基于荧光猝灭溶解氧传感器的校准方法研究

溶解氧是海洋水质监测的常规关键参数,基于荧光猝灭原理研制的溶解氧传感器具有准确度高、稳定性好和可长期在线测量等优点,已经被广泛用于海水溶解氧浓度监测.针对传感器可能发生的数据漂移和显著偏差可能造成的准确度问题,本文设计了一套专门的校准装置和校准方法.通过严格控制校准水体的温度和溶解氧浓度,测量待校准传感器和参比传感器的...     

基于荧光猝灭原理的溶解氧分析仪的研制及其应用

研制出一种对溶解氧敏感的传感膜,其荧光材料主要是邻菲咯啉钌。由光源发出的中心波长为465 nm的强光照射到铺有该络合物的膜片上,激发出中心波长为620 nm的荧光,水体中的溶解氧会对激发出的荧光产生猝灭效应,猝灭程度与溶解氧的质量浓度之间存在线性关系。该膜片在无氧水中的荧光强度是空气饱和水中的20倍,变化较为明显。对比检测荧光信号在待测水体中猝灭前后的强度,即可测出水体中溶解氧的质量浓度。基于这一原理和荧光测量技术研制了光学溶解氧分析仪,利用该仪器对6处不同水域的天然水体进行测试,所得测试结果与国标碘量法的测试结果之间不存在显著性差异,误差≤2%,响应时间<1 min。在海水中30 m深处进行36h稳定性考察,所得溶解氧质量浓度数值平均偏差小于0.2 mg.L-1,证实仪器可适应较为恶劣的环境,且稳定性较好。     

基于数字全息显微的海洋浮游生物三维形貌快速重建方法研究

针对海洋浮游生物实时探测中,三维形貌特征难以快速获取的问题,本文提出了一种海洋浮游生物三维形貌快速重建的方法。基于离轴菲涅尔数字全息显微系统,通过改进相位恢复方法预消除相位畸变,直接得到正确的相位信息,进而对浮游生物三维形貌重建。该方法不需要进行后期复杂的相位补偿计算,就可以对浮游生物三维形貌进行快速重建,有利于对动态、微小尺寸的浮游生物进行实时探测及分析。论文对青岛近海岸浮游生物桡足类和夜光虫进行了三维形貌重建,分辨率可达到3.5μm。实验结果为离轴菲涅尔数字全息显微系统用于海洋浮游生物原位、实时探测的可行性提供了依据。     

荧光猝灭法溶解氧传感器实验室校准方法研究

针对我国目前缺乏荧光猝灭法光学溶解氧传感器校准方法的现状,以AADI 4330F溶解氧传感器为实验对象,提出了一种适用于所有荧光猝灭法光学溶解氧传感器的实验室校准方法.该方法使用一个能够精确控制水体温度的自制校准装置,通过改变通入容器的氧气和氮气比例来控制容器内的溶解氧含量,在4个温度下分别测定至少10组水体温度值、传感器相位值和Winkler碘量法测定值数据,使用回归分析进行多项式拟合获取传感器校准系数.经过实验室验证,在校准试验温度范围内随机温度和溶解氧浓度下,使用该方法校准后传感器测定值与标准值偏差在±5 μmol/L以内,达到了仪器自身的准确度水平.本方法在校准结果准确度和温度适用范围等方面都明显优于两点校正法,表明该方法具有良好的校准效果和推广应用价值.     

基于最小二乘法与RBF神经网络的溶解氧检测系统设计

为克服温度对溶解氧传感器的影响,对极谱型溶解氧检测系统的溶解氧电极激励源、高精度信号采样、软件标定和温度补偿等方面进行研究。通过对极谱型溶解氧传感器工作原理进行分析,设计了极谱型溶解氧传感器检测电路;根据溶解氧电极的温度特性,设计了基于NTC(负温度系数)热敏电阻的硬件温度补偿电路,并利用最小二乘法及RBF神经网络构建了软件温度补偿模型。利用饱和蒸馏水进行温度补偿实验,结果表明:经温度补偿后,该溶解氧检测系统的相对误差及采样波动均在1%以内,大大减小了传感器的非线性误差,测量精度和稳定性均可满足应用要求。     

锁相检波在水声遥测信号检测中的应用

锁相检波技术采用模拟乘法器,对与本地载频信号频率一致的输入信号有强的检测能力.在分析典型的CW和FSK水声遥测信号特点的基础上,根据音频锁相检波器NE567的设计公式和应用要点,设计了锁相检波模块,用于多通道遥控测距装置,湖上和海上实验证明了应用的有效性.     

