[发明专利]一种水体中叶绿素a含量检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种水体中叶绿素a检测装置及方法。该装置由外壳、微流控芯片、微泵、储水罐、光源、二合一光纤、检测显示模块、锂电池组成。通过微泵抽取水样进入微流控芯片中，在芯片的检测区依次照射650nm和940nm的光源，并由检测显示模块依次接收透射的光信号，通过信号处理获得水体中叶绿素a的含量并输出到显示屏上。本发明操作简单、便携廉价，提高了检测的自动化程度，可应用于富营养化水区的快速、自动、现场检测。

技术领域

本发明涉及微流控技术和光电检测技术，具体涉及一种水体中叶绿素a检测装置及方法。

背景技术

叶绿素a大量的存在于水体中的蓝藻、绿藻、硅藻等小型浮游生物中，通过测量水体中叶绿素a的含量可以预测藻类的生长状况，以此来判断水体的富营养化程度，以便采取相应的措施，以防止藻类的爆发。

传统的便携式叶绿素检测仪多为夹持式检测，通过夹具夹住叶片来获取叶绿素信息。此类装置无法对液体进行检测，且藻类浮游生物体型为50微米至1毫米，体积过小，传统的检测装置根本无法进行检测。

此外，现有的技术通常对水质进行取样，再使用大型仪器进行理化分析。这种方法无法实现现场、快速的检测，且过程繁琐，不易操作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种便携、快速的水体中叶绿素a检测装置及方法。为解决上述存在的缺陷，设计了一款便携、快速的水体中叶绿素a的检测装置，为富营养化水区的现场检测提供了新的途径。

本发明的技术方案为：一种水体中叶绿素a检测装置，包括外壳、微流控芯片(3)、微泵(10)、储水罐(11)、光源、二合一光纤(5)、检测显示模块(8)、显示屏(23)；

所述外壳的一侧设置吸水管(1)，吸水管(1)与微流控芯片(3)相连且与微流控芯片(3)的进水通道(15)之间设有滤网层(2)，所述微流控芯片(3)上设置了曲型的相连通的进水通道(15)、检测区(4)和出水通道(16)；在进水通道(15)和出水通道(16)上分别设置了第一橡胶圈(17)、第二橡胶圈(18)，进水通道(15)处用软管连接滤网层(2)，出水通道(16)处用软管连接微泵(10)的前端；微泵(10)的后端用软管连接储水罐(11)，用于抽取水样，并将多余的水样存储到储水罐(11)中；

所述光源通过二合一光纤(5)上设有的窄带滤光片传导照射到检测区(4)，通过检测物由检测显示模块(8)接收透射的光信号，经过信号处理将叶绿素a含量数据显示在显示屏(23)上。

进一步，所述光源为650nm光源(6)、940nm光源(7)，相对应的窄带滤光片为650nm窄带滤光片(20)和940nm窄带滤光片(19)，用于限制光源波段，使光源更加纯净，提升检测精度。

进一步，所述检测显示模块(8)内设有依次相连接的PIN光电管(9)、I/V转换、滤波电路、放大电路、A/D转换和MCU，并用导线分别连接光源、取样按钮(13)、检测按钮(14)、显示屏(23)、开关(25)、微泵(10)和锂电池(12)，用于水样抽取控制以及光信号的接收并处理，最终将叶绿素a的含量显示到显示屏(23)上。

进一步，PIN光电管(9)设置在微流控芯片检测区(4)的正上方，二合一光纤(5)的光源出口(21)在微流控芯片(3)的检测区(4)正下方。

(1)进一步，所述取样按钮(13)、检测按钮(14)和显示屏(23)设置在外壳的上端面，外壳的前端面与储水罐(11)连接，外壳的后端面设有充电口(24)和开关(25)，这样设置使得装置体积小，易携带，可实现现场快速检测。

进一步，滤网层(2)的滤网孔径为1mm，使藻类顺利通过并滤除大孔径杂质。

进一步，进水通道(15)和出水通道(16)的直径为1mm，检测区(4)为对边相距10mm的六边形。