一种大气中花粉的在线监测系统的制作方法

文档序号:9630337阅读:1103来源:国知局
一种大气中花粉的在线监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及大气中花粉的监测技术,尤其涉及一种大气中花粉的在线监测系统。
【背景技术】
[0002]花粉污染是大气污染的一个重要方面。花粉污染可引起花粉过敏性反应,它是一切过敏性反应中最常见和最重要的一种,可诱发季节性过敏性鼻炎、哮喘和皮炎等。花粉过敏患者的症状严重程度与花粉类别、浓度具有相关性。因此,开展花粉污染的研究工作,分析大气中花粉的种类、浓度、季节变化和空间分布,对于临床诊治过敏性反应疾病具有重要意义。进行花粉监测并向公众提供花粉报告可以加深公众对过敏性反应疾病的了解,提醒患者采取预防措施。
[0003]目前花粉种类的鉴别大多采取形态学鉴别方法。一般使用离线方式采集花粉,制备花粉样品供显微镜分析。通过鉴别花粉的形态特征确定其类别,一般可鉴定到属分类单位,仅少数情形下能鉴定到种。花粉的浓度调查方法主要有自然沉降法和空气容量采样法。自然沉降法是靠花粉本身的重量从空气中飘落到涂有黏附剂平放的载玻片上,测得的是单位面积的花粉浓度。空气容量采样法是采用压缩、抽气、撞击或过滤等方式采集花粉样品,得到的是单位时间单位体积的花粉种类和浓度。两种不同采样方法计数的大气中花粉总浓度和各种属花粉数浓度间存在显著差异。一般地,空气容量采样法采集花粉数浓度远大于沉降法。沉降法花粉采样受气象因素影响较大。通常空气容量采样法能较真实地反映空气中气传花粉的种类和浓度,并且国际上通用的花粉浓度是单位时间单位体积的花粉量,因此采用空气容量采样法有利于同国际同类监测进行比对。
[0004]国际上应用较多的空气容量采样器主要有Rotorod采样器、Hirst采样器、Burkard采样器等。Rotorod采样器是使用透明的有机玻璃黏附棒机械旋转采集花粉样品,将玻璃棒直接染色后置于显微镜下观察。Hirst采样器是从裂缝中将空气吸入,在裂缝的迎风面设置一张载玻片,并以一定的速度移动采集花粉样品。Burkard采样器是在等长转轴两端固定2个采样基条,以恒定的旋转速度使采样基条相对空气运动,利用固体惯性撞击的原理,采样基条迎风面将空气中的花粉粘在其表面采集花粉。这些方法采集后的花粉样品可置于显微镜下进行观察检测,是一种离线监测方式。由于显微镜检测需要耗费大量人力及时间,目前国外一些地区已开始使用图像采集系统进行花粉的鉴别和计数。将采集制样好的花粉样品置于显微镜下,使用图像捕集系统采集花粉图像并利用图像分析软件鉴别花粉种属,进行分类统计。这种方法可以提高花粉鉴别的效率,但仍是一种离线方法。
[0005]综上所述,现有的花粉监测分析系统存在着一些问题,如采样分析系统在采样、制样过程可能造成样品损失;浪费人力和时间,效率低;无法实现在线采集和实时分析花粉样品,不能实时反映大气中花粉浓度分布特征等。