溶藻弧菌的间接荧光抗体快速检测

建立了大黄鱼病原溶藻弧菌的间接荧光抗体检测方法，溶藻弧菌的特异性抗血清由新西兰兔制备，试管凝集法测定抗血清及交叉反应效价，吸附离心法去除交叉反应，荧光抗体为异硫氰酸荧光素标记的羊抗兔免疫球蛋白，现场检测对具典型弧菌病表症大黄鱼病原检出率为100％，表观健康大黄鱼病原检出率为30％，养殖海水检测结果均为阴性，结果表明，间接荧光抗体检测法不仅可以用于已感染发病大黄鱼的快速检测，而且还能用于已感染未发病大黄鱼的检测。     

珠江口水域溶解氧与营养盐的关系

根据１９８７年２月至１９８８年２月的周年凋查资料，对珠江口水体中的溶解氧与营养盐的关系进行统计分析。结果表明：ＰＯ４－Ｐ与ＡＯＵ（表观耗氧量），ＮＯ３－Ｎ与ＡＯＵ，ＡＯＰ（表观产氧量）与Ｃｈｌ．ａ之间显著或高度显著相关。进而估算了ＰＯ４－Ｐ和ＮＯ３－Ｎ的氧化部分，丰水期各占测定值的６３．７％和５３．７％；枯水期各占３１．３％和６９．６％。     

基于空气介质的光学溶解氧传感器便捷校准方法研究

基于荧光猝灭原理的光学溶解氧传感器可获得海水溶解氧时空数据,被广泛应用于海洋环境长期监测,但因其在贮存期间和布放期间会发生"贮存漂移"和"测量漂移",需要进行校准.现有的实验室校准方法周期长、操作复杂.本文研究了光学溶解氧传感器在空气和水体两种不同介质中的响应特性,提出一种利用空气介质的光学溶解氧传感器现场校准方法,并...     

溶解氧测定探头式与经典滴定法的互校及无氧水零点校正法

设计了制作无氧水及溶解氧梯度水的装置,以研究溶解氧测定中溶解氧探头测定结果与经典滴定法测定结果的互校性、可靠性。结果表明,在从无氧水到18g／L(对一个大气压空气来说是过饱和)的氧含量范围内,这2种方法有很好的线性关系。但是,经典滴定法比溶解氧探头测定的值偏高,这是经典滴定法从采样固定到滴定整个非在线测定过程易于受各种干扰所体现的固有的缺点。特别是对于极度缺氧或无氧水样的测定,经典滴定法会得出偏高甚至错误的结论。因此作者推荐环境监测中溶解氧的测定采用溶解氧探头的测定数据．而滴定的方法可以采用无氧水对零点进行校正。     

虾池的溶解氧含量及其补充量和消耗量

对对虾养殖池塘溶解氧含量及其收支情况的研究结果表明，虾池DO值具有明显的季节和昼夜变化。浮游植物光合作用是虾池溶解氧补充的主要来源，夏季最高可超过5mg／（dm3·d）。养殖后期对虾的耗氧量占总耗氧量的34％，底质和池水耗氧量分别占30％和35％。根据虾池氧的收支情况讨论了池养对虾的生产容量。     

长江口溶解氧赤潮预报简易模式

在海洋浮游生物中,有很多单细胞微小生物,由于异常地急剧繁殖,并高度密集在一起,从而引起海水变色的现象,称谓“赤潮”.目前,普遍认为赤潮的发生与海水中磷、氮等营养盐、铁、锰等微量元素以及某些有机化合物的大量增加有关[l];另外,还与水体的停滞和气象条件密切联系[2,3].赤潮的发生意味着生态平衡的破坏.     

