[發明專利]浮游植物粒級結構分析方法

在審

• 申請號: 201510833219.4
• 申請日: 2015-11-25
• 公開（公告）號: CN105352861A
• 公開（公告）日: 2016-02-24
• 發明（設計）人: 周雯;孫兆華;鄒國旺;許占堂;王桂芬;李彩;楊躍忠;曹文熙
• 申請（專利權）人: 中國科學院南海海洋研究所
• 主分類號: G01N15/02
• 分類號: G01N15/02
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 孔德超;劉明星

1.一種浮游植物粒級結構分析方法，其特征在于：其包括以下步驟：

步驟1、原位測量海水吸收光譜；

所述步驟1包括以下步驟：

步驟11、將同一光源發出的光分為三路；

步驟12、同時進行下述測量：

將第一路光信號輸入至吸收通道中再通過待測水體后產生第一反饋光信號，接收該第一反饋光信號作為吸收通道測量結果；

將第二路光信號輸入至衰減通道中再通過待測水體后產生第二反饋光信號，接收該第二反饋光信號作為衰減通道測量結果；

將第三路光信號直接輸出第三反饋光信號，接收該第三反饋光信號作為參考光路測量結果；

步驟13、根據所述吸收通道測量結果獲取海水的光譜吸收系數a(λ)；

步驟2、通過分解方法從所述海水的光譜吸收系數a(λ)中提取浮游植物吸收系數；

步驟3、根據所述浮游植物吸收光譜貢獻，采用生物光學反演算法，提取浮游植物的平均粒徑或粒級結構信息。

2.根據權利要求1所述的浮游植物粒級結構分析方法，其特征在于：所述原位測量海水吸收光譜的方法通過水體光吸收衰減系數測量儀實現，所述水體光吸收衰減系數測量儀包括發光單元、采樣單元、探測單元和信號采集分析單元，其中：

所述發光單元包括主通道以及在主通道的后端分成的三路分通道，所述主通道和分通道之間相互連通，所述主通道內設置有產生光信號的光源組件，在主通道與分通道的連通處設置有用于將所述光信號分成三束的分束器，使光信號被分成三束后分別進入三路分通道；在三路分通道中，其中第一分通道和第二分通道的終端分別開有封閉的第一窗口和第二窗口；

所述探測單元包括三路接收通道，其中，第一接收通道和第二接收通道的始端分別開有封閉的第三窗口和第四窗口，第三接收通道與第二接收通道相連通；

所述采樣單元包括用于連接第一窗口和第三窗口的第一水樣通道以及用于連接第二窗口和第四窗口的第二水樣通道；

所述信號采集分析單元設有光譜分析儀；

第三分通道的終端通過光纖與第三接收通道的終端相連，在第三接收通道與第二接收通道的連通處安裝一合束器，所述合束器用于將第三分通道中的光信號經第三接收通道后與第二分通道中的光信號經第二接收通道后進行合分，然后再傳送至第二接收通道的終端，所述第一分通道中的光信號傳送至第一接收通道的終端；所述第一接收通道的終端以及第二接收通道的終端均通過光纖與光譜分析儀連接；

所述第一至三分通道為吸收通道、衰減通道和參考通道，所述第一至三接收通道分別為吸收接收通道、衰減接收通道和參考接收通道，所述第一至四窗口分別為第一吸收窗口、第一衰減窗口、第二吸收窗口和第二衰減窗口；

所述第一水樣通道的內壁上涂覆有反射膜層，所述第二水樣通道的內壁經過發黑處理。

3.根據權利要求2所述的浮游植物粒級結構分析方法，其特征在于：所述主通道的后端延伸形成衰減通道，所述參考通道與衰減通道直接連通，所述吸收通道與主通道直接連通，所述分束器包括設置于吸收通道與主通道的連通處的第一分束器、以及設置于參考通道與衰減通道的連通處的第二分束器；所述第一吸收窗口、第一衰減窗口、第二吸收窗口和第二衰減窗口均為同一高度和方向，它們均通過藍寶石進行封閉；所述第一吸收通道包括與主通道垂直并連通的垂直吸收通道以及與所述垂直吸收通道垂直并連通的平行吸收通道，在所述垂直吸收通道與平行吸收通道的連通處安裝一直角棱鏡。

4.根據權利要求3所述的浮游植物粒級結構分析方法，其特征在于：所述光源組件包括按空間順序從主通道的前端至其后端依次設置的光源、聚光組件、衰減組件、光闌組件和第一快門組件，在所述光源安裝于一開口朝向聚光組件的聚光罩中，在第一分束器與第一快門組件之間的光路上還安裝一準直鏡組。

5.根據權利要求4所述的浮游植物粒級結構分析方法，其特征在于：在參考通道中、合束器與衰減接收通道的終端之間的衰減接收通道中、以及合束器與參考接收通道的終端之間的參考接收通道中分別安裝有第一匯聚鏡組、第二匯聚鏡組和第三匯聚鏡組；所述吸收接收通道中安裝有勻化器和能量收集器，所述勻化器位于第二吸收窗口側；在合束器與第二衰減窗口之間的衰減接收通道中、以及第三匯聚鏡組遠離合束器一側的參考接收通道中分別安裝有第二快門組件和第三快門組件；所述第一快門組件、第二快門組件和第三快門組件均為電動快門，所述電動快門與光源的開關均由外接的控制器通過控制線纜統一控制。