CN102305781A - 一种船舶生活污水检测装置 - Google Patents

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张洪朋
李冬青
孙野青
黄文�
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Abstract

本发明公开了一种船舶生活污水检测装置，包括：供含有荧光染色细菌的样本溶液流过的微流控芯片，微流控芯片包括一透光材质形成的微流道；向微流道发出激光，接收细菌被激光激发后产生的荧光的荧光检测单元；将荧光检测单元接收到的荧光转换成电信号后进行放大处理的信号处理单元；对信号处理单元转换后的电信号进行计数并显示的显示单元。应用本发明提供的船舶生活污水检测装置可以实现对船舶生活污水的自动检测，避免了现有通过人工进行目测计数，耗时长、误差大的问题，且操作简单、精度高，在海事量化执法过程中，具有重要的社会意义和经济价值。

Description

一种船舶生活污水检测装置
技术领域
本发明属于船舶污水检测技术领域，尤其涉及一种船舶生活污水检测装置。
背景技术
船舶生活污水是指来自于船上人员的日常生活排水，其水体中含有的大量致病菌给港口国的环境安全带来了严重威胁，其引起的环境污染问题，正逐步受到世界各国的重视。
因此，国际海事组织在1976年通过的MEPC.2(V1)决议并于2006年修订，对污水中的大肠杆菌等进行了严格的规定，例如，大肠菌群几何平均值要求小于100个/100ml等。
现有技术提供的船舶生活污水检测方式是将采集到的水体进行培养基培养，并在显微镜下观察，通过人工进行目测计数，其耗时长、误差大，无法在实际中广泛应用。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种船舶生活污水检测装置，以解决现有技术提供的船舶生活污水检测方式是将采集到的水体进行培养基培养，并在显微镜下观察，通过人工进行目测计数，耗时长、误差大的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种船舶生活污水检测装置，所述装置包括：
供含有荧光染色细菌的样本溶液流过的微流控芯片，所述微流控芯片包括一透光材质形成的微流道；
向所述微流道发出激光，并接收所述样本溶液中细菌被所述激光激发后产生的荧光的荧光检测单元；
将所述荧光检测单元接收到的荧光转换成电信号并对转换后的电信号进行放大处理的信号处理单元；
连接所述信号处理单元、对所述信号处理单元转换后的电信号进行计数并显示的显示单元。
上述船舶生活污水检测装置中，所述微流道可以是由聚二甲基氧硅烷或聚甲基丙烯酸甲酯制成的微流道。
上述船舶生活污水检测装置中，所述微流道沿入口-出口的方向进一步可以包括入口流道、收缩流道以及出口流道；所述入口流道的内径和所述出口流道的内径均大于所述收缩流道的内径。
上述船舶生活污水检测装置中，所述微流控芯片还可以包括：
置于所述出口流道端、驱动所述样本溶液在所述微流道中流动的动力单元。
上述船舶生活污水检测装置中，所述荧光检测单元可以包括：
发出激光的激光器；
第一滤光片，用于滤除所述激光器发出的所述激光中的杂散光；
二向色镜，用于反射经所述第一滤光片滤光后的激光；
第一聚集透镜，用于将所述二向色镜反射的激光聚集于所述收缩流道，并将所述收缩流道发出的所述荧光聚集于所述二向色镜；
第二滤光片，用于滤除经所述二向色镜透射的所述荧光中的激光干扰；
第二聚集透镜，用于将所述第二滤光片滤光后的所述荧光聚集于所述信号处理单元。
上述船舶生活污水检测装置中，所述信号处理单元可以包括：
转换模块，用于将所述第二聚集透镜聚集的所述荧光转换为电信号；
信号放大模块，用于将所述转换模块转换后的所述电信号进行放大处理；
计数模块，用于对所述信号放大模块放大处理后的电信号进行计数后，输出给所述显示单元。
应用本发明提供的船舶生活污水检测装置可以实现对船舶生活污水的自动检测，避免了现有通过人工进行目测计数，耗时长、误差大的问题，且操作简单、精度高；其中的信号处理单元和显示单元可集成于单片机或手持设备中，以使得装置体积减小，便于携带，在海事量化执法过程中，具有重要的社会意义和经济价值。
附图说明
图1是本发明提供的船舶生活污水检测装置的结构原理图；
图2是图1中微流控芯片以及荧光检测单元的结构图；
图3是图1中信号处理单元的结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1示出了本发明提供的船舶生活污水检测装置的结构原理。
