浸入式鱼类游泳行为水质毒性污染监测器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及到一种饮用水源毒性污染监测设备，特别涉及浸入式鱼类游泳行为水质毒性污染监测器。
【背景技术】
[0002]目前饮用水源的安全问题受到高度关注，监测水源水质主要采用化学方法和物理方法。这些传统方法，监测时耗时长，成本费用高，而且难以检测某些不明毒物污染，更主要的问题是不能对水质进行连续实时监测，不利于对水质的连续监控，因此采用生物方法监测水质日益受到重视。
[0003]目前实际应用的生物水质传感器主要是基于发光菌法的水质毒检测性仪。这种设备性能较为可靠，但购置成本和使用成本较高，难以在村镇饮用水源水质监测中推广应用。现有的基于鱼类游泳行为的水质监测设备有两种类型，一种是采用视觉传感器(即摄像方式)捕获鱼类游泳异常行为，其图像处理和识别较为复杂，而且在光线不足时，影响检测效果。另种是采用发光二极管发光，光敏二极管受光，根据鱼类遮光频率异常判断水质，不足之处是实验舱结构和采用水平发光方向不够科学(自然光线多垂直向下)，不利于有效捕获鱼类游泳异常行为。
[0004]鉴于上述问题，有必要提出一种结构简单，成本低廉，且能有效捕获鱼类游泳异常行为的水质毒性污染监测器。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的就在于解决上述缺陷，研制浸入式鱼类游泳行为水质毒性污染监测器。
[0006]本实用新型的技术方案是:
[0007]浸入式鱼类游泳行为水质毒性污染监测器，其主要技术特征在于上部仪器舱密封，其内底部设置光发射电路板，中部试验舱上方敞开，下方封闭，其侧面设置通水孔，下部仪器舱密封，其内设置光接收电路板，输出接RC微分电路，再接单片机。
[0008]所述上部仪器舱内光发射电路板中包含多个发光二极管，下部仪器舱内光接收电路板包含对应数量的光敏二极管，发光二级管、光敏二极管相向针对着。
[0009]所述下部仪器舱内光接收电路板中各个光敏二极管的输出信号并联，接RC微分电路。
[0010]所述上部仪器舱内的光发射电路板中的发光二极管为LED。
[0011]所述中部试验舱上、下各设置一道遮光筛板。
[0012]所述上部仪器舱的底板上、下部仪器舱的顶板上分别设置多个小孔，将同数量的发光二级管、光敏二极管分别置于其中。
[0013]所述中部试验舱的上遮光筛板、下遮光筛板上分别设置多个遮光筛板小孔，分别直接针对着发光二级管、光敏二极管，数量与之相同。
[0014]本实用新型整体浸入水中，采用装配式三明治结构，以便于制造和维护；中部试验舱采用浅圆桶形结构，这种设计使鱼游动自如，也能适应浑浊水体；光束向下发射，接近自然光照射方向，符合鱼的生理习惯；所采用的RC微分电路可以简化整形电路和单片机软硬件。
[0015]本实用新型利用鱼类游泳异常行为对饮用水源毒性污染进行实时监测，能对饮用水源作广谱的、日常的预防性毒性污染监测，及时发现饮用水源突发性毒性污染(如有毒化学品泄漏、农药渗流、人为投毒等)。利用鱼类游泳异常行为对饮用水源毒性污染进行实时监测属于污染监测的生物方法，是水环境实时监测领域的热点和难点问题。随着光栅栏法和计算机图像信号处理技术的成熟，已具备采用光学方法监测鱼类游泳异常行为的条件。
【附图说明】
[0016]图1 本实用新型结构原理不意图。
[0017]图2—一本实用新型的上部仪器舱底面(或下部仪器舱顶面)示意图。
[0018]图3 本实用新型的遮光筛板不意图。
[0019]图4一一本实用新型的上部仪器舱(或下部仪器舱)密封盖示意图。
[0020]图中各标号表示对应的部件名称如下:
[0021]上部仪器舱1、中部试验舱2、下部仪器舱3、密封圈4、上密封盖5、螺栓6、光发射电路板7、发光二级管8、小孔9、遮光筛板10、遮光筛板小孔11、通水小孔12、光敏二极管13、光接受电路板14、下密封盖15、止水胶圈孔口 16。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
[0023]如图1、2、3、4 所示:
[0024]本实用新型包括上部仪器舱1、中部试验舱2、下部仪器舱3三大部分。上部仪器舱I为圆桶形结构，材质为塑料，上密封盖5内有(橡胶)密封圈4，密封圈4嵌入在上部仪器舱密封盖5内，密封圈4四周有数个螺栓孔，用螺栓固定上密封盖5、密封圈4和上部仪器舱I的桶身；上部仪器舱I内底部装有光发射电路板7，光发射电路板7包括了多个高亮度的发光二极管8，向下通过小孔9发射光束，数个限流电阻都分别与发光二极管8串联，由直流电流供电。
