【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于水體抗生素光譜分析，具體涉及一種基于光譜特征的水體抗生素監測裝置及方法。
技術介紹
1、由于養殖業發展、垃圾填埋、制藥廠排放等人類活動，導致水體中抗生素含量的增加，因此，水體抗生素的測量逐漸成為全球關注的環境問題。現有水體抗生素檢測方法包括化學分析法、生物傳感器法和光譜分析法等。光譜分析法是一種常用的快速、非破壞性檢測技術，具有較高的靈敏度和廣泛的應用前景。該方法中，樣品置于光譜儀的比色皿中進行檢測，光源發出的特定波長光束穿過樣品，通過分析光的吸收或散射特性，提取光譜特征，可有效鑒別和量化水體中的抗生素。這種檢測方法簡化了操作過程，避免了復雜的化學處理，因而在抗生素監測中具有較大的應用潛力。
2、然而，現有的光譜特征檢測方法在應用中仍然存在一定的不足之處。一方面，在大多數光譜儀中，樣品檢測需要大量的人工操作，具體包括人工向比色皿中添加水樣，手動放置比色皿并調整位置，人工打開及關閉比色皿架上方的光室蓋等操作。這不僅降低了檢測效率，也使得連續、實時監測難以實現。另一方面，現有水體抗生素的測量裝置難以實現水體抗生素含量的自動化、在線監測，導致在長期環境監測中，檢測結果的及時性和準確性受到影響。因此，開發一種能夠自動化、持續性檢測水體中抗生素的監測裝置和方法具有重要的現實意義。
技術實現思路
1、本專利技術的目的就在于為了解決上述問題而提供一種基于光譜特征的水體抗生素監測裝置及方法。
2、本專利技術通過以下技術方案來實現上述目的：
3、一種
4、水樣抽取機構向其中一組比色皿中加入水樣的過程中，載有水樣的另一組比色皿在對應水樣轉運機構的作用下，進入光譜檢測機構，光譜檢測機構提取水樣光譜特征，并分析抗生素評價指標，分析結束后，水樣轉運機構將光譜檢測機構中的比色皿取出，并清除比色皿中的水樣。
5、作為本專利技術的進一步優化方案，所述水樣轉運機構包括安裝架，設于光譜檢測機構上方并固設于安裝架頂部的主軌道，分別設于主軌道兩側并與安裝架滑動連接的副軌道，用于驅動副軌道與主軌道對接或分離的軌道驅動件，與副軌道一一對應的行走部件，固設于行走部件底部的升降部件，固設于升降部件下端的翻轉組件，以及固設于翻轉組件輸出端的鎖定件，鎖定件用于連接比色皿。
6、作為本專利技術的進一步優化方案，所述光譜檢測機構包括光譜儀和上蓋調節件，以及與光譜儀相連的上位機，所述光譜儀具有光室蓋，且上蓋調節件用于調節所述光室蓋的開閉狀態。
7、作為本專利技術的進一步優化方案，所述水樣抽取機構包括分別設于安裝架兩側的兩個抽水組件，所述抽水組件包括計量泵，設于計量泵進水口的進水管，設于計量泵出水口的上水管，設于上水管一端的三通閥，以及分別設于三通閥的兩個端口的出水管和返水管。
8、作為本專利技術的進一步優化方案，所述行走部件包括吊架，轉動設于吊架頂部的滾輪，轉動設于吊架內側的驅動齒輪，以及用于使驅動齒輪旋轉的齒輪驅動件，所述主軌道和副軌道底部均設有與驅動齒輪對應的凸齒，以使驅動齒輪旋轉時，滾輪能夠在主軌道或副軌道上滾動。
9、作為本專利技術的進一步優化方案，所述軌道驅動件包括設于安裝架頂部的直線驅動件，設置在直線驅動件輸出軸上的滑臺，以及固設于滑臺一側的致動件，所述致動件用于推動吊架，以使與吊架對應的副軌道靠近或遠離主軌道。
10、作為本專利技術的進一步優化方案，該裝置還包括兩個組裝架，兩組所述比色皿分別設置在兩個組裝架內側，所述鎖定件通過鎖定組裝架與比色皿相連。
11、作為本專利技術的進一步優化方案，所述翻轉組件包括固設于升降部件底部的裝配架，以及固設于裝配架內側的第一電機，所述鎖定件包括固設于第一電機輸出端的連接架，分別轉動設于連接架兩側的兩根雙向絲桿，滑動設于連接架兩側的兩對絲母副，以及用于驅動兩根雙向絲桿旋轉的絲桿驅動件，兩對絲母副分別與兩根雙向絲桿螺紋連接，成對的絲母副相靠近的一側設有插桿，所述組裝架包括組裝板，以及與插桿一一對應的連接筒，所述比色皿固設于組裝板內側。
12、作為本專利技術的進一步優化方案，所述裝配架一側固設有外筒體，連接架一端固設有與外筒體對應的內筒體。
