[实用新型]一种海洋叶绿素荧光原位监测仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及海洋环境原位监测领域，特别涉及一种海洋叶绿素荧光原位监测仪。

背景技术

叶绿素是海洋浮游藻类体内主要的光合色素，海洋浮游藻类的分布受海区温度、光照、营养盐含量、上升流和湍流等水体混合程度以及浮游动物摄食等诸多因素影响，测定叶绿素在不同海区分布及其季节变化特征具有重要的生态学意义。

目前藻类叶绿素测定主要采用萃取荧光法，该方法具有较高灵敏度，可以准确测定叶绿素含量，但是需要进行现场采样和样品预处理，耗时较长，整个过程中影响因素较多，且获得的数据量有限。1966年，Lorenzen提出了荧光法连续测量活体内叶绿素含量的方法，使海水叶绿素现场连续观测技术得到发展。叶绿素荧光法的发展趋势是现场荧光测量，观测方法有两种：一是基于调查船，将荧光计安装到拖体上以一定深度进行水平拖曳和波动拖曳，或在航行过程中连续采水由船上荧光计测定；二是基于海洋浮标、海底观测网络等技术进行长期原位动态监测，实现数据长距离实时传输。

因此，设计一种小型、多用途、高性能的海洋叶绿素原位监测仪满足不同海洋环境和调查条件使用需求，以实现不同海区叶绿素连续和实时动态监测对我国海洋环境调查具有重要意义。

实用新型内容

为解决现有技术的缺陷，本发明提供一种可用于3000m水深的叶绿素荧光原位监测仪，采用标准六芯水密接口，检测精度高、功耗低，可连接水下电池进行长期自容式工作或安装到拖体进行水下拖曳和垂直剖面调查，并可集成到多参数系统、海洋浮标／潜标、海底观测网等第三方平台进行原位连续监测。可方便、快速地实现近岸到大洋不同海域叶绿素浓度的垂直和水平分布测定。

为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案：一种海洋叶绿素荧光原位监测仪，其特征在于，包括以下部分：

(1)特定波长激发光源，所述两个特定波长激发光源在脉冲电流驱动下同步周期性发光，并由左右两侧平行相对照射外部样品感应室；

(2)光学检测系统，所述光学检测系统依次由石英玻璃窗口、双凸透镜一、干涉滤光片、双凸透镜二和光电感应器组成，用于接收样品荧光，实现光电信号转换；

(3)电源管理模块，所述电源管理模块用于整个系统电源管理，实现脉冲激发光源驱动，并为仪器信号采集、转换、调理、储存、通讯功能的实现提供电源；

(4)模拟电路模块，所述模拟电路模块采用激发光调制和开关检波同步解调微弱电流放大电路系统，实现微弱光电信号采集和调理，包括电流／电压转换、带通滤波、交流放大、开关滤波和低通滤波；

(5)数字电路模块，所述数字电路模块采用低功耗微处理器和外部电路优化设计，实现A／D转换、数据存储和通讯控制；

(6)耐高压密封舱，所述耐高压密封舱使用POM工程塑料加工制成，顶部石英玻璃窗口采用密封圈径向密封安装，底部连接水密接插件；

(7)水密接插件，所述水密接插件为深海用标准六芯水密接插件，用于仪器电气连接。

进一步，所述两个特定激发光源为直插式金属外壳球形发光二极管(Light Emitting Diode，LED)，峰值波长455nm-475nm，半强度角θ_1／2＝3°～10°，光辐射强度60mW／sr。

进一步，所述光学检测系统采用共轭聚焦光路设计，各光学元件中心同轴，两个LED激发光源照射形成的光柱与光学轴心垂直且所述激发光柱的中心位于双凸透镜一的外侧焦点处，光电感应器位于双凸透镜一和双凸透镜二的内侧焦点处。

进一步，所述干涉滤光片为带通滤光片，透过波长范围660nm-700nm，截至深度≥0D4。

进一步，所述光电感应器为低暗电流、大面积PN型硅光电二极管式传感器。

进一步，系统具有正常工作模式和低功耗休眠模式两种状态。

进一步，所述耐高压密封舱采用30MPa以上耐压机械结构设计，各部件使用密封圈径向密封，可用于0-3000m水深监测。

进一步，具有数据实时传输和水下自容式存储功能，可通过水下电缆连接PC机或便携式手持终端进行实时传输或者连接水下电池进行自容存储工作，数据保存至内部存储器，出水后进行数据下载，扩展了仪器的应用范围。

进一步，内部存储器为1M～4M Flash内存芯片，可存储40万组以上数据。