藻类原位培养装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010547108.8 (22)申请日 2020.06.16 (71)申请人 河海大学 地址 210024 江苏省南京市江宁区佛城西 路8号 (72)发明人 李一平黄亚男纪道斌朱雅 周玉璇张海阔蒲亚帅 (74)专利代理机构 南京纵横知识产权代理有限 公司 32224 代理人 董建林 (51)Int.Cl. C12M 1/00(2006.01) C12M 1/36(2006.01) C12M 1/34(2006.01) (54)发明名称 一种藻类原位培养装置 (57)摘要 本。

2、发明公开了一种藻类原位培养装置， 包括 集成控制装置、 自动化光量子仪、 藻类培养装置 和自动化YSI监测系统， 集成控制装置包括光量 子仪控制系统、 藻类培养装置调控系统和YSI监 测调控系统， 光量子仪控制系统、 藻类培养装置 调控系统和YSI监测调控系统相互之间通过连接 线连接， 光量子仪控制系统、 藻类培养装置调控 系统和YSI监测调控系统通过传输线分别与自动 化光量子仪、 藻类培养装置和自动化YSI监测系 统连接； 本发明的藻类原位培养装置的原理简 单， 便于设置对照实验和平行实验， 操作方便， 更 好的控制实验变量， 有利于更好的实现实验目 的， 具有实用性和适用性。 权利要求书1。

3、页 说明书5页 附图4页 CN 111676119 A 2020.09.18 CN 111676119 A 1.一种藻类原位培养装置， 其特征在于： 包括集成控制装置 （1） 、 自动化光量子仪、 藻类 培养装置和自动化YSI监测系统， 所述集成控制装置 （1） 通过传输线 （6） 分别与自动化光量 子仪、 藻类培养装置和自动化YSI监测系统连接。 2.根据权利要求1所述的一种藻类原位培养装置， 其特征在于： 所述自动化光量子仪包 括第一卷扬机 （7） 和光量子仪传感线 （8） ， 所述集成控制装置 （1） 、 第一卷扬机 （7） 和光量子 仪传感线 （8） 依次通过传输线 （6） 连接， 所。

4、述光量子仪传感线 （8） 远离第一卷扬机 （7） 的一端 伸入水体表层以下， 所述光量子仪传感线 （8） 上均匀分布有多个光量子仪感应器 （9） 。 3.根据权利要求2所述的一种藻类原位培养装置， 其特征在于： 相邻两个光量子仪感应 器 （9） 之间的距离为0.5m， 其中最上端的光量子仪感应器 （9） 设置于光量子仪传感线 （8） 露 出水体表层以上0.5m的位置处。 4.根据权利要求2所述的一种藻类原位培养装置， 其特征在于： 所述光量子仪传感线 （8） 伸入水体表层以下的一端设有重锤 （10） ， 所述重锤 （10） 与光量子仪传感线 （8） 可拆卸连 接。 5.根据权利要求1所述的一种。

5、藻类原位培养装置， 其特征在于： 所述藻类培养装置包括 多个相互平行设置的第二卷扬机 （11） 以及多个用于固定和放置藻类培养容器 （12） 的框架 （13） ， 每个第二卷扬机 （11） 一端通过传输线 （6） 与集成控制装置 （1） 连接， 另一端通过传输 线 （6） 与框架 （13） 连接， 所述框架 （13） 设置于水体表层以下。 6.根据权利要求5所述的一种藻类原位培养装置， 其特征在于： 连接框架 （13） 的传输线 （6） 端部分为35股， 且每股传输线 （6） 的端部均设有用于固定连接框架 （13） 的卡口。 7.根据权利要求5所述的一种藻类原位培养装置， 其特征在于： 所述框。