13、一種基于光譜特征的水體抗生素監測方法，包括以下步驟：
14、s1、通過水樣抽取機構向前一組比色皿中依次加入水樣；
15、s2、通過水樣抽取機構向后一組比色皿中依次加入水樣，期間，通過水樣轉運機構將載有水樣的前一組比色皿裝填至光譜檢測機構中，進行光譜特征的提取，并分析抗生素評價指標，分析結束后，水樣轉運機構將光譜檢測機構中的比色皿取出，并清除比色皿中的水樣；
16、s3、通過水樣抽取機構向前一組比色皿中依次加入水樣，期間，水樣轉運機構和光譜檢測機構按照步驟s2的方式，對后一組比色皿進行抗生素評價指標的分析，并清除水樣；
17、s4、按照步驟s2和步驟s3的方式，對兩組比色皿交替加入水樣，并交替進行抗生素評價指標的分析，及水樣的清除。
18、本專利技術的有益效果在于：
19、1)本專利技術通過光譜檢測機構對水體進行持續檢測，通過對水樣的光譜特征進行提取和分析，實現對水體抗生素的監測，避免了復雜的化學處理，通過水樣轉運機構和光譜檢測機構，對水樣進行抗生素評價指標的分析，兩組比色皿交替加入水樣，前一組比色皿加入水樣的過程中，后一組比色皿進行水樣分析及水樣清除，節省人工，提高監測實時性及檢測效率；
20、2)本專利技術每間隔一段時間進行一次水樣分析，相應的水樣抽取機構間歇性向比色皿中加入水樣，加入水樣時，三通閥與計量泵及出水管對應的端口打開，其余端口閉合，停止加入水樣時，三通閥與計量泵及返水管對應的端口打開，其余端口閉合，將水樣抽取機構中殘余的水體泵出，避免滯留的水體進入下一比色皿中，提高水樣分析的準確性；
21、3)本專利技術在光譜檢測機構上方設置分體式軌道，轉運樣品時，通過軌道驅動件使兩副軌道交替與主軌道進行拼接，主軌道和副軌道上設有與行走部件的驅動齒輪對應的凸齒，通過行走部件配合升降部件對成組的比色皿進行進樣位置的調節及樣品裝填，確保兩組比色皿之間不會發生相互干涉的現象，并提高對比色皿的定位精度，避免水樣從比色皿中灑出。
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1.一種基于光譜特征的水體抗生素監測裝置，包括光譜檢測機構(1)和比色皿(2)，其特征在于：所述比色皿(2)設有兩組，該裝置還包括用于交替轉運兩組比色皿(2)的水樣轉運機構(3)，所述光譜檢測機構(1)一側設有水樣抽取機構(4)，所述水樣抽取機構(4)交替向兩組比色皿(2)中加入水樣；
2.根據權利要求1所述的水體抗生素監測裝置，其特征在于：所述水樣轉運機構(3)包括安裝架(31)，設于光譜檢測機構(1)上方并固設于安裝架(31)頂部的主軌道(32)，分別設于主軌道(32)兩側并與安裝架(31)滑動連接的副軌道(33)，用于驅動副軌道(33)與主軌道(32)對接或分離的軌道驅動件(34)，與副軌道(33)一一對應的行走部件(35)，固設于行走部件(35)底部的升降部件(36)，固設于升降部件(36)下端的翻轉組件(37)，以及固設于翻轉組件(37)輸出端的鎖定件(38)，鎖定件(38)用于連接比色皿(2)。
3.根據權利要求2所述的水體抗生素監測裝置，其特征在于：所述光譜檢測機構(1)包括光譜儀(11)和上蓋調節件(12)，以及與光譜儀(11)相連的上位機
4.根據權利要求2所述的水體抗生素監測裝置，其特征在于：所述水樣抽取機構(4)包括分別設于安裝架(31)兩側的兩個抽水組件，所述抽水組件包括計量泵(41)，設于計量泵(41)進水口的進水管(42)，設于計量泵(41)出水口的上水管(43)，設于上水管(43)一端的三通閥(44)，以及分別設于三通閥(44)的兩個端口的出水管(45)和返水管(46)。
5.根據權利要求2所述的水體抗生素監測裝置，其特征在于：所述行走部件(35)包括吊架(351)，轉動設于吊架(351)頂部的滾輪(352)，轉動設于吊架(351)內側的驅動齒輪(353)，以及用于使驅動齒輪(353)旋轉的齒輪驅動件，所述主軌道(32)和副軌道(33)底部均設有與驅動齒輪(353)對應的凸齒，以使驅動齒輪(353)旋轉時，滾輪(352)能夠在主軌道(32)或副軌道(33)上滾動。
