[發明專利]一種海水中浮游植物粒徑檢測裝置及其檢測方法

無效

• 申請號: 201410096575.8
• 申請日: 2014-03-14
• 公開（公告）號: CN103822868A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 王俊生;宋有楠;潘新祥;孫野青;李冬青
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: G01N15/12
• 分類號: G01N15/12
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李洪福

1.一種海水中浮游植物粒徑檢測裝置，其特征在于：包括微流控芯片（1）承載平臺、微流控芯片（1）、激發光源組件、光檢測組件、庫爾特計數組件（7）、數據處理組件（8）、水下環境信息采集組件（6）、自動采樣組件（20）、數據傳輸及顯示組件（9）；所述的微流控芯片（1）承載平臺為無光封閉式結構，所述的微流控芯片（1）、激發光源組件、光檢測組件和庫爾特計數組件（7）固定在微流控芯片（1）承載平臺內；所述的庫爾特計數組件（7）的一端與微流控芯片（1）連接、另一端與數據處理組件（8）連接；所述的激發光源組件與微流控芯片（1）連接，所述的微流控芯片（1）還依次經過光檢測器件與數據處理組件（8）連接；所述的數據處理組件（8）還分別與水下環境信息采集組件（6）和數據傳輸及顯示組件（9）連接；所述的自動采樣組件（20）與微流控芯片（1）的輸入端連接；

所述的微流控芯片（1）包括載玻片（10）、儲液孔A、儲液孔B、儲液孔C、儲液孔D、主通道（13）、檢測通道（12）、阻抗脈沖傳感上游檢測通道（14）和阻抗脈沖傳感下游檢測通道（15），所述的儲液孔A與主通道（13）連接，儲液孔B與主通道（13）連接，儲液孔C與阻抗脈沖傳感上游檢測通道（14）連接，儲液孔D與阻抗脈沖傳感下游檢測通道（15）連接，阻抗脈沖傳感上游檢測通道（14）和阻抗脈沖傳感下游檢測通道（15）分別與檢測通道（12）相連接；儲液孔A、儲液孔B、儲液孔C和儲液孔D中均插入鉑電極，儲液孔A中的鉑電極與直流電驅動的正極相連，儲液孔B中的鉑電極與直流電驅動的負極相連，儲液孔C和儲液孔D中的鉑電極分別與差分放大器的輸入端相連接；

所述激發光源組件包括LED光源（2）、濾光片A（3）和過光孔，LED光源（2）的下方為濾光片A（3），濾光片A（3）的下方為過光孔，過光孔的下方為微流控芯片（1）的檢測通道（12）；

所述光檢測組件包括濾光片B（4）和光電二極管（5）；微流控芯片（1）檢測通道（12）的下方為濾光片B（4），濾光片B（4）的下方為光電二極管（5）；

所述的數據處理組件（8）包括濾波放大電路、差分放大電路、直流驅動電路、數據采集電路和ARM微處理器（25）；光檢測組件輸出端與濾波放大電路連接，儲液孔A和儲液孔B中的鉑電極與直流驅動電路連接，儲液孔C和儲液孔D中的鉑電極與差分放大前路連接；

所述的自動采樣組件（20）包括控制閥（16）、導管A（17）、導管B（18）、過濾網（19）和控制閥（16）驅動電路，所述的導管A（17）的輸出端和導管B（18）的輸入端分別與控制閥（16）連接，導管A（17）的輸入端與海水連接，導管B（18）的輸出端與微流控芯片（1）的儲液孔A連接；導管17內設有過濾網（19）；

所述的水下環境信息采集組件（6）包括溫度傳感器（21）、深度傳感器（22）、鹽度傳感器（23）、GPS傳感器（24）和ARM微處理器（25），所述的溫度傳感器（21）與ARM微處理器（25）連接,深度傳感器（22）與ARM微處理器（25）連接，鹽度傳感器（23）與ARM微處理器（25）連接,GPS傳感器（24）與ARM微處理器（25）連接。

2.根據權利要求1所述的一種海水中浮游植物粒徑檢測裝置，其特征在于：所述的LED光源（2）為LED藍光光源。

3.一種海水中浮游植物粒徑檢測裝置的檢測方法，其特征在于：包括如下步驟：

A、自動采樣組件（20）將檢測裝置周圍的海水樣品通過導管B（18）輸入儲液孔A中，儲液孔A中的樣品沿著主通道（13）經過檢測通道（12）流向儲液孔D中；

B、當海水樣品中的一個微藻經過檢測通道（12）時，微藻細胞內葉綠素被激發光源組件激發產生瞬時光子輻射，再經濾光片B（4）濾除雜光，濾除后的熒光信號經過光檢測組件轉換成一個電壓脈沖信號；在微藻經過檢測通道（12）的同時，由于微藻在檢測通道（12）中瞬間取代相同體積的電解液，導致儲液孔C和儲液孔D中鉑電極之間的電位差發生變化，經差分放大電路的處理，庫爾特計數組件（7）會產生一個阻抗脈沖信號；

C、當海水樣品中的一個泥沙顆粒經過檢測通道（12）時，因為泥沙顆粒中不含葉綠素，所以泥沙顆粒不會被激發產生瞬時光子輻射，光檢測組件不會輸出電壓脈沖信號；在泥沙顆粒經過檢測通道（12）的同時，由于泥沙顆粒經在檢測通道（12）中瞬間取代相同體積的電解液，導致儲液孔C和儲液孔D中的鉑電極之間的電位差發生變化，庫爾特計數組件（7）產生一個阻抗脈沖信號；

D、把光檢測組件輸出的電壓脈沖信號和庫爾特組件的輸出的阻抗脈沖信號通過數據處理組件（8）進行處理；光檢測組件的輸出電壓脈沖信號判斷流經檢測通道（12）顆粒的是微藻還是泥沙；庫爾特組件的輸出信號的幅度變化推算出粒子的體積、等效球徑、等效球體的表面積參數。