6、架 （13） 固定和放 置3n个藻类培养容器 （12） ， 其中n为3或4， 每3个藻类培养容器 （12） 放置一排。 8.根据权利要求1所述的一种藻类原位培养装置， 其特征在于： 所述自动化YSI监测系 统包括第三卷扬机 （14） 和YSI监测仪器 （15） ， 所述集成控制装置 （1） 、 第三卷扬机 （14） 和YSI 监测仪器 （15） 依次通过传输线 （6） 连接， 所述YSI监测仪器 （15） 设置于水体表层以下。 9.根据权利要求1所述的一种藻类原位培养装置， 其特征在于： 所述集成控制装置 （1） 包括光量子仪控制系统 （2） 、 藻类培养装置调控系统 （3） 和YSI监测调控。

7、系统 （4） ， 所述光量 子仪控制系统 （2） 、 藻类培养装置调控系统 （3） 和YSI监测调控系统 （4） 相互之间通过连接线 （5） 连接， 所述光量子仪控制系统 （2） 、 藻类培养装置调控系统 （3） 和YSI监测调控系统 （4） 通 过传输线 （6） 分别与自动化光量子仪、 藻类培养装置和自动化YSI监测系统连接； 所述集成 控制装置 （1） 还包括用于设置和调控光量子仪控制系统 （2） 、 藻类培养装置调控系统 （3） 和 YSI监测调控系统 （4） 的设置操作面 （20） 。 10.根据权利要求1所述的一种藻类原位培养装置， 其特征在于： 还包括操作台 （16） ， 所 述集。

8、成控制装置 （1） 、 自动化光量子仪、 藻类培养装置和自动化YSI监测系统分别设置于操 作台 （16） 上， 所述操作台 （16） 的下方设有四个可伸缩支撑架 （17） ， 均匀分布于操作台 （16） 底面的四个顶角位置处， 所述可伸缩支撑架 （17） 一端与操作台 （16） 的底面固定连接， 另一 端设有滑轮 （18） ， 所述滑轮 （18） 上设有用于锁定滑轮 （18） 的锁扣 （19） 。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111676119 A 2 一种藻类原位培养装置 技术领域 0001 本发明涉及藻类原位培养技术领域， 具体是一种藻类原位培养装置。 背景技术 0002 目前富营养。

9、化和水华问题普遍存在， 受到了国内外的广泛关注， 研究表明， 影响浮 游藻类生长的因素包括营养盐、 光照、 温度和水动力等， 其中， 光照是藻类进行光合作用的 基础， 光照强度不足或过大都不利于藻类生长， 藻类也会根据光照强度改变而发生垂向迁 移。 0003 关于水华的生消机理及防控已经开展了很多研究， 在这些研究中， 室内实验多用 于研究光照对藻类生长的影响， 另外原位实验在藻类的研究中应用也越来越广泛， 采用原 位实验在进行藻类的培养中， 通常需要控制单因子变量， 并尽量使实验条件保持原位性， 但 是， 随着光照强度的改变， 适宜藻类生长的水深、 真光层深度和混合层深度会发生复杂的变 化，。

10、 从而使藻类的培养实验条件缺乏原位性。 发明内容 0004 本发明的目的在于提供一种藻类原位培养装置， 以解决现有技术中采用原位实验 在进行藻类的培养中， 实验条件缺乏原位性的问题。 0005 为实现上述目的， 本发明提供如下技术方案： 本发明提供了一种藻类原位培养装置， 包括集成控制装置、 自动化光量子仪、 藻类培养 装置和自动化YSI监测系统， 集成控制装置通过传输线分别与自动化光量子仪、 藻类培养装 置和自动化YSI监测系统连接。 0006 进一步的， 自动化光量子仪包括第一卷扬机和光量子仪传感线， 集成控制装置、 第 一卷扬机和光量子仪传感线依次通过传输线连接， 光量子仪传感线远离第一。

