一種快速微藻光譜測定儀制造技術

本發明專利技術公開了一種快速微藻光譜測定儀，是一種可以快速測定微藻吸收光譜的裝置。由光源，濾光片，前狹縫，檢測池，后狹縫，分光鏡，檢測器，自動取樣裝置等組成。可以在微藻培養過程中，在線連續采集近紅外（約900nm）至近紫外（約350nm）的微藻吸收光譜數據，也可以取樣后離線采集。本裝置即可作為微藻生理狀態評估使用，也可與控制系統偶聯，作為自控系統的數據源。

【技術實現步驟摘要】
一種快速微藻光譜測定儀
本專利技術涉及一種快速微藻光譜測定儀，本裝置可用于微藻培養過程的檢測及分析，作為微藻培養的輔助工具。
技術介紹
目前的光譜測定或分析儀器大多價格昂貴且結構復雜，并且儀器設計的使用范圍不適用于微藻培養的連續監測。現在的微藻培養中需要一種可以連續監測，成本低廉，結構小巧緊湊，可以客戶自由定制，以滿足微藻培養過程監控的需要。
技術實現思路
本專利技術涉及一種快速微藻光譜測定儀。一種快速微藻光譜測定儀，其包括光源、濾光片、前狹縫、檢測池、后狹縫、分光鏡、檢測器。檢測池為中空的方形或圓柱形腔體，腔體側壁面上設有二個相對應的透光窗口，透光窗口處設有窗口片，窗口片采用玻璃、石英或透光性好的塑料制成；于檢測池的側壁面上設有進樣口和出樣口；前狹縫和后狹縫分別為一中部設有條狀縫隙的平板；光源發出的連續光譜通過濾光鏡后作為檢測光，檢測光通過前狹縫到達檢測池，檢測光透過檢測池中的對照樣或待測樣品后的透射光通過后狹縫射入分光鏡，經過分光鏡后待檢光被分成按照波長排列的光帶，光帶投射到檢測器上，得到被測樣品的光譜。分光鏡是一種根據光柵分光原理制成的分光裝置，可以將入射光分解成按波長連續分布的光帶。光源可選擇各種可產生連續光譜的光源，可為鹵素燈或LED，其光強可通過光源的控制電路調節。濾光片跟據不同的光源選擇不同濾光組成比的濾光片，使得透過濾光片的光的光譜峰更加平緩，有利于數據采集的準確性；檢測器是一種由線性圖像傳感器或面狀圖像傳感器作為感光元件，并輔以驅動及數據轉換電路的裝置；可以將通過分光鏡后產生的光譜光帶的信息采集并傳送給控制裝置或計算機。所述前狹縫和后狹縫分別是在不透光的硬質薄板上設有一條狹縫構成，狹縫的寬度可以是1mm~5mm不同規格，可以根據不同的微藻樣品或不同的光源進行選擇。于所述前狹縫和/或后狹縫平板的一側設有擋板，擋板上設有頂角為銳角的三角形縫隙或寬度為階梯狀的長條狀縫隙，擋板上的縫隙的高度方向與前狹縫和/或后狹縫平板上縫隙的長度方向互相垂直，通過調節擋板上縫隙與狹縫和/或后狹縫平板上縫隙于光路上的相對位置，改變透過光線的強度，達到調節射入檢測池光強的目的。所述檢測池進樣口與一檢測池進樣管相連；檢測池出樣口與一自動采樣裝置通過檢測池與自動采樣裝置連接管相連。自動取樣裝置是一種通過改變內部容積從而可以通過與檢測池連通的管道將樣品吸入檢測池或排出檢測池，并可以在用戶設定的程序控制下自動采樣或清洗檢測池。所述自動采樣裝置為自動采樣器。本專利技術可以在微藻培養過程中，在線連續采集近紅外（約900nm）至近紫外（約350nm）的微藻吸收光譜數據，也可以取樣后離線采集。本裝置即可作為微藻生理狀態評估使用，也可與控制系統偶聯，作為自控系統的數據源。為了可以在微藻培養過程中連續監測微藻的光譜信息、結構簡單、體積小巧，價格便宜且可自由定制參數，本專利采用小型分光鏡替代復雜的光路系統，用LED或小型鹵素燈或作為光源，小型圖像傳感器作為信號采集傳感器，做到小型化，結構簡單實用，價格低，可通過調節分光鏡和傳感器位置關系調整光譜監測范圍，可通過控制光源強度、狹縫寬度或傳感器靈敏度適應不同濃度的樣品。附圖說明下面是結合附圖對本專利進行進一步說明。圖1是本專利的結構示意圖；圖中1.光源，2.濾光鏡，3.前狹縫，4.檢測池，5.后狹縫，6.分光鏡，7.檢測器，8.自動采樣裝置，9.檢測池進樣管，10.檢測池與自動采樣裝置連接管。圖2中對金藻和四爿藻進行了光譜吸收測定圖；圖3中對30萬、50萬、100萬、150萬、200萬的四爿藻進行光譜測定圖；圖4中對兩種微藻（金藻與四爿藻）混合培養過程的光譜測定圖。具體實施方式在圖1中，光源1發出的連續光譜通過濾光鏡2使光譜變的更加平緩適合作為檢測光，經過濾光片的光通過前狹縫3到達檢測池4，透過檢測池中的對照或樣品后的透射光通過后狹縫5射入分光鏡6經過分光鏡后待檢光被分成按照波長排列的光帶，光帶投射到檢測器7上，得到被測樣品的光譜。自動采樣裝置8在控制器或計算機的控制下按照用戶設定的采樣程序自動完成采樣，清洗檢測池等動作。光源1及傳感器7也可以在控制器或計算機的控制下調整光強或變化靈敏度。光源1采用歐司朗12V20W鹵素燈，濾光鏡2為藍色濾光片紅反射50%綠反射50%，前狹縫3為長度30mm寬度為20mm的1mm鋁板在其中間設有寬度為2mm長度為5mm的縫隙，檢測池4為由玻璃制成的圓柱形腔體，上端設有出樣口，下端設有進樣口，后狹縫5為長度30mm寬度為20mm的1mm鋁板在其中間設有寬度為2mm長度為5mm的縫隙，分光鏡6為采用600線對/mm透射光柵為主要分光元件制成的分光鏡，檢測器7為以東芝TCD1208線陣CCD傳感器作為感光元件并輔以輔助電路制成，自動采樣裝置8為NIDEC00H220H12微型隔膜泵并輔以控制電路制成。實施例1：對不同種類的微藻進行鑒別。圖2中對金藻和四爿藻進行了光譜吸收測定（圖a），并根據光譜吸收曲線計算出不同的微藻在不同波長處的吸收比率（圖b）。可以根據譜圖的差異進行微藻種類的鑒別。圖2中可以看到在450~580nm及700~750nm有明顯的吸收差異，因此可以通過不同的微藻在不同位置的特征吸收用來鑒別微藻的種類。實施例2：對微藻不同濃度下的光譜吸收，并得到藻密度。圖3中對30萬、50萬、100萬、150萬、200萬的四爿藻進行光譜測定（圖a），并根據光譜曲線計算出四爿藻不同濃度下的不同波長的吸收率（圖b），選取680nm計算-log（A%）并與藻濃度得到線性曲線，在連續監測或離線測定時可以回算藻濃度。圖3中選取680nm計算-log（A%）并與藻濃度得到線性曲線圖c可以看出分別取藻密度為30萬、50萬、100萬、150萬、200萬的四爿藻測定光譜吸收曲線后取680nm的透過率A%計算-log（A%）并以藻密度為橫坐標，-log（A%）為縱坐標作圖并計算其線性回歸曲線，R2值為0.9926，對于一般微藻生長監測使用可以達到要求。因此本測定儀可以用于微藻培養過程的監測。實施例3：在微藻連續培養過程中對培養過程變化的監測。圖4中對兩種微藻（金藻與四爿藻）混合培養的過程進行了監測。測定了70小時培養過程中的光譜曲線（圖a），并計算了不同培養階段不同對不同波長的吸收率（圖b）。本實施例中金藻與四爿藻混合培養比例為（金藻：四爿藻=200萬：50萬），隨著培養時間的延長，四爿藻與金藻的濃度都在逐漸增加，但是四爿藻增長比例較快，到結束時的比例為（金藻：四爿藻=420萬：250萬）。在圖a中隨著微藻濃度的增加光譜透過強度逐漸減弱，從而亮度越來越暗，并且隨著兩種微藻比例的變化，明暗區域也發生了變化，并且在圖b中480nm~580nm及700~750nm的位置更加明顯。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種快速微藻光譜測定儀，其特征在于：其包括光源、濾光片、前狹縫、檢測池、后狹縫、分光鏡、檢測器；檢測池為中空的方形或圓柱形腔體，腔體側壁面上設有二個相對應的透光窗口，透光窗口處設有窗口片，窗口片采用玻璃、石英或透光性好的塑料制成；于檢測池的側壁面上設有進樣口和出樣口；前狹縫和后狹縫分別為一中部設有條狀縫隙的平板；光源（1）發出的連續光譜通過濾光鏡（2）后作為檢測光，檢測光通過前狹縫（3）到達檢測池（4），檢測光透過檢測池中的對照樣或待測樣品后的透射光通過后狹縫（5）射入分光鏡（6），經過分光鏡后待檢光被分成按照波長排列的光帶，光帶投射到檢測器（7）上，得到被測樣品的光譜。

