一種船舶壓載水排放實時監控裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種船舶壓載水排放實時監控裝置，其包括：與壓載水排出管路相連通的取樣單元，其能夠自壓載水排出管路中提取適量樣品并輸送至檢測單元；與所述取樣單元相連接的檢測單元，該檢測單元能夠對樣品進行取樣檢測并輸出對應的檢測信號；與所述檢測單元相連接的分析單元，該分析單元能夠接收到的檢測信號進行信號處理并輸出相應的控制命令；受控于所述分析單元的執行機構，該執行機構依據接收到的控制命令進行動作，以控制壓載水排出管路中壓載水的流向；以及能夠存儲樣品檢測數據并進行顯示的存儲顯示單元。本實用新型專利技術能夠實現船舶壓載水藻類和菌類濃度的實時、快速、準確檢測且改變了現有技術中船舶壓載水檢測和排放控制分離的現狀。

Real time monitoring device for ballast water discharge of ship

The utility model discloses a ballast water discharge monitoring device, which comprises a sampling unit connected with the ballast water discharge pipe, which can self ballast water discharge pipe extraction amount of samples and transported to the detection unit; the detection unit is connected with the sampling unit, the detection signal detection unit capable of sampling and output corresponding to the sample; the analysis unit is connected with the detection unit, the unit of analysis can detect the signal received by the signal processing and output the corresponding control command; controlled by the analysis of the actuator unit, the actuator control command according to received action. In order to control the ballast water discharge pipe of ballast water flow; and can store and display the sample test data display unit. The utility model can realize the real-time, fast and accurate detection of the ballast, algae and fungi concentration in ships, and change the separation status of ballast water detection and emission control in the prior art.