11、卷扬机的一端 伸入水体表层以下， 光量子仪传感线上均匀分布有多个光量子仪感应器。 0007 进一步的， 相邻两个光量子仪感应器之间的距离为0.5m， 其中最上端的光量子仪 感应器设置于光量子仪传感线露出水体表层以上0.5m的位置处。 0008 进一步的， 光量子仪传感线伸入水体表层以下的一端设有重锤， 重锤与光量子仪 传感线可拆卸连接。 0009 进一步的， 藻类培养装置包括多个相互平行设置的第二卷扬机以及多个用于固定 和放置藻类培养容器的框架， 每个第二卷扬机一端通过传输线与集成控制装置连接， 另一 端通过传输线与框架连接， 框架设置于水体表层以下。 0010 进一步的， 连接框架的传输线端。

12、部分为35股， 且每股传输线的端部均设有用于 固定连接框架的卡口。 0011 进一步的， 框架固定和放置3n个藻类培养容器， 其中n为3或4， 每3个藻类培养容器 放置一排。 0012 进一步的， 自动化YSI监测系统包括第三卷扬机和YSI监测仪器， 集成控制装置、 第 说明书 1/5 页 3 CN 111676119 A 3 三卷扬机和YSI监测仪器依次通过传输线连接， YSI监测仪器设置于水体表层以下。 0013 进一步的， 集成控制装置包括光量子仪控制系统、 藻类培养装置调控系统和YSI监 测调控系统， 光量子仪控制系统、 藻类培养装置调控系统和YSI监测调控系统相互之间通过 连接线连接。

13、， 光量子仪控制系统、 藻类培养装置调控系统和YSI监测调控系统通过传输线分 别与自动化光量子仪、 藻类培养装置和自动化YSI监测系统连接； 集成控制装置还包括用于 设置和调控光量子仪控制系统、 藻类培养装置调控系统和YSI监测调控系统的设置操作面。 0014 进一步的， 该藻类原位培养装置还包括操作台， 集成控制装置、 自动化光量子仪、 藻类培养装置和自动化YSI监测系统分别设置于操作台上， 操作台的下方设有四个可伸缩 支撑架， 均匀分布于操作台底面的四个顶角位置处， 可伸缩支撑架一端与操作台的底面固 定连接， 另一端设有滑轮， 滑轮上设有用于锁定滑轮的锁扣。 0015 与现有技术相比， 本。

14、发明的有益效果是： 本发明提供的一种藻类原位培养装置， 集成控制装置控制自动化光量子仪对不同水深 梯度的光照强度进行测量， 并将光照强度测量结果传输至集成控制装置， 集成控制装置根 据光照强度的测量结果计算某一时刻的真光层深度； 集成控制装置控制多个第二卷扬机收 放传输线的长度， 将多个框架分别置于不同的水深， 对藻类水样进行培养； 集成控制装置控 制第三卷扬机收放传输线的长度， 将YSI监测仪器设置于水体表层以下， YSI监测仪器对培 养研究点的垂向水温等水体参数进行测量， 并将水体参数测量结果传输至集成控制装置； 根据实验目的的不同， 本发明的藻类原位培养装置可用于研究光照强度对藻类生长的。

15、影响 实验， 可用于不同真光层深度或混合层深度对藻类生长的影响实验， 可用于营养盐的添加 量对藻类生长的影响实验， 还可用于进行黑白瓶法测定浮游植物初级生产力的实验。 本发 明的藻类原位培养装置的原理简单， 便于设置对照实验和平行实验， 操作方便， 更好的控制 实验变量， 有利于更好的实现实验目的， 具有实用性和适用性。 附图说明 0016 图1是本发明实施例提供的一种藻类原位培养装置的结构示意图； 图2是本发明实施例提供的一种藻类原位培养装置中自动化光量子仪的结构示意图； 图3是本发明实施例提供的一种藻类原位培养装置中藻类培养装置的结构示意图； 图4是本发明实施例提供的一种藻类原位培养装置中。

16、自动化YSI监测系统的结构示意 图； 图5是本发明实施例提供的一种藻类原位培养装置中集成控制装置的结构示意图。 0017 图中： 1-集成控制装置、 2-光量子仪控制系统、 3-藻类培养装置调控系统、 4-YSI监 测调控系统、 5-连接线、 6-传输线、 7-第一卷扬机、 8-光量子仪传感线、 9-光量子仪感应器、 10-重锤、 11-第二卷扬机、 12-藻类培养容器、 13-框架、 14-第三卷扬机、 15-YSI监测仪器、 16-操作台、 17-可伸缩支撑架、 18-滑轮、 19-锁扣、 20-设置操作面。 具体实施方式 0018 下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术。