[0025]中部试验舱2采用浅圆桶形结构，材质为透明塑料(有机玻璃)，上方敞开，下方封闭；中部试验舱2侧面开设一定数量通水小孔12，可与外部相连通；在中部试验舱2上、下各设置两道遮光筛板10，上(面的)遮光筛板10可提高光束的方向性，下(面的)遮光筛板10可防止其他光线的干扰。
[0026]下部仪器舱3为圆桶形结构，材质为塑料，上部装有光接受电路板14，装有与上部仪器舱I数量相同的光敏二极管13，直接针对着上部仪器舱I中的光发射电路板7中的发光二极管8，以接受其光，每个光敏二极管14接有RC微分电路，各个光敏二极管14的输出信号并联，接RC微分电路，整形后的脉冲信号接入单片机；下密封盖15将下部仪器舱3底部封闭，结构与上密封盖5相同。
[0027]将上密封盖5盖在上部仪器舱I上部，用螺栓6将两者固定；在中部仪器舱2内饲养数条国际标准推荐的斑马鱼，上部仪器舱1、中部试验舱2及遮光筛板10通过螺栓6进行固定连接；中部试验舱2，遮光筛板10和下部仪器舱3通过螺栓6进行固定连接；将下密封盖15盖住下部仪器舱3底部，两者用螺栓6固定。
[0028]上部仪器舱I的底板上、下部仪器舱3的顶板上分别设置多个小孔9，将同数量的发光二级管8、光敏二极管13分别置于其中，相向针对；在中部试验舱2的上遮光筛板10、下遮光筛板10分别设置多个遮光筛板小孔11，分别直接针对着发光二级管8、光敏二极管13，数量与之相同。
[0029]本实用新型应用过程说明:
[0030]安装好本实用新型后，通过支架或浮体将其垂直浸入需要检测的水中。水面要淹没中部实验舱2和下部仪器舱3，上部仪器舱I可部分浮出水面。电缆线通过止水胶圈的孔口 16引出。中部仪器舱2通过通水小孔12与外部相交换水。上部仪器舱I内的光发射电路板7中的发光二极管8向下发射光束，通过中部实验舱2至下部仪器舱3内的光敏二级管13接收光束。在中部实验舱2内的斑马鱼会干扰光束，当鱼遮挡光束时，在下部仪器舱3内光敏二极管输出高电平，不遮挡光束时，输出低电平，这样鱼游动时就有信号输出。下部仪器舱3内的光敏二极管13的输出信号并联，接运算放大器组成的整形电路，整形后的脉冲信号接入单片机。单片机内有数个定时器/计数器，它们可以作为计数器使用。当光栅栏输出的脉冲信号从“I”负跳到“O”时，计数器加1，设定计数周期。根据初步试验结果，饮用水源无毒性污染时，在一定时间内一定数量的斑马鱼的遮光总数在一定范围内，超出这个范围意味着水体可能有毒性污染，这时测控单片机会发出报警信号。监测数据结果可通过有线或无线通讯方式传输到监测室计算机或其他类型通讯终端。
【主权项】
1.浸入式鱼类游泳行为水质毒性污染监测器，其特征在于上部仪器舱密封，其内底部设置光发射电路板，中部试验舱上方敞开，下方封闭，其侧面设置通水孔，下部仪器舱密封，其内设置光接收电路板，输出接RC微分电路，再接单片机。
2.根据权利要求1所述的浸入式鱼类游泳行为水质毒性污染监测器，其特征在于上部仪器舱内光发射电路板中包含多个发光二极管，下部仪器舱内光接收电路板包含对应数量的光敏二极管，发光二级管、光敏二极管相向针对着。
3.根据权利要求1所述的浸入式鱼类游泳行为水质毒性污染监测器，其特征在于下部仪器舱内光接收电路板中各个光敏二极管的输出信号并联，接RC微分电路。
4.根据权利要求1所述的浸入式鱼类游泳行为水质毒性污染监测器，其特征在于上部仪器舱内的光发射电路板中的发光二极管为LED。
5.根据权利要求1所述的浸入式鱼类游泳行为水质毒性污染监测器，其特征在于在中部试验舱上、下各设置一道遮光筛板。
6.根据权利要求1或2所述的浸入式鱼类游泳行为水质毒性污染监测器，其特征在于在上部仪器舱的底板上、下部仪器舱的顶板上分别设置多个小孔，将同数量的发光二级管、光敏二极管分别置于其中。
7.根据权利要求5所述的浸入式鱼类游泳行为水质毒性污染监测器，其特征在于在中部试验舱的上遮光筛板、下遮光筛板上分别设置多个遮光筛板小孔，分别直接针对着发光二级管、光敏二极管，数量与之相同。
【专利摘要】本实用新型涉及浸入式鱼类游泳行为水质毒性污染监测器。本实用新型上部仪器舱密封，其内底部设置光发射电路板，中部试验舱上方敞开，下方封闭，其侧面设置通水孔，下部仪器舱密封，其内设置光接收电路板，输出接RC微分电路，再接单片机。本实用新型克服了过去购置成本和使用成本较高，难以在村镇饮用水源水质监测中推广应用的缺陷。本实用新型能对饮用水源作广谱的、日常的预防性毒性污染监测，及时发现饮用水源突发性毒性污染。
【IPC分类】G01N21-17
【公开号】CN204302175
【申请号】CN201420441371
【发明人】杨小令, 蔡守华, 张国华, 刘洋
【申请人】扬州大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年8月6日