一种用于低浓度毒性再生水监测用装置的制作方法

1.本发明涉及低浓度毒性再生水监测领域，尤其涉及一种用于低浓度毒性再生水监测用装置。


背景技术：

2.现有技术的生物监测技术以发光细菌法和鱼类法为主，我公司于2020年申请了专利cn111398550a一种适用于低浓度毒性再生水的生物监测方法，该专利通过利用ccd摄像头捕捉水槽内青鳉鱼的行为状态，从而判断鱼是否存活、其活跃度以及鱼的部分异常状态，进而监测水体毒性；该专利中公开了本监测方法需要用到ccd摄像头、水槽等设备，然而缺少能够实现该方法的设备，普通的水槽或鱼缸固然可以使用，然而也存在一定的缺陷：
3.第一：普通水槽或鱼缸无法做对比监测；
4.第二：普通水槽或鱼缸由于条件所限，不适于鱼类生存，会有许多干扰因素促使鱼类死亡，例如：缺氧、温度过低等等，因此无法确保监测结果的准确性。


技术实现要素：

5.本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种结构合理、占地面积小、能够做对比监测，并且适合鱼类生存、干扰因素少，监测结果准确的一种用于低浓度毒性再生水监测用装置。
6.为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：
7.一种用于低浓度毒性再生水监测用装置，包括立式柜体；所述立式柜体包括上柜体和下柜体，所述上柜体内设置电气控制设备及图像处理服务器；所述下柜体顶部设置ccd摄像头，所述ccd摄像头下方设置测试用双循环水槽，所述双循环水槽包括槽体，所述槽体内由隔板分隔成左、右结构相同的两个试验槽；所述试验槽内由孔板分隔成相互连通的拍摄监控区和配件区；所述拍摄监控区中心设置排水管；所述ccd摄像头位于左、右两个拍摄监控区内排水管连线中心正上方，所述ccd摄像头的拍摄范围覆盖左、右两个拍摄监控区；所述ccd摄像头与图像处理服务器连接。
8.作为优选，所述配件区侧壁上部设置进水孔；所述孔板靠近隔板的一侧下部角落设置圆孔，所述配件区外侧设置采样槽，所述采样槽侧壁设置采样进水管。
9.作为优选，所述配件区内设置增氧曝气头、加热棒及造浪泵；所述造浪泵的出水管穿过孔板上的圆孔与拍摄监控区连通，所述增氧曝气头、加热棒及造浪泵均与电气控制设备连接。
10.作为优选，所述排水管侧壁沿轴向开设若干层水平切口；最下方的水平切口位于拍摄监控区底部水面处。
11.作为优选，所述排水管侧壁周向每层至少设置三个水平切口。
12.作为优选，所述排水管侧壁沿轴向还开设垂直缺口；所述垂直缺口内插设网板，所述网板另一端抵住孔板。
13.作为优选，所述拍摄监控区下方设置出水槽，所述排水管下端与出水槽连通，所述出水槽底部设置排渣管，所述排渣管侧壁与采样进水管连接。
14.作为优选，所述上柜体一面设置上柜门，所述上柜门上设置操作交互屏，所述操作交互屏与电气控制设备连接。
15.作为优选，所述下柜体顶部、ccd摄像头一侧设置投喂器。
16.作为优选，所述下柜体一面设置下柜门。
17.本发明的有益效果是：
18.第一：本装置为上下结构，占地面积小；
19.第二：设置操作交互屏，便于人机交互，查看结果；
20.第一：设置隔板将槽体分隔成两个结构相同的试验槽，便于做对比监测；
21.第二：在试验槽内设置孔板，形成相互连通的拍摄监控区和配件区；ccd摄像头监视拍摄监控区，监控鱼类的状态，获取监测信息；配件区内设置增氧曝气头、加热棒及造浪泵，营造适于鱼类生活的环境，减少干扰因素，确保监测结果的准确性；
22.第三：拍摄监控区远离圆孔的角落均为圆弧倒角，水由造浪泵的出水管进入拍摄监控区，通过圆弧倒角，形成顺、逆时针水流，排水管上最下方的水平切口位于拍摄监控区底部水面处，水注入时，通过水流产生的漩涡，将底部鱼群的粪便和水中的沉淀物经水平切口排出；同时排水管上的水平切口还用于排出未及时消纳的饲料；
23.第四：利用鱼的溯流的习性，造浪泵产生的水流可使鱼始终活跃，处于游动状态，从而与鱼群异常时出现的不活跃和死亡状态形成明显对比；
24.第五：设置网板，用于阻挡鱼群，鱼群活跃度正常时，鱼可自由穿过网孔，当鱼死亡时，会被水流推到网上而无法再随水流移动，从而区分活跃度低和死亡的鱼。
附图说明
25.图1为本发明前视图。
26.图2为本发明侧视图。