【技術實現步驟摘要】
一種船舶壓載水排放實時監控裝置
本技術涉及船舶壓載水檢測領域，具體說是涉及一種船舶壓載水實時檢測及排放監控裝置。
技術介紹
為了保證船舶安全航行，通常使用海水作為壓載物，稱為壓載水。壓載水中包含大量的藻類等可生存生物和大腸桿菌、腸球菌等微生物。在運到目的港口后，需把壓載水排放后裝貨。這樣就會將其他海域的生物隨著壓載水排放進入新的海域，造成生物入侵。船舶壓載水已經被全球環境基金組織確定為世界海洋的四大威脅之一。為應對由壓載水排放所引起的外來生物入侵性問題，在2004年2月9日～13日外交大會上，國際海事組織通過了《船舶壓載水及沉積物控制和管理國際公約》，以下簡稱《壓載水公約》)。其中規定＂通過控制、管理船舶壓載水及沉積物達到防止、減少并最終消除有害水生生物及病原體的傳播＂目前處理壓載水的常用方法主要有置換法、機械法、物理法、化學法、生物法、復合法，各個國家都希望能夠盡早的找到處理壓載水的有效方法。壓載水置換方法在可排海域中用大量新鮮海水稀釋或替換艙內的貯存壓載水，以長時間循環實現壓載水的稀釋置換；但是此方法無法徹底更換壓載水，置換海水用量很大；機械法主要利用壓載水和海生物兩者物理特性的差異進行有效的分離，存在的缺點是對個體較小的微生物和病毒等生物體處理效果不顯著；物理法主要有紫外光照、超聲處理等，紫外線處理裝置對微小的海洋細菌、微生物殺滅效果非常有效，但是對于滅活較大尺寸的有害浮游動植物效果并不理想，并且海洋浮游植物存在光修復的能力，容易重新繁殖；化學方法主要是利用化學殺菌劑、消毒劑及強氧化性物質滅活壓載水中的水生生物。主要方法是電解法和臭氧法。同時，電解法和臭氧法也存在一定的缺點，氯氣產生的有機面素化合物具有致癌性，二氧化氯和臭氧又易分解，并且電解海水產生的化學物質容易腐蝕船艙和設備；生物方法處理壓載水，主要的原理是利用生物間的競爭關系，即通過引入與原有壓載水攜帶的浮游生物具有競爭關系的新生物物種，或是利用現代科學的生物技術來改變生物體的基因，達到抑制外來生物入侵。但加入新物種，及基因技術的應用能否帶來不利的影響因素，尚不清楚；復合法是指消除各種技術的局限性并利用不同方法優勢的協同作用處理壓載水。壓載水處理結果是否符合公約要求，需要通過檢測生物存活量來衡量。傳統的生物檢測方法是培養計數法，該方法廣泛應用在水生生物數量、種群研究等方面，但是需要通過肉眼判斷海洋生物的存活狀態，耗時較長。隨著各種生物檢測技術不斷地發展，出現了一些新型的檢測方法。流式細胞術法可以完成對單細胞或生物粒子在功能水平上的定量分析及分選的檢測，它可以高速分析上萬個細胞，但是所需要的檢測劑量很少、價格昂貴、且設備龐大，并不適合壓載水的實際檢測；三磷酸腺苷生物發光技術原理是，在三磷酸腺苷作用下，熒光霉素氧化生成的D-熒光素，通過測定熒光強度推算出樣品中活體數，但是海水中成分較復雜，對發光檢測會造成一定的影響，且檢測時間相對較長；溶液電阻法是使微生物通過電檢測微孔道，造成檢測孔道中電阻變化，檢測電阻抗的變化脈沖即可達到生物技術目的；葉綠素熒光法是通過測定光激發的葉綠素所產生的熒光判斷細胞活性，可作為探針研究光合作用的機理。近年來隨著葉綠素熒光理論和測定技術的完善和進步，也推動了通過葉綠素熒光法對藻細胞的研究。但是目前的藻類、菌類檢測技術還沒有應用到壓載水檢測和排放控制中。隨著芬蘭于2016年9月8日簽約加入壓載水公約，使該公約的簽約國增加至52個國家，商船總噸位已達到世界商船總噸位的35.1441％，壓載水公約生效條件已經滿足，所以壓載水公約將于2017年9月8日生效。截至2016年9月，中國政府尚未加入《壓載水公約》。我國既是港口大國，又是船旗大國，隨著壓載水生效日期的確定，開發出壓載水準確檢測和排放控制的裝置迫在眉睫。目前國內外還沒有出現基于微流控技術的壓載水監控裝置，本實驗室基于微流控平臺，在壓載水檢測領域進行了多年的探索。微流控技術可以通過一張芯片實現現場快速自動檢測壓載水中的藻類，使其在壓載水檢測領域成為熱點。微流控芯片技術可以把成千上萬甚至幾十萬個生命信息集成到一個很小的芯片上，在微米級的結構通道中完成生物化學處理和結合，該技術可以認為是集成于一張芯片上的小型生物技術實驗室。
技術實現思路
鑒于已有技術存在的缺陷，本技術的目的是要提供一種壓載水實時排放監控裝置，該裝置基于熒光法和感應法檢測所得壓載水中藻類、菌類濃度信息，并能夠基于所獲得的檢測信息控制壓載水的排放。為實現上述目的，本技術的技術方案是：一種壓載水實時排放監控裝置，其特征在于，該裝置包括：與壓載水排出管路相連通的取樣單元，該取樣單元能夠自壓載水排出管路中提取適量樣品并輸送至檢測單元；與所述取樣單元相連接的檢測單元，該檢測單元能夠對樣品進行取樣檢測并輸出對應的檢測信號，且所述檢測單元包括用于藻類檢測的熒光檢測傳感器和用于菌類檢測的感應式傳感器；與所述檢測單元相連接的分析單元，該分析單元能夠對接收到的檢測信號進行信號處理并輸出相應的控制命令；受控于所述分析單元的執行機構，該執行機構依據接收到的控制命令進行動作，以控制壓載水排出管路中壓載水的流向；與所述分析單元相連接的存儲顯示單元，該存儲顯示單元能夠存儲樣品檢測數據并進行顯示。進一步的，作為本技術的優選方案所述取樣單元包括：與壓載水排出管路相連通的旁通管路，且所述旁通管路上設置有能夠對流入的樣品進行過濾的濾器；以及與所述旁通管路相連通的微泵，該微泵能夠將過濾后的樣品輸送至檢測單元。進一步的，作為本技術的優選方案所述濾器的濾孔孔徑小于所述檢測單元第一樣品流道及第二樣品流道的橫向尺寸中的最小尺寸值，且內部安裝有壓差傳感器進一步的，作為本技術的優選方案所述熒光檢測傳感器包括暗室，所述暗室內自上至下依次設置熒光檢測光源、第一小孔光闌、第一濾光片、熒光檢測微流控芯片、第二濾光片、第二小孔光闌以及光電接收器且所述熒光檢測微流控芯片上凹刻有供樣品流通的第一樣品流道。進一步的，作為本技術的優選方案所述菌類檢測感應式傳感器包括微流控芯片，且所述微流控芯片具有：底片、被設置于所述底片上的微流控基片以及被設置于所述底片與微流控基片之間的檢測電極；所述微流控基片包括凹刻有第二樣品流道的PDMS芯片層、被設置于檢測電極上方的PDMS涂層以及被設置于所述檢測電極與樣品通道重疊區域所對應的PDMS涂層上、用于捕獲樣品中的菌類抗原的抗體吸附層。進一步的，作為本技術的優選方案所述抗體吸附層為與待檢測抗原類型相對應的抗體溶液在PDMS涂層表面經自然風干所形成的吸附層。進一步的，作為本技術的優選方案所述檢測電極為檢測銅電極。進一步的，作為本技術的優選方案所述執行機構包括設置于壓載水排出管路上的三通閥。與現有技術相比，本技術的有益效果：1.本技術能夠實現船舶壓載水藻類和菌類濃度的實時、快速、準確檢測；2.本技術通過檢測壓載水中藻類和菌類濃度信息，進而控制壓載水流向，使壓載水的檢測和排放控制有效結合起來，可改變現有技術中船舶壓載水檢測和排放控制分離的現狀；3.本技術為船舶管理人員提供了詳細的壓載水實時檢測信息，有利于更好地實現壓載水的排放管理。附圖說明圖1為本技術所述壓載水實時排放監控系統圖；本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種船舶壓載水排放實時監控裝置，其特征在于，該裝置包括：與壓載水排出管路相連通的取樣單元，該取樣單元能夠自壓載水排出管路中提取適量樣品并輸送至檢測單元；與所述取樣單元相連接的檢測單元，該檢測單元能夠對樣品進行取樣檢測并輸出對應的檢測信號，且所述檢測單元包括用于藻類檢測的熒光檢測傳感器和用于菌類檢測的感應式傳感器；與所述檢測單元相連接的分析單元，該分析單元能夠對接收到的檢測信號進行信號處理并輸出相應的控制命令；受控于所述分析單元的執行機構，該執行機構依據接收到的控制命令進行動作，以控制壓載水排出管路中壓載水的流向；與所述分析單元相連接的存儲顯示單元，該存儲顯示單元能夠存儲樣品檢測數據并進行顯示。

