[发明专利]一种水体微生物可视化成像检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及光学成像技术领域，具体地说，是涉及一种水体微生物可视化成像检测装置。

背景技术

现有净水设备虽然能够滤除进水中的泥沙、铁锈、成垢离子及微生物等有害物质，但由于出水管与外界大气接通，出水管湿润，适宜微生物生长，外界大气环境中的微生物可从净水设备的出水管逆向进入净水设备内部，并在器壁表面附着生长、繁殖，导致净水设备的出水仍然存在严重的微生物超标现象。虽然国家有相应的标准规范，但净水设备本身并不具备出水微生物检测功能，作为普通消费者的用户更无法通过肉眼直观可视地判断净水设备输出的水是否符合国家标准要求。

现有的微生物检验检测方法主要有培养皿法、酶法、免疫法、基因法等，为间歇、随机的样品采集和耗时的实验室分析，检测方法步骤多、检测过程长、检测灵敏度低，标准检测程序需要进行一段时间的细菌培养（数小时或数天时间）才能得到检测结果，无法实现对水中微生物的连续、实时检测，更无法让用户通过肉眼直观地观察到水质状况。

专利201310103487.1公开了一种水体细菌微生物快速在线检测装置及检测方法，基于细菌微生物的光学散射和吸收特性，以双波长激光二极管为光源，分布在球形空间的光纤阵列为光信号接收器件，CCD为光信号检测器，实现对水体中的细菌微生物的快速识别和在线检测。但是该技术不具备微生物成像功能，无法让用户肉眼直观可见地判断水质情况；其光信号采集、传输、接收和检测器件由分布在球形测量室外部通孔的多套光纤阵列、光束整形透镜组和CCD探测器组成，且各角度采集的光信号需要进行整形处理，存在成本高、系统复杂、误差大、球形测量室加工难度大的问题；球形测量室的侧壁上设置有处于同一直径两端的进、出光孔，将导致测量室内只有在以该直径为长度、进光孔大小为横截面积的圆柱体内的水样为有效监测水样，占整个测量室内的水样比重小，监测系统误差大；此外，该监测系统只收集了检测水样的散射光信号，对于水质较好的水样，由于散射光强度相对于光源输入的激光强度很小，因此，该系统的细菌等微生物监测灵敏度、检测限和精度也将大大受限。

发明内容

基于现有水体细菌等微生物检测装备结构复杂、成本高不适于家庭使用、检测精度差等技术问题，本发明提出了一种水体微生物可视化成像检测装置，可以解决上述技术问题的一种或几种。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种水体微生物可视化成像检测装置，包括激光光源、第一扩束模组以及第二扩束模组，还包括用于容置待检测水体的容置装置，所述容置装置设置在激光光源发射的激光束的光路上；

所述激光光源用于发射激光束并射向至所述第一扩束模组；

所述第一扩束模组用于将所述激光光源发射的激光束的横截面积进行扩大并转换成平行光束，该平行光束经过所述容置装置的入光面射入至其充有待检测水体的内部；

所述第二扩束模组用于将待检测水体中传播的激光束进行发散、放大并投影显示。

进一步的，还包括微生物浓度检测装置和显示装置，所述微生物浓度检测装置用于检测水体中的微生物浓度并发送至所述显示模块显示。

进一步的，所述微生物浓度检测装置包括控制模块、分别与所述控制模块连接的散射采集模块和透射采集模块，所述散射采集模块用于检测平行光束在待检测水体中传播过程中的散射光，并转换为电信号发送至所述控制模块；所述透射采集模块用于检测平行光束在待检测水体中传播过程中的透射光，并转换为电信号发送至所述控制模块，所述控制模块根据散射光信号与透射光信号计算散透比，并根据散透比计算水体中的微生物浓度。

进一步的，还包括光源壳体，所述光源壳体的一侧具有出光口，所述激光光源固定设置在所述光源壳体内且所发射的激光束从所述出光口射出，所述第一扩束模组固定设置在所述出光口处。

进一步的，所述光源壳体上开设有散热口，所述散热口处装配有散热风扇。

进一步的，所述光源壳体上有散热槽。

进一步的，所述第一扩束模组包括沿着激光束传播方向顺次设置的凹透镜和凸透镜，所述凹透镜位于所述凸透镜的一倍焦距处。

进一步的，所述透射采集模块包括半透片和透射光采集传感器，所述半透片与平行光束成45°夹角，平行光束一部分经过所述半透片透射并保持原传播方向，另外一部分被所述半透片反射且传播方向与原传播方向垂直，所述透射光采集传感器设置在所述半透片的反射光路上。

进一步的，所述容置装置具有与其内部腔体连通的进水管和出水管。