一種大氣中花粉的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及大氣中花粉的監(jiān)測(cè)技術(shù)，尤其涉及一種大氣中花粉的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]花粉污染是大氣污染的一個(gè)重要方面?；ǚ畚廴究梢鸹ǚ圻^敏性反應(yīng)，它是一切過敏性反應(yīng)中最常見和最重要的一種，可誘發(fā)季節(jié)性過敏性鼻炎、哮喘和皮炎等?；ǚ圻^敏患者的癥狀嚴(yán)重程度與花粉類別、濃度具有相關(guān)性。因此，開展花粉污染的研究工作，分析大氣中花粉的種類、濃度、季節(jié)變化和空間分布，對(duì)于臨床診治過敏性反應(yīng)疾病具有重要意義。進(jìn)行花粉監(jiān)測(cè)并向公眾提供花粉報(bào)告可以加深公眾對(duì)過敏性反應(yīng)疾病的了解，提醒患者采取預(yù)防措施。
[0003]目前花粉種類的鑒別大多采取形態(tài)學(xué)鑒別方法。一般使用離線方式采集花粉，制備花粉樣品供顯微鏡分析。通過鑒別花粉的形態(tài)特征確定其類別，一般可鑒定到屬分類單位，僅少數(shù)情形下能鑒定到種?；ǚ鄣臐舛日{(diào)查方法主要有自然沉降法和空氣容量采樣法。自然沉降法是靠花粉本身的重量從空氣中飄落到涂有黏附劑平放的載玻片上，測(cè)得的是單位面積的花粉濃度?？諝馊萘坎蓸臃ㄊ遣捎脡嚎s、抽氣、撞擊或過濾等方式采集花粉樣品，得到的是單位時(shí)間單位體積的花粉種類和濃度。兩種不同采樣方法計(jì)數(shù)的大氣中花粉總濃度和各種屬花粉數(shù)濃度間存在顯著差異。一般地，空氣容量采樣法采集花粉數(shù)濃度遠(yuǎn)大于沉降法。沉降法花粉采樣受氣象因素影響較大。通?？諝馊萘坎蓸臃茌^真實(shí)地反映空氣中氣傳花粉的種類和濃度，并且國(guó)際上通用的花粉濃度是單位時(shí)間單位體積的花粉量，因此采用空氣容量采樣法有利于同國(guó)際同類監(jiān)測(cè)進(jìn)行比對(duì)。
[0004]國(guó)際上應(yīng)用較多的空氣容量采樣器主要有Rotorod采樣器、Hirst采樣器、Burkard采樣器等。Rotorod采樣器是使用透明的有機(jī)玻璃黏附棒機(jī)械旋轉(zhuǎn)采集花粉樣品，將玻璃棒直接染色后置于顯微鏡下觀察。Hirst采樣器是從裂縫中將空氣吸入，在裂縫的迎風(fēng)面設(shè)置一張載玻片，并以一定的速度移動(dòng)采集花粉樣品。Burkard采樣器是在等長(zhǎng)轉(zhuǎn)軸兩端固定2個(gè)采樣基條，以恒定的旋轉(zhuǎn)速度使采樣基條相對(duì)空氣運(yùn)動(dòng)，利用固體慣性撞擊的原理，采樣基條迎風(fēng)面將空氣中的花粉粘在其表面采集花粉。這些方法采集后的花粉樣品可置于顯微鏡下進(jìn)行觀察檢測(cè)，是一種離線監(jiān)測(cè)方式。由于顯微鏡檢測(cè)需要耗費(fèi)大量人力及時(shí)間，目前國(guó)外一些地區(qū)已開始使用圖像采集系統(tǒng)進(jìn)行花粉的鑒別和計(jì)數(shù)。將采集制樣好的花粉樣品置于顯微鏡下，使用圖像捕集系統(tǒng)采集花粉圖像并利用圖像分析軟件鑒別花粉種屬，進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)。這種方法可以提高花粉鑒別的效率，但仍是一種離線方法。
