一种用于环境安全性评价的长期暴露智能监测系统的制作方法

本实用新型公开了一种用于环境安全性评价的长期暴露智能监测系统，具体为环境监测技术领域。

背景技术：

由于人类活动而产生的化学污染由各种途径汇入江河湖海，绝大多数生成生活污水和造纸、采矿、印染等工业废水，这些污水中含有的有害物质在环境中的转化产物在水体中长期积累，对水生生物造成潜在的威胁，对水生生态环境系统造成破坏，鱼类毒性试验是检测工业废水污染物综合毒性的一种简单易行的方法，鱼卵在胚胎发育阶段对毒物最为敏感，并且可以为化学毒理学研究提供特殊的信息，鱼卵的胚胎发育毒性毒理学指标评价水体环境的质量越来越受到重视。为此，我们提出了一种用于环境安全性评价的长期暴露智能监测系统投入使用，以解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于环境安全性评价的长期暴露智能监测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于环境安全性评价的长期暴露智能监测系统，包括污染物浓度控制装置、图像识别装置和智能处理装置，所述污染物浓度控制装置包括水质处理器，所述水质处理器的顶部通过管道与位于其上方的污染物浓度调节池连通，所述污染物浓度调节池的顶部通过输送管与位于其右侧的饲养鱼缸连接，所述污染物浓度调节池和饲养鱼缸的底部均通过废液管与废水筒连接，所述饲养鱼缸的底端与输出管连接，所述污染物浓度控制装置的右侧还设有培养皿，且培养皿的顶部位于输出管的出口端，所述图像识别装置包括电子显微镜，且电子显微镜的顶部连接有支撑杆，所述支撑杆的顶部安装有高清摄像头，所述智能处理装置通过电缆与显示屏连接，所述智能处理装置包括图像生成模块，所述图像生成模块电性输出连接特征提取模块，所述特征提取模块电性输出连接类别判断模块。

优选的，所述饲养鱼缸由圆柱结构和圆锥结构组成，且圆柱结构和圆锥结构之间的衔接处设置有过滤网。

优选的，所述输送管、输出管以及废液管上均安装有控制阀门。

优选的，所述高清摄像头通过带宽1-6MHZ的窄带信道与图像生成模块之间通信。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本装置通过将实验室的水源通过水管进入水质处理器中，经过处理达标后将水输送到污染物浓度调节池中添加暴露物使其达到暴露浓度，然后通过软管输送至鱼缸中，通过过滤网收集鱼卵并进入培养皿，利用照相显微镜拍照后，由智能处理装置显示鱼卵中每个胚胎的情况，通过机器识别胚胎是否受精，从而判别出水体污染的情况。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型系统原理框图。

图中：1污染物浓度控制装置、2图像识别装置、3智能处理装置、31图像生成模块、32特征提取模块、33类别判断模块、4污染物浓度调节池、5输送管、6饲养鱼缸、7输出管、8水质处理器、9废水筒、10废液管、11培养皿、12支撑杆、13高清摄像头、14显示屏。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种用于环境安全性评价的长期暴露智能监测系统，包括污染物浓度控制装置1、图像识别装置2和智能处理装置3，所述污染物浓度控制装置1包括水质处理器8，水质处理器8用于调节水的温度、PH值、盐度和溶解氧的基本条件，使得水质经过处理后达到鱼类生活所需用水，所述水质处理器8的顶部通过管道与位于其上方的污染物浓度调节池4连通，所述污染物浓度调节池4的顶部通过输送管5与位于其右侧的饲养鱼缸6连接，污染物浓度调节池4用于从水质处理器8流出的水在该处加入所需的暴露物后能够达到实验所需的暴露浓度，且水质处理器8与污染物浓度调节池4之间通过管道连通，所述污染物浓度调节池4和饲养鱼缸6的底部均通过废液管10与废水筒9连接，废水筒9用于收集污染物浓度调节池4和饲养鱼缸6中换出来的水，所述饲养鱼缸6的底端与输出管7连接，所述污染物浓度控制装置1的右侧还设有培养皿11，用于收集鱼卵以及后续的只能拍照计数，且培养皿11的顶部位于输出管7的出口端，所述图像识别装置2包括电子显微镜，且电子显微镜的顶部连接有支撑杆12，所述支撑杆12的顶部安装有高清摄像头13，所述智能处理装置3通过电缆与显示屏14连接，所述智能处理装置3包括图像生成模块31，用于针对拍摄的图像生成1-2K个候选区域，所述图像生成模块31电性输出连接特征提取模块32，特征提取模块32将候选区域送入每一类的SVW分类器中，所述特征提取模块32电性输出连接类别判断模块33，用于判断分类器中的候选区域是否属于该类。

