與關閉情況，對CCD探測器采集到的信號進行分類采集、存儲與處理。