本发明提供的船舶生活污水检测装置包括：供含有荧光染色细菌的样本溶液流过的微流控芯片11，其包括一透光材质形成的微流道；向微流道发出激光，并接收样本溶液中细菌被该激光激发后产生的荧光的荧光检测单元12；将荧光检测单元12接收到的荧光转换成电信号并对转换后的电信号进行放大处理的信号处理单元13；连接信号处理单元13、对信号处理单元13转换后的电信号进行计数并显示的显示单元14。
应用本发明提供的船舶生活污水检测装置可以实现对船舶生活污水的自动检测，避免了现有通过人工进行目测计数，耗时长、误差大的问题，且操作简单、精度高；其中的信号处理单元13和显示单元14可集成于单片机或手持设备中，以使得装置体积减小，便于携带，在海事量化执法过程中，具有重要的社会意义和经济价值。
其中的透光材质优选为聚二甲基氧硅烷(PDMS)制成的流道或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)；
图2示出了图1中微流控芯片11以及荧光检测单元12的结构。
其中，微流控芯片11的微流道沿入口-出口的方向进一步包括：入口流道111、收缩流道112、出口流道114；且入口流道111的内径和出口流道114的内径均大于收缩流道112的内径。微流控芯片11还包括：置于出口流道114端、驱动样本溶液在微流道中流动的动力单元113。
其中，荧光检测单元12包括：发出激光的激光器126；第一滤光片125，用于滤除激光器126发出的激光中的杂散光；二向色镜122，用于反射经第一滤光片125滤光后的激光；第一聚集透镜121，用于将二向色镜122反射的激光聚集于收缩流道112，并将收缩流道112发出的荧光聚集于二向色镜122；第二滤光片123，用于滤除经二向色镜122透射的荧光中的激光干扰；第二聚集透镜124，用于将第二滤光片123滤光后的荧光聚集于信号处理单元13。
图3是图1中信号处理单元13的结构。
信号处理单元13包括：转换模块131，用于将第二聚集透镜124聚集的荧光转换为电信号；信号放大模块132，用于将转换模块131转换后的电信号进行放大处理；计数模块134，用于对信号放大模块132放大处理后的电信号进行计数后，输出给显示单元14。
应用本发明提供的船舶生活污水检测装置可以实现对船舶生活污水的自动检测，避免了现有通过人工进行目测计数，耗时长、误差大的问题，且操作简单、精度高；其中的信号处理单元13和显示单元14可集成于单片机或手持设备中，以使得装置体积减小，便于携带，在海事量化执法过程中，具有重要的社会意义和经济价值。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种船舶生活污水检测装置，其特征在于，所述装置包括：
供含有荧光染色细菌的样本溶液流过的微流控芯片，所述微流控芯片包括一透光材质形成的微流道；
向所述微流道发出激光，并接收所述样本溶液中细菌被所述激光激发后产生荧光的荧光检测单元；
将所述荧光检测单元接收到的荧光转换成电信号并对转换后的电信号进行放大处理的信号处理单元；
连接所述信号处理单元、对所述信号处理单元转换后的电信号进行计数并显示的显示单元。
2.如权利要求1所述的船舶生活污水检测装置，其特征在于，所述微流道是由聚二甲基氧硅烷或聚甲基丙烯酸甲酯制成的微流道。
3.如权利要求1所述的船舶生活污水检测装置，其特征在于，所述微流道沿入口-出口的方向进一步包括入口流道、收缩流道以及出口流道；所述入口流道的内径和所述出口流道的内径均大于所述收缩流道的内径。
4.如权利要求3所述的船舶生活污水检测装置，其特征在于，所述微流控芯片还包括：
置于所述出口流道端、驱动所述样本溶液在所述微流道中流动的动力单元。
5.如权利要求3所述的船舶生活污水检测装置，其特征在于，所述荧光诱导检测单元包括：
发出激光的激光器；
第一滤光片，用于滤除所述激光器发出的所述激光中的杂散光；
二向色镜，用于反射经所述第一滤光片滤光后的激光；
第一聚集透镜，用于将所述二向色镜反射的激光聚集于所述收缩流道，并将所述收缩流道发出的所述荧光聚集于所述二向色镜；
第二滤光片，用于滤除经所述二向色镜透射的所述荧光中的激光干扰；
第二聚集透镜，用于将所述第二滤光片滤光后的所述荧光聚集于所述信号处理单元。
6.如权利要求5所述的船舶生活污水检测装置，其特征在于，所述信号采集及处理单元包括：
转换模块，用于将所述第二聚集透镜聚集的所述荧光转换为电信号；
信号放大模块，用于将所述转换模块转换后的的所述电信号进行放大处理；
计数模块，用于对所述信号放大模块放大处理后的电信号进行计数后，输出给所述显示单元。
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