其中，所述饲养鱼缸6由圆柱结构和圆锥结构组成，且圆柱结构和圆锥结构之间的衔接处设置有过滤网，过滤网的尺寸与鱼卵的尺寸接近，能够有效的隔离鱼和鱼卵，便于收集鱼卵和换水，所述输送管5、输出管7以及废液管10上均安装有控制阀门，所述高清摄像头13通过带宽1-6MHZ的窄带信道与图像生成模块31之间通信。

工作原理：通过水质处理器8调节水质的温度、PH值、盐度以及溶解氧，使得水质经过处理后达到鱼类所需的水质要求，污染物浓度调节池4用于水质处理器8处理后的水经过该处时，加入所需的暴露物，使其达到实验所需的暴露浓度，饲养鱼缸6在圆柱结构和圆锥结构的衔接处设置过滤网，过滤网的尺寸与鱼卵的尺寸接近，能够有效的隔离鱼和鱼卵，便于收集鱼卵和换水，培养皿11用于收集鱼卵，以及后续的智能拍照计数，废水筒9收集收集污染物浓度调节池4和饲养鱼缸6中换出来的水，具体的，实验室的自来水源通过进水管进入水质处理器8，经过水质处理器8调节水质温度、PH值、盐度以及溶解氧一系列处理达标后将水输送到污染物浓度调节池4中，添加暴露物使其达到暴露浓度，然后通过软管输送到饲养鱼缸6中，当达到预定的水位便停止输送，当要换水时，将饲养鱼缸6和废水筒9的废液管10上的控制阀门开关打开，当水位下降到预定水位(提前计算换水量并将其在饲养鱼缸6周围做好标记)把控制阀门开关关上，紧接着把污染物浓度调节池4中的液体补充到饲养鱼缸6中，达到预定水位停止输送。当要收集鱼卵时，把水位降到合适高度(可事先预实验确定)，然后打开饲养鱼缸6下方的输出管7上的控制阀门，让鱼卵在流体带动下以合适速度(因为事先调好了水位高度)进入培养皿11，达到收集目的。接下来，将含有鱼卵的培养皿11放到图像识别装置2的载物台上，通过高清摄像头13进行拍照，将所得的照片传输给右边的智能处理装置3，然后处理系统进行一系列的判断，并显示每一个胚胎的情况，智能处理装置3系统采用人工智能图像识别技术，采用RCNN算法，利用图像生成模块31将拍摄的图像生成1-2K个候选区域(采用selective search方法)，特征提取模块32对于每个候选区域使用深度卷积网络提取特征值，类别判断模块33将特征送入每一类的SVM分类器，判别是否属于该类，前期，可拍摄大量的斑马鱼胚胎给计算机进行有监督的机器学习。给机器一张胚胎的照片，机器就能自动识别出胚胎的状况。继续增加训练集，获得更多的毒理指标。现在机器已经可以识别，胚胎是否受精。最后，将这些数据上传到计算机，进行智能处理，分析胚胎的各项指标，将暴露组和控制组进行对比，并且在胚胎质量出现异常的时候进行提醒。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。