27.图3为下柜门打开时前视图。
28.图4为双循环水槽俯视图。
29.图5为双循环水槽侧视图。
30.图6为双循环水槽立体图。
31.图7为监视原理图。
32.图中：10是槽体、11是隔板、20是试验槽、21是孔板、21.1是圆孔、22是拍摄监控区、23是配件区、23.1是进水孔、30是排水管、31是水平切口、32是垂直缺口、33是网板、40是采样槽、41是采样进水管、50是出水槽、51是排渣管。
具体实施方式
33.下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
34.一种用于低浓度毒性再生水监测用装置，包括立式柜体；所述立式柜体包括上柜体10和下柜体20，所述上柜体10内设置电气控制设备及图像处理服务器；所述下柜体20顶部设置ccd摄像头22，所述ccd摄像头22下方设置测试用双循环水槽30，所述双循环水槽30
包括槽体，所述槽体内由隔板31分隔成左、右结构相同的两个试验槽40；所述试验槽40内由孔板41分隔成相互连通的拍摄监控区42和配件区43；所述拍摄监控区42中心设置排水管50；所述ccd摄像头22位于左、右两个拍摄监控区42内排水管50连线中心正上方，所述ccd摄像头22的拍摄范围覆盖左、右两个拍摄监控区42；所述ccd摄像头22与图像处理服务器连接，所述图像处理服务器为现有技术，ccd摄像头22采集的图像传至图像处理服务器，图像处理服务器对图像进行分析，区分小鱼的状态；所述孔板41上的小孔的孔径略小于小鱼的大小，避免小鱼进入配件区43。
35.作为优选，所述配件区43侧壁上部设置进水孔43.1；所述孔板41靠近隔板31的一侧下部角落设置圆孔41.1，所述配件区43外侧设置采样槽60，所述采样槽60侧壁设置采样进水管61。
36.作为优选，所述配件区43内设置增氧曝气头、加热棒及造浪泵；所述造浪泵的出水管穿过孔板41上的圆孔41.1与拍摄监控区42连通，所述增氧曝气头、加热棒及造浪泵均与电气控制设备连接，所述电气控制设备为现有技术，主要控制增氧曝气头、加热棒及造浪泵等的开启、温度设定等等，结合图像处理服务器触发警报等等，此为现有技术。
37.作为优选，所述排水管50侧壁沿轴向开设若干层水平切口51；最下方的水平切口51位于拍摄监控区42底部水面处。
38.作为优选，所述排水管50侧壁周向每层至少设置三个水平切口51。
39.作为优选，所述排水管50侧壁沿轴向还开设垂直缺口52；所述垂直缺口52内插设网板53，所述网板53另一端抵住孔板41，设置网板53用于阻挡鱼群，鱼群活跃度正常时，鱼可自由穿过网板53上的网孔，当鱼死亡时，会被水流推到网上而无法再随水流移动，从而区分活跃度低和死亡的鱼。
40.作为优选，所述拍摄监控区42下方设置出水槽70，所述排水管50下端与出水槽70连通，所述出水槽70底部设置排渣管71，所述排渣管71自由端与采样进水管61连接。
41.作为优选，所述上柜体10一面设置上柜门11，所述上柜门11上设置操作交互屏12，所述操作交互屏12与电气控制设备连接，利用操作交互屏12可设置鱼群生活的各项参数等，实现人机交互。
42.作为优选，所述下柜体20顶部、ccd摄像头22一侧设置投喂器23，ccd摄像头22和投喂器23可由支架固定。
43.作为优选，所述下柜体20一面设置下柜门21。
44.排渣管71上安装有排渣电磁阀，正常排水时，每日定时开启数秒，将固体杂质排出，从而确保试验槽40内的清洁；另一组采样电磁阀安装在采样进水管61上，当设备触发警报时，采样电磁阀打开，采样进水管将排渣管71内的水排入采样槽60内，将用以后续化验。
45.本装置工作原理：
46.将ccd摄像头22设置在两个排水管50连线中心的正上方，使ccd摄像头22的监控区域覆盖槽体10，并且在两个拍摄监控区42内的监控点数保持对称且一致(参考图7)虚线框内为ccd摄像头22监控区域，将8x7x64个感点均匀分布在两个拍摄监控区42内，排水管50为定位点，放入鱼群后便于做对比监测。
47.利用本装置进行相关实验，一个试验槽40投加药剂，另一个试验槽40不投加药剂，两个试验槽40形成对比。