【发明内容】

[0006]为了克服上述现有技术的不足,本发明提供一种大气中花粉的在线监视系统,该花粉在线监视系统能在线采集花粉样品,并实时采集花粉样品图像,利用图像分析软件分析样品图像信息,并根据花粉图库信息识别花粉的类别,统计各类别花粉数量。
[0007]本发明提供的技术方案是:
[0008]一种大气中花粉的在线监测系统,所述在线监测系统至少包括撞击式采样器、光学显微镜、采样膜带、传送转轴、气动控制阀、CCD相机、采样栗和工控机;其中,撞击式采样器连接大气环境,采样栗由撞击式采样器的采样外管处抽气,采集大气中花粉颗粒物于所述采样膜带上;样品采集完成后,所述工控机通过控制气动控制阀轻微抬升撞击式采样器,同时控制传送转轴传送所述采样膜带,将所述采样膜带含花粉颗粒物处传送至所述光学显微镜的下方,用于观察分析;所述CCD相机与所述工控机连接,用于采集花粉样品图像信息并传输至计算机进行图像分析,进而判定花粉种类及数量。
[0009]本发明实施例中,上述大气花粉在线监视系统包括采样筛网1,撞击式采样器2,垫片3,气动控制阀4,采样膜带5,传送转轴6,光学显微镜7,(XD相机8,工控机9,以及采样栗10 ;其中,撞击式采样器2由采样内管2-1、采样外管2-2、撞击式采样头2-3和采样支管2-4组成,采样内管2-1套入采样外管2-2内,由0圈2-5密封,0圈2_5为20X2橡胶圈。采样内管2-1为Φ 16X3的不锈钢管,通过M10螺纹与撞击式采样头2-3连接。撞击式采样头2-3上端为Φ 16 X 3的不锈钢管,下端为渐缩口,收缩角为44°,孔口直径为2mm。采样外管2-2为Φ 46X3的不锈钢管。采样支管2-4为Φ 14X2的不锈钢管。
[0010]本发明实施例中,上述大气中花粉的在线监测系统中,撞击式采样器2的前端连接筛网1 ;气动控制阀4置于撞击式采样器2的上方;工控机9分别连接气动控制阀、传送转轴6和CCD相机8 ;撞击式采样器2的采样外管2-2通过连接管与采样栗10连接;垫片3置于撞击式采样器2的下方、采样膜带的上方,保证撞击式采样器2下压采样时能与采样膜带5密封完全,使其能够正常采样;采样膜带5通过传送转轴6置于光学显微镜7的物镜的下方和垫片3的下方,通过传送转轴6控制传送的;CCD相机8置于光学显微镜7的上方;撞击式米样器2和下方的垫片3可置于光学显微镜7和米样栗10之间。
[0011]本发明实施例中,采样栗10为真空栗。采样膜带5为透明PVC膜。气动控制阀4和旋转传送轴6由工控机9同时控制。
[0012]上述大气中花粉的在线监测系统中,撞击式采样器2前端接上筛网1,以滤去粗大杂质等。采样膜带5由工控机9控制传送转轴6的转动来输送:上述大气花粉在线监视系统工作时,在采集样品阶段,大气样品通过采样筛网1阻截200 μπι以上杂质进入系统,撞击式采样器2撞击捕集2.5 μm以上花粉颗粒于采样膜带5上。采样时,气动阀4控制撞击式采样器2与垫片3压紧,保证采样栗10正常采样,工控机9控制气动控制阀4下压使得撞击式采样器2与采样膜带5密封完好,旋转传送轴6不动;采样栗10由撞击式采样器2的采样外管处抽气,花粉颗粒物则撞击捕集于采样膜带5上;采集完样品后,通过工控机9控制气动控制阀4略微抬升撞击式采样器2,同时控制旋转传送轴6旋转传送采样膜带5,将采样膜带5所含样品处传送至光学显微镜7的物镜下方供观测分析研究;由此完成一个周期的采样及样品分析工作,如此循环采样分析样品。传送转轴6包括两个转轴,左边是主动转轴,右边是从动转轴,右边转轴上安装崭新的采样膜带,左边转轴则把收集并观察过含花粉样品的膜带卷起,所以,采样膜带5是从右边的从动转轴被传送到左边的主动转轴后重新卷起;由此实现花粉的在线采集和实时分析工作。即旋转传送转轴6输送含有样品的采样膜带5处于光学显微镜7下方时可进行观察分析。CCD相机8采集样品图像信息,传送至工控机9储存并处理图像信息。
[0013]与现有技术相比,本发明的有益效果是:
[0014]本发明提供一种大气花粉在线监视系统,至少包括撞击式采样器、光学显微镜、采样膜带、传送转轴、CCD相机、采样栗以及工控机;其中,撞击式采样器连接大气环境,采集大气中花粉颗粒物于所述采样膜带上;采集一定时间后工控机控制传送转轴将所述采样膜带含花粉颗粒物处传送至所述显微镜下方供显微镜观察;CCD相机采集样品图像信息,并传输至计算机供图像分析软件处理分析,进而判定花粉种类及数量。
[0015]采用本发明技术方案,能够在线采集花粉样品,并实时采集花粉样品图像,利用图像分析软件分析样品图像信息,并根据花粉图库信息识别花粉的类别,统计各类别花粉数量;系统具有以下优点:
[0016]—、本发明采用自动在线采集分析花粉样品,能减少样品损耗,实时监视分析大气中的花粉种类及数量,大量减少了人力和时间的损耗;
[0017]二、本发明采用撞击式花
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