17、方案进行清楚、 完 整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于 本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 说明书 2/5 页 4 CN 111676119 A 4 实施例， 都属于本发明保护的范围。 0019 如图1、 图5所示， 本发明实施例提供的一种藻类原位培养装置， 包括集成控制装置 1、 自动化光量子仪、 藻类培养装置和自动化YSI监测系统， 集成控制装置1通过传输线6分别 与自动化光量子仪、 藻类培养装置和自动化YSI监测系统连接。 0020 如图2所示， 自动化光量子仪包括第一卷扬机7和光量子仪传。

18、感线8， 集成控制装置 1、 第一卷扬机7和光量子仪传感线8依次通过传输线6连接， 光量子仪传感线8远离第一卷扬 机7的一端伸入水体表层以下， 光量子仪传感线8上均匀分布有多个光量子仪感应器9； 集成 控制装置1控制第一卷扬机7收放传输线6的长度， 可以将光量子仪传感线8置于水体表层以 下。 0021 相邻两个光量子仪感应器9之间的距离为0.5m， 其中最上端的光量子仪感应器9设 置于光量子仪传感线8露出水体表层以上0.5m的位置处； 多个光量子仪感应器9的设置可同 时测量不同水深梯度的光照强度， 并将光照强度测量结果传输至集成控制装置1， 集成控制 装置1根据光照强度的测量结果计算某一时刻的。

19、真光层深度。 0022 光量子仪传感线8伸入水体表层以下的一端设有重锤10， 重锤10与光量子仪传感 线8可拆卸连接； 当水体流速较大时， 重锤10的设置可以保持测量水深的精度。 0023 如图3所示， 藻类培养装置包括多个相互平行设置的第二卷扬机11以及多个用于 固定和放置藻类培养容器12的框架13， 每个第二卷扬机11一端通过传输线6与集成控制装 置1连接， 另一端通过传输线6与框架13连接， 框架13设置于水体表层以下； 当研究不同水深 对藻类生长的影响时， 集成控制装置1控制多个第二卷扬机11收放传输线6的长度， 将多个 框架13分别置于不同的水深， 对藻类水样进行培养。 0024 连。

20、接框架13的传输线6端部分为35股， 且每股传输线6的端部均设有用于固定连 接框架13的卡口。 0025 框架13固定和放置3n个藻类培养容器12， 其中n为3或4， 每3个藻类培养容器12放 置一排， 便于在同一水深设置多组实验组， 进行对照实验， 同时便于每一个藻类水样进行平 行实验。 0026 如图4所示， 自动化YSI监测系统包括第三卷扬机14和YSI监测仪器15， 集成控制装 置1、 第三卷扬机14和YSI监测仪器15依次通过传输线6连接， YSI监测仪器15设置于水体表 层以下； 集成控制装置1控制第三卷扬机14收放传输线6的长度， 将YSI监测仪器15设置于水 体表层以下， YS。

21、I监测仪器15对培养研究点的垂向水温等水体参数进行测量， 并将水体参数 测量结果传输至集成控制装置1。 0027 如图5所示， 集成控制装置1包括光量子仪控制系统2、 藻类培养装置调控系统3和 YSI监测调控系统4， 光量子仪控制系统2、 藻类培养装置调控系统3和YSI监测调控系统4相 互之间通过连接线5连接， 光量子仪控制系统2、 藻类培养装置调控系统3和YSI监测调控系 统4通过传输线6分别与自动化光量子仪、 藻类培养装置和自动化YSI监测系统连接； 集成控 制装置1还包括用于设置和调控光量子仪控制系统2、 藻类培养装置调控系统3和YSI监测调 控系统4的设置操作面20。 0028 如图1。