【技術特征摘要】
1.一種船舶壓載水排放實時監控裝置，其特征在于，該裝置包括：與壓載水排出管路相連通的取樣單元，該取樣單元能夠自壓載水排出管路中提取適量樣品并輸送至檢測單元；與所述取樣單元相連接的檢測單元，該檢測單元能夠對樣品進行取樣檢測并輸出對應的檢測信號，且所述檢測單元包括用于藻類檢測的熒光檢測傳感器和用于菌類檢測的感應式傳感器；與所述檢測單元相連接的分析單元，該分析單元能夠對接收到的檢測信號進行信號處理并輸出相應的控制命令；受控于所述分析單元的執行機構，該執行機構依據接收到的控制命令進行動作，以控制壓載水排出管路中壓載水的流向；與所述分析單元相連接的存儲顯示單元，該存儲顯示單元能夠存儲樣品檢測數據并進行顯示。2.根據權利要求1所述的船舶壓載水排放實時監控裝置，其特征在于：所述取樣單元包括與壓載水排出管路相連通的旁通管路，且所述旁通管路上設置有能夠對流入的樣品進行過濾的濾器；以及與所述旁通管路相連通的微泵，該微泵能夠將過濾后的樣品輸送至檢測單元。3.根據權利要求1所述的船舶壓載水排放實時監控裝置，其特征在于：所述熒光檢測傳感器包括暗室，所述暗室內自上至下依次設置熒光檢測光源、第一小孔光闌、第一濾光片、熒光檢測微流控芯片、第二...

【專利技術屬性】
技術研發人員：武森，劉志堅，潘新祥，
申請(專利權)人：大連海事大學，
類型：新型
國別省市：遼寧,21