【技術特征摘要】
1.一種快速微藻光譜測定儀，其特征在于：其包括光源、濾光鏡、前狹縫、檢測池、后狹縫、分光鏡和檢測器；檢測池為中空的方形或圓柱形腔體，腔體側壁面上設有二個相對應的透光窗口，透光窗口處設有窗口片，窗口片采用玻璃或石英；于檢測池的側壁面上設有進樣口和出樣口；前狹縫和后狹縫分別為一中部設有條狀縫隙的平板；光源(1)為各種可產生連續光譜的光源，光源(1)發出的連續光譜通過濾光鏡(2)后作為檢測光，檢測光通過前狹縫(3)到達檢測池(4)，檢測光透過檢測池中的對照樣或待測樣品后的透射光通過后狹縫(5)射入分光鏡(6)，經過分光鏡后待檢光被分成按照波長排列的光帶，光帶投射到檢測器(7)上，得到被測樣品的光譜。2.根據權利要求1所述測定儀，其特征在于：分光鏡是一種根據光柵分光原理制成的分光裝置，將入射光分解成按波長連續分布的光帶。3.根據權利要求1所述測定儀，其特征在于：光源為各種可產生連續光譜的光源，其光強可通過光源的控制電路調節。4.根據權利要求1所述測定儀，其特征在于：濾光鏡根據不同的光源選擇不同濾光組成比的濾光鏡，使得透過濾光鏡的光的光譜峰更加平緩，有利于數據采集的準確性...

【專利技術屬性】
技術研發人員：薛松，褚亞東，曹旭鵬，
申請(專利權)人：中國科學院大連化學物理研究所，
類型：發明
國別省市：遼寧;21