Impact of Kuroshio on the dissolved oxygen in the East China Sea region

A marine survey was conducted from 18 May to 13 June 2014 in the East China Sea (ECS) and its adjacent Kuroshio Current to examine the spatial distribution and biogeochemical characteristics of dissolved oxygen (DO) in spring. Waters were sampled at 10?25 m intervals within 100 m depth, and at 25?500 m beyond 100 m. The depth, temperature, salinity, and density (sigma- t ) were measured in situ with a conductivity-temperature-depth (CTD) sensor. DO concentrations were determined on board using traditional Winkler titration method. The results show that in the Kuroshio Current, DO content was the highest in the euphotic layer, then decreased sharply with depth to about 1 000 m, and increased with depth gradually thereafter. While in the ECS continental shelf area, DO content had high values in the coastal surface water and low values in the near-bottom water. In addition, a low-DO zone off the Changjiang (Yangtze) River estuary was found in spring 2014, and it was formed under the combined influence of many factors, including water stratification, high primary productivity in the euphotic layers, high accumulation/ sedimentation of organic matter below the euphotic layers, and mixing/transport of oceanic current waters on the shelf. Most notable among these is the Kuroshio intruded water, an oceanic current water which carried rich dissolved oxygen onto the continental shelf and alleviated the oxygen deficit phenomenon in the ECS, could impact the position, range, and intensity, thus the formation/destruction of the ECS Hypoxia Zone.     

基于图相似性匹配的海水溶解氧辅助评价方法

海水溶解氧评价的正确性对于维护海洋生态系统的稳定性具有重要意义。海水溶解氧数据属于非线性时间序列,可视图方法(时间序列转化为图)是分析这类数据较有效的方法,但仍存在未同时考虑数据的时间演变特性以及变量间相互影响的问题。针对现存问题,本研究提出基于图相似性匹配的海水溶解氧辅助评价方法。首先,同时考虑海温、盐度对海水溶解氧的影响以及数据的不可逆性,提出溶氧温盐-转移概率(dissolved oxygen temperature salinity-transition probability, DOTS-TP)有向可视图方法,实现了多变量时间序列到单变量溶解氧图的转化;然后,在将墨西哥湾溶解氧图作为评价参照的基础上,综合利用图的多层次信息,提出子图节点全局(subtree node global, SNG)图相似性匹配方法,通过计算SNG评价指数实现对海水溶解氧的辅助评价。实验结果表明DOTS-TP有向可视图方法能更准确地表达海水溶解氧信息,SNG图相似性匹配方法适用于所有海水溶解氧数据,并能得出正确的辅助评价结果。     

长江口邻近海域溶解氧的时空分布及影响因素研究

基于2018年早春和夏季长江口邻近海域的调查数据,分析溶解氧(DO)的时空分布,并讨论其影响因素.结果表明,夏季DO浓度变化范围为1.58～9.37 mg/L,浮游生物光合作用产生的DO是夏季表层水体过饱和的主要因素;夏季调查海域受台湾暖流北上引起海水层化加强,同时水体富营养化导致表层生物大量繁殖所引起有机碎屑的沉降和...     

南沙群岛海域溶解氧垂直分布最大值的季节特征

根据“八五”、“九五”国家科技专项南沙群岛海域综合科学考察的现场调查资料,对南沙群岛海域溶解氧垂直分布最大值现象的分布特征、季节变化规律作了较为全面的分析和研究,同时比较了东海、黄海海域春、夏季溶解氧垂直分布出现的最大值现象及其特征.研究结果表明南沙群岛海域溶解氧垂直分布的最大值现象与我国东海、黄海海域的溶解氧垂直分布最大值现象无论在地理分布、深度、强度、季节性变化还是存在条件的特征化方面,均有着较大的差别.反映影响南沙群岛海域溶解氧垂直分布最大值形成的原因,均与东海、黄海海域溶解氧垂直分布最大值形成的原因有所不同