6.根據權利要求5所述的水體抗生素監測裝置，其特征在于：所述軌道驅動件(34)包括設于安裝架(31)頂部的直線驅動件(341)，設置在直線驅動件(341)輸出軸上的滑臺(342)，以及固設于滑臺(342)一側的致動件(343)，所述致動件(343)用于推動吊架(351)，以使與吊架(351)對應的副軌道(33)靠近或遠離主軌道(32)。
7.根據權利要求2所述的水體抗生素監測裝置，其特征在于：該裝置還包括兩個組裝架(5)，兩組所述比色皿(2)分別設置在兩個組裝架(5)內側，所述鎖定件(38)通過鎖定組裝架(5)與比色皿(2)相連。
8.根據權利要求7所述的水體抗生素監測裝置，其特征在于：所述翻轉組件(37)包括固設于升降部件(36)底部的裝配架(371)，以及固設于裝配架(371)內側的第一電機(372)，所述鎖定件(38)包括固設于第一電機(372)輸出端的連接架(381)，分別轉動設于連接架(381)兩側的兩根雙向絲桿(382)，滑動設于連接架(381)兩側的兩對絲母副(383)，以及用于驅動兩根雙向絲桿(382)旋轉的絲桿驅動件，兩對絲母副(383)分別與兩根雙向絲桿(382)螺紋連接，成對的絲母副(383)相靠近的一側設有插桿(384)，所述組裝架(5)包括組裝板(51)，以及與插桿(384)一一對應的連接筒(52)，所述比色皿(2)固設于組裝板(51)內側。
9.根據權利要求8所述的水體抗生素監測裝置，其特征在于：所述裝配架(371)一側固設有外筒體(373)，連接架(381)一端固設有與外筒體(373)對應的內筒體(385)。
10.一種基于光譜特征的水體抗生素監測方法，其特征在于，基于權利要求1-9中任一項所述的水體抗生素監測裝置，包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種基于光譜特征的水體抗生素監測裝置，包括光譜檢測機構(1)和比色皿(2)，其特征在于：所述比色皿(2)設有兩組，該裝置還包括用于交替轉運兩組比色皿(2)的水樣轉運機構(3)，所述光譜檢測機構(1)一側設有水樣抽取機構(4)，所述水樣抽取機構(4)交替向兩組比色皿(2)中加入水樣；
2.根據權利要求1所述的水體抗生素監測裝置，其特征在于：所述水樣轉運機構(3)包括安裝架(31)，設于光譜檢測機構(1)上方并固設于安裝架(31)頂部的主軌道(32)，分別設于主軌道(32)兩側并與安裝架(31)滑動連接的副軌道(33)，用于驅動副軌道(33)與主軌道(32)對接或分離的軌道驅動件(34)，與副軌道(33)一一對應的行走部件(35)，固設于行走部件(35)底部的升降部件(36)，固設于升降部件(36)下端的翻轉組件(37)，以及固設于翻轉組件(37)輸出端的鎖定件(38)，鎖定件(38)用于連接比色皿(2)。
3.根據權利要求2所述的水體抗生素監測裝置，其特征在于：所述光譜檢測機構(1)包括光譜儀(11)和上蓋調節件(12)，以及與光譜儀(11)相連的上位機，所述光譜儀(11)具有光室蓋，且上蓋調節件(12)用于調節所述光室蓋的開閉狀態。
4.根據權利要求2所述的水體抗生素監測裝置，其特征在于：所述水樣抽取機構(4)包括分別設于安裝架(31)兩側的兩個抽水組件，所述抽水組件包括計量泵(41)，設于計量泵(41)進水口的進水管(42)，設于計量泵(41)出水口的上水管(43)，設于上水管(43)一端的三通閥(44)，以及分別設于三通閥(44)的兩個端口的出水管(45)和返水管(46)。
5.根據權利要求2所述的水體抗生素監測裝置，其特征在于：所述行走部件(35)包括吊架(351)，轉動設于吊架(351)頂部的滾輪(352)，轉動設于吊架(351)內側的驅動齒輪(353)，以及用于使驅動齒輪(353)旋轉的齒輪驅動件，所述主軌道(...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張濤，陳求穩，王智源，高月香，
申請(專利權)人：生態環境部南京環境科學研究所，
類型：發明
國別省市：
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