[发明专利]基于光合色素荧光的浮游植物原位在线检测装置

摘要

本发明公开一种基于光合色素荧光的浮游植物原位在线检测装置，包括LED环状光源、圆柱形水样池、荧光探测模块、微控电路模块、外壳和底盖。本发明利用不同浮游植物光合色素的荧光特性，实现了浮游植物在4种波长激发光作用下的活体荧光强度及其叶绿素荧光诱导动力学参数的测量，可以同时反映浮游植物生物量及其生理活性，适用于重点水域富营养状况的实时监测和预警。本发明采用环状光源，兼顾了光源利用率和光照均匀性，主控电路以STM32L151为核心，保证装置能在水下长期高性能地作业，具有可开合的底盖，可实现水下原位采水、克服水体环境光和水流波动的干扰从而提高原位检测的准确性。

主权项

1.一种基于光合色素荧光的浮游植物原位在线检测装置，包括LED环状光源、圆柱形水样池、荧光探测模块、微控电路模块、外壳和底盖；所述微控电路模块置于密闭箱体内，包括电源电路、MCU主控电路、恒流驱动电路、信号处理电路和通信电路，其中，MCU主控电路负责控制其余电路协同工作、处理测量数据并进行计算；恒流驱动电路接收MCU主控电路发送的脉冲控制信号，驱动所述LED环状光源产生光强可调、波长可选的激发光；信号处理电路对荧光探测模块光电转换后的电流信号进行前置放大、选频带通滤波、二级放大、整流、低通滤波以及模数转换，再将表征荧光强度的数字信号传送给MCU主控电路；MCU主控电路对测量结果进行分析处理；通信电路将MCU主控电路计算结果传给外部数据采集设备；其特征在于，所述LED环状光源包括3个环状光源带，沿圆柱形水样池轴向环绕布置在圆柱形水样池侧壁外侧，各环状光源带所在平面与圆柱形水样池底面平行，每个环状光源带都包含多组不同波长的LED灯组；所述圆柱形水样池位于所述浮游植物原位在线检测装置的底部，其侧壁设有若干个用于透过激发光的光学窗口Ⅰ，与所述LED环状光源的LED灯对应，每个光学窗口Ⅰ与相应的LED灯之间设有窄带滤光片，所述圆柱形水样池下底面开口，上底面设有用于透过荧光的光学窗口Ⅱ，上底面边缘还设有与装置外部连接的导管；所述荧光探测模块置于所述圆柱形水样池的正上方，与所述光学窗口Ⅱ相对，所述荧光探测模块包括带通滤光片、聚焦透镜和光电探测器；所述外壳为密封外壳，外壳底部开口并匹配有底盖；所述底盖包括与其配合的联动装置，所述联动装置包括电动推杆、滑块和固定杆，所述电动推杆固定在所述微控电路模块所在的箱体上并与其电连接，所述电动推杆的伸缩轴竖直向下与所述滑块螺合，所述滑块通过固定杆与底盖相连。