48.实验说明：配件区43内加热棒控制水温恒定于25℃，增氧曝气头常开，药剂在烧杯内配置成1l浓度为1mg/l的溶液，根据单个试验槽40内可容纳5l水的比例；0.01mg/l浓度对应投放10ml溶液、0.1mg/l浓度对应投放100ml溶液，0.2mg/l浓度对应投放200ml溶液、0.5mg/l浓度对应投放500ml溶液、1mg/l浓度对应投放1l溶液，从配件区43侧壁上部的进水孔43.1投入，后补充清水至试验槽40内共计5l。
49.ccd摄像头22覆盖单个试验槽40的感应点数为4x7x64，ccd摄像头22捕捉每个区块内感应点内的鱼群的活动情况；每个周期(5秒)内当监测到被触发感应点数大于设定值后，该区块触发激活。例如：当每个区块内有4个感应点被触发(有鱼群活动)，则该区块被触发；触发的区块数对应4个通道等级，对应关系为：
50.通道等级触发区块数每个区块中感应点触发数164244324421
51.通道等级4为特殊情况，如果没有感应点被触发或者每个区块内只有1个感应点触发，则可基本认定，鱼群不动了。
52.将水体毒性也划分为4个等级，分别为：a级(水体毒性浓度<＝25％)、b级(25％<水体毒性浓度<＝50％)、c级(50％<水体毒性浓度<＝75％)和d级(75％<水体毒性浓度<＝100％)。
53.鱼群的异常状态有：异常活跃、口鼻上扬、群聚。
54.通道等级与鱼群异常状态、以及水体毒性的关系为：
55.单个周期中，统计采集到的通道等级，如果采集到一次通道等级则该组通道等级的指标数减0.5％，未采集到则加0.1％；例如单个周期内采集到1次通道等级1、1次通道等级2、未监测到通道等级3和通道等级4，则通道等级1的指标数减0.5％，通道等级2的指标数减0.5％；而通道等级3和通道等级4的指标数分别加0.1％；初始状态每个通道等级指数均为0，每个通道等级指数上限均为25％，4个通道等级累计为100％(对应于水体毒性浓度百分比)。
56.当通道等级3未检测到超过10个周期，会触发一次鱼群群聚信号，信号持续1分钟，1分钟后再检测通道等级3信号，如果检测到则消除，如果还是检测不到，则不消除。
57.当单个周期中，通道等级3未检测出信号，但通道等级4检测出，则触发一次口鼻上扬信号。
58.当通道等级1在被检测周期内被检测到的次数为90％以上(如，检测10个周期，有9个周期都检测到通道等级1)，则触发一次异常活跃信号。
59.实验结果如下：
60.1.实验用鱼：青鳉鱼(20条)
61.实验1：
62.试验对象：雌二醇。
63.a.药剂浓度：0.01mg/l。
64.试验用鱼：青鳉鱼20条。
65.试验时间：2021年4月26日—2021年4月28日。
66.鱼群活动情况记录：
[0067][0068][0069]
实验2：
[0070]
试验对象：雌二醇。
[0071]
b.药剂浓度：0.1mg/l。
[0072]
试验用鱼：青鳉鱼20条。
[0073]
试验时间：2021年4月28日—2021年4月29日。
[0074]
鱼群活动情况记录：
[0075][0076]
实验3：
[0077]
试验对象：雌二醇。
[0078]
c.药剂浓度：0.2mg/l。
[0079]
试验用鱼：青鳉鱼20条。
[0080]
试验时间：2021年5月4日—2021年5月4日。
[0081]
鱼群活动情况记录：
[0082][0083]
实验4：
[0084]
试验对象：雌二醇。
[0085]
d.药剂浓度：0.5mg/l。
[0086]
试验用鱼：青鳉鱼20条。
[0087]
试验时间：2021年5月4日—2021年5月4日。
[0088]
鱼群活动情况记录：
[0089][0090]
实验5：
[0091]
试验对象：雌二醇。
[0092]
e.药剂浓度：1mg/l
[0093]
试验用鱼：青鳉鱼20条
[0094]
试验时间：2021年5月5日—2021年5月5日。
[0095]
鱼群活动情况记录：
[0096][0097]
实验6：
[0098]
试验对象：雌二醇。
[0099]
f.药剂浓度：5mg/l。
[0100]
试验用鱼：青鳉鱼20条。
[0101]
试验时间：2021年5月5日—2021年5月5日。
[0102]
鱼群活动情况记录：
[0103][0104]
所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。