[0005]綜上所述，現(xiàn)有的花粉監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)存在著一些問題，如采樣分析系統(tǒng)在采樣、制樣過程可能造成樣品損失；浪費(fèi)人力和時(shí)間，效率低；無法實(shí)現(xiàn)在線采集和實(shí)時(shí)分析花粉樣品，不能實(shí)時(shí)反映大氣中花粉濃度分布特征等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種大氣中花粉的在線監(jiān)視系統(tǒng)，該花粉在線監(jiān)視系統(tǒng)能在線采集花粉樣品，并實(shí)時(shí)采集花粉樣品圖像，利用圖像分析軟件分析樣品圖像信息，并根據(jù)花粉圖庫信息識(shí)別花粉的類別，統(tǒng)計(jì)各類別花粉數(shù)量。
[0007]本發(fā)明提供的技術(shù)方案是:
[0008]一種大氣中花粉的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)至少包括撞擊式采樣器、光學(xué)顯微鏡、采樣膜帶、傳送轉(zhuǎn)軸、氣動(dòng)控制閥、CCD相機(jī)、采樣栗和工控機(jī)；其中，撞擊式采樣器連接大氣環(huán)境，采樣栗由撞擊式采樣器的采樣外管處抽氣，采集大氣中花粉顆粒物于所述采樣膜帶上；樣品采集完成后，所述工控機(jī)通過控制氣動(dòng)控制閥輕微抬升撞擊式采樣器，同時(shí)控制傳送轉(zhuǎn)軸傳送所述采樣膜帶，將所述采樣膜帶含花粉顆粒物處傳送至所述光學(xué)顯微鏡的下方，用于觀察分析；所述CCD相機(jī)與所述工控機(jī)連接，用于采集花粉樣品圖像信息并傳輸至計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像分析，進(jìn)而判定花粉種類及數(shù)量。
[0009]本發(fā)明實(shí)施例中，上述大氣花粉在線監(jiān)視系統(tǒng)包括采樣篩網(wǎng)1，撞擊式采樣器2，墊片3，氣動(dòng)控制閥4，采樣膜帶5，傳送轉(zhuǎn)軸6，光學(xué)顯微鏡7，(XD相機(jī)8，工控機(jī)9，以及采樣栗10 ;其中，撞擊式采樣器2由采樣內(nèi)管2-1、采樣外管2-2、撞擊式采樣頭2-3和采樣支管2-4組成，采樣內(nèi)管2-1套入采樣外管2-2內(nèi)，由0圈2-5密封，0圈2_5為20X2橡膠圈。采樣內(nèi)管2-1為Φ 16X3的不銹鋼管，通過M10螺紋與撞擊式采樣頭2-3連接。撞擊式采樣頭2-3上端為Φ 16 X 3的不銹鋼管，下端為漸縮口，收縮角為44°，孔口直徑為2mm。采樣外管2-2為Φ 46X3的不銹鋼管。采樣支管2-4為Φ 14X2的不銹鋼管。
[0010]本發(fā)明實(shí)施例中，上述大氣中花粉的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，撞擊式采樣器2的前端連接篩網(wǎng)1 ;氣動(dòng)控制閥4置于撞擊式采樣器2的上方；工控機(jī)9分別連接氣動(dòng)控制閥、傳送轉(zhuǎn)軸6和CCD相機(jī)8 ;撞擊式采樣器2的采樣外管2-2通過連接管與采樣栗10連接；墊片3置于撞擊式采樣器2的下方、采樣膜帶的上方，保證撞擊式采樣器2下壓采樣時(shí)能與采樣膜帶5密封完全，使其能夠正常采樣；采樣膜帶5通過傳送轉(zhuǎn)軸6置于光學(xué)顯微鏡7的物鏡的下方和墊片3的下方，通過傳送轉(zhuǎn)軸6控制傳送的；CCD相機(jī)8置于光學(xué)顯微鏡7的上方；撞擊式米樣器2和下方的墊片3可置于光學(xué)顯微鏡7和米樣栗10之間。
