[发明专利]监测系统

说明书

技术领域

背景技术

在细菌的连续监测能够确保微生物质量或减少人工收集样本和测量的数量的许多领域中，用来检测流体中细菌的存在和浓度的在线、强健、无试剂且低维护的传感器将具有潜在应用。一个示例是与监测井/进水口、给水装置和/或配水系统中的微生物水质量相关。

现有技术中已知用于分析液体样本中的颗粒的方法。在一些这类方法中，记录并进一步分析流体的多个图像，以识别颗粒的特性。

用来监测（微生物）水质量的当前最先进的盒装产品（box-product）在线传感器和报警系统是混浊度传感器和颗粒计数器。然而，混浊度只是指示性测量，因为并不是只有细菌能够改变水的混浊度，而且，混浊度传感器缺乏灵敏度，而且具有相对差的检测限。用于水质量测量的在线盒产品颗粒计数器确实具有所需的灵敏度和检测限，然而它们只能检测直径低至1-2μm的颗粒。水中细菌的尺寸是从0.3μm到3μm，这些微生物中大多数的尺寸低于1μm，因而，当前的颗粒计数器对于检测液体中的细菌而言效果不好，而且它们不能区分细菌和其他颗粒。而且，如果在流经测量单元的相对大的恒流（>50ml/分钟）中存在偏差，则颗粒计数器易于出现读取错误。经常通过利用重力确保恒流的大的管道系统来确保该恒流。

因而，恒流要求是现有技术系统的主要缺点之一。此外，市场可用的在线方法在测量周期期间需要大量的水。在许多应用中（例如，在井中），没有可用的排水，因而已知系统不能被使用。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种不需要恒流而且不需要通向排水（drain）的颗粒和/微生物有机监测和报警系统。

这一目的能够通过具有权利要求1所限定的特征的监测系统来实现。改进的实施例公开在从属权利要求、以下说明书和附图中。

根据本发明的用于监测流体中颗粒的数量和/或浓度的监测系统包括：

-微处理器，配置为执行被编程的指令以识别颗粒并将所述颗粒分类；

-存储装置；以及

-光学传感器构件，包括：

-2-d光学传感器以及

-光源，

其中，所述光学传感器构件被配置为记录至少一部分所述流体的至少一个图像，并且其中所述监测系统被配置为在满足预定义标准的情况下产生报警。

所述监测系统被配置为基于所述流体中的取样带（sample zone）内单颗粒（single particles）的光学响应来确定所述流体中颗粒的数量和/或浓度；以及

-在记录图像期间使所述取样带内的所述流体相对于所述光学传感器构件保持静止。

颗粒被认为是流体中所有感兴趣的物体。颗粒可以是微生物体，举例来说可以是藻类、寄生物或者细菌。这些微生物体的直径范围可以是从0.3到20μm。然而，这一范围并不构成限制。实际上，根据本发明的监测系统原则上能够检测存在于流体中所有类型的颗粒。当前传感器能够检测低至0.3μm的颗粒和微生物体，并且上限受到给流动池铺设管道的尺寸的限制且处于1mm的量级。因而，当前传感器覆盖了水中微生物体的尺寸范围。

预定义的标准可以是任何合适的标准，然而优选地，该标准是与流体中的颗粒含量相关。例如，该预定义的标准可以是细菌浓度。

所述监测系统可以包括一个或多个图像传感器、透镜系统和光源。

优选的是，在每次记录之前用流体填充该取样带。因而，实现了在记录每个图像期间使得取样带相对于传感器构件保持静止。因而，无需流动调节（来提供恒流）。

在记录图像期间使得取样带中的流体相对于光学传感器构件保持静止消除了对于恒流的需求。此外，在运行期间，正被测量的流体能够保持在井、入口、给水装置和/或配水网络的系统压强（这可能高于10bar（巴）），而且在测量之后液体（<<1ml/分钟）不是必须被废弃排到排水中，因而能够被容易地回收到系统中，进而消除了对于排水的需求。

在本发明的一个实施例中，监测系统具有光学传感器构件，该光学传感器构件包括至少一个透镜系统。该透镜系统可以由可以散射或聚焦光的一个或多个透镜组成。另一方面，可以具有没有透镜系统的监测系统。

在本发明的一个实施例中，监测系统被配置为基于微生物体的光学响应来确定流体中微生物体的数量。

因而，这样的实施例使得能够提供微生物体（例如，细菌）水平的在线测量。这样的信息能够被提供而无需先进且昂贵的设备来提供恒流。在诸如配水系统之类的许多应用中，在线测量极其有价值。