[0011]本發(fā)明實(shí)施例中，采樣栗10為真空栗。采樣膜帶5為透明PVC膜。氣動(dòng)控制閥4和旋轉(zhuǎn)傳送軸6由工控機(jī)9同時(shí)控制。
[0012]上述大氣中花粉的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，撞擊式采樣器2前端接上篩網(wǎng)1，以濾去粗大雜質(zhì)等。采樣膜帶5由工控機(jī)9控制傳送轉(zhuǎn)軸6的轉(zhuǎn)動(dòng)來輸送:上述大氣花粉在線監(jiān)視系統(tǒng)工作時(shí)，在采集樣品階段，大氣樣品通過采樣篩網(wǎng)1阻截200 μπι以上雜質(zhì)進(jìn)入系統(tǒng)，撞擊式采樣器2撞擊捕集2.5 μm以上花粉顆粒于采樣膜帶5上。采樣時(shí)，氣動(dòng)閥4控制撞擊式采樣器2與墊片3壓緊，保證采樣栗10正常采樣，工控機(jī)9控制氣動(dòng)控制閥4下壓使得撞擊式采樣器2與采樣膜帶5密封完好，旋轉(zhuǎn)傳送軸6不動(dòng)；采樣栗10由撞擊式采樣器2的采樣外管處抽氣，花粉顆粒物則撞擊捕集于采樣膜帶5上；采集完樣品后，通過工控機(jī)9控制氣動(dòng)控制閥4略微抬升撞擊式采樣器2，同時(shí)控制旋轉(zhuǎn)傳送軸6旋轉(zhuǎn)傳送采樣膜帶5，將采樣膜帶5所含樣品處傳送至光學(xué)顯微鏡7的物鏡下方供觀測(cè)分析研究；由此完成一個(gè)周期的采樣及樣品分析工作，如此循環(huán)采樣分析樣品。傳送轉(zhuǎn)軸6包括兩個(gè)轉(zhuǎn)軸，左邊是主動(dòng)轉(zhuǎn)軸，右邊是從動(dòng)轉(zhuǎn)軸，右邊轉(zhuǎn)軸上安裝嶄新的采樣膜帶，左邊轉(zhuǎn)軸則把收集并觀察過含花粉樣品的膜帶卷起，所以，采樣膜帶5是從右邊的從動(dòng)轉(zhuǎn)軸被傳送到左邊的主動(dòng)轉(zhuǎn)軸后重新卷起；由此實(shí)現(xiàn)花粉的在線采集和實(shí)時(shí)分析工作。即旋轉(zhuǎn)傳送轉(zhuǎn)軸6輸送含有樣品的采樣膜帶5處于光學(xué)顯微鏡7下方時(shí)可進(jìn)行觀察分析。CCD相機(jī)8采集樣品圖像信息，傳送至工控機(jī)9儲(chǔ)存并處理圖像信息。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0014]本發(fā)明提供一種大氣花粉在線監(jiān)視系統(tǒng)，至少包括撞擊式采樣器、光學(xué)顯微鏡、采樣膜帶、傳送轉(zhuǎn)軸、CCD相機(jī)、采樣栗以及工控機(jī)；其中，撞擊式采樣器連接大氣環(huán)境，采集大氣中花粉顆粒物于所述采樣膜帶上；采集一定時(shí)間后工控機(jī)控制傳送轉(zhuǎn)軸將所述采樣膜帶含花粉顆粒物處傳送至所述顯微鏡下方供顯微鏡觀察；CCD相機(jī)采集樣品圖像信息，并傳輸至計(jì)算機(jī)供圖像分析軟件處理分析，進(jìn)而判定花粉種類及數(shù)量。
[0015]采用本發(fā)明技術(shù)方案，能夠在線采集花粉樣品，并實(shí)時(shí)采集花粉樣品圖像，利用圖像分析軟件分析樣品圖像信息，并根據(jù)花粉圖庫信息識(shí)別花粉的類別，統(tǒng)計(jì)各類別花粉數(shù)量；系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0016]—、本發(fā)明采用自動(dòng)在線采集分析花粉樣品，能減少樣品損耗，實(shí)時(shí)監(jiān)視分析大氣中的花粉種類及數(shù)量，大量減少了人力和時(shí)間的損耗；
[0017]二、本發(fā)明采用撞擊式花