22、所示， 该藻类原位培养装置还包括操作台16， 集成控制装置1、 自动化光量子 仪、 藻类培养装置和自动化YSI监测系统分别设置于操作台16上， 操作台16的下方设有四个 可伸缩支撑架17， 均匀分布于操作台16底面的四个顶角位置处， 可伸缩支撑架17一端与操 说明书 3/5 页 5 CN 111676119 A 5 作台16的底面固定连接， 可伸缩支撑架17的设置便于调节操作台16的高度， 满足实验需求， 另一端设有滑轮18， 滑轮18上设有用于锁定滑轮18的锁扣19， 滑轮18的设置便于移动操作 台16， 在实验过程中， 利用锁扣19将滑轮18固定， 防止操作台16移动。 0029 实施例1。

23、： 实验目的： 采用本发明的藻类原位培养装置进行黑白瓶法测定浮游植物初级生产力的 实验。 0030 将两组装有藻类水样的藻类培养容器12固定和放置于一个框架13内， 每组有3个 装有藻类水样的藻类培养容器12， 进行平行实验， 其中一组藻类培养容器12用黑胶布包上， 并包以铅箔； 通过设置操作面20设置和调控藻类培养装置调控系统3， 藻类培养装置调控系统3控制 一个第二卷扬机11收放传输线6的长度， 将一个框架13置于水体表层以下0.2m的位置处， 分 别对藻类水样进行培养； 在培养过程中， 通过设置操作面20设置和调控YSI监测调控系统4， YSI监测调控系统4 控制第三卷扬机14收放传输线。

24、6的长度， 将YSI监测仪器15置于水体表层以下0.2m的位置 处， YSI监测仪器15每隔1h对培养研究点 （水体表层以下0.2m的位置处） 的水温等水体参数 进行测量， 并将测量结果实时传输至集成控制装置1； 按照实验需求进行取样， 收集系统数据用于实验分析。 0031 实施例2： 实验目的： 研究真光层深度内不同培养水深对藻类生长的影响。 0032 将五组装有藻类水样的藻类培养容器12分别固定和放置于五个框架13内， 每组有 3个装有藻类水样的藻类培养容器12， 进行平行实验； 通过设置操作面20设置和调控光量子仪控制系统2， 光量子仪控制系统2同时控制所有 光量子仪感应器9每隔1h对不。

25、同水深的光照强度进行测量， 并将光照强度测量结果传输至 集成控制装置1， 集成控制装置1根据光照强度测量结果计算出藻类水样培养的真光层深 度； 通过设置操作面20设置和调控藻类培养装置调控系统3， 藻类培养装置调控系统3控制 五个第二卷扬机11收放传输线6的长度， 五个第二卷扬机11将五个框架13分别置于水体表 层以下0.2m、 上述真光层深度的30%、 50%、 70%和100%对应的水深， 分别对藻类水样进行培 养； 在培养过程中， 通过设置操作面20设置和调控YSI监测调控系统4， YSI监测调控系统4 控制第三卷扬机14收放传输线6的长度， 将YSI监测仪器15每隔1h从水体表层投放至。

26、水体底 层， 再从水体底层上升到水体表层， 对培养研究点的垂向水温等水体参数进行测量， 并将测 量结果实时传输至集成控制装置1； 按照实验需求进行取样， 收集系统数据用于实验分析。 0033 实施例3： 实验目的： 研究混合层深度内不同培养水深对藻类生长的影响。 0034 将三组装有藻类水样的藻类培养容器12分别固定和放置于三个框架13内， 每组有 3个装有藻类水样的藻类培养容器12， 进行平行实验； 设置混合层深度为水体表层以下0.5m 的水深； 说明书 4/5 页 6 CN 111676119 A 6 通过设置操作面20设置和调控藻类培养装置调控系统3， 藻类培养装置调控系统3控制 三个第。

27、二卷扬机11收放传输线6的长度， 三个第二卷扬机11将三个框架13分别置于混合层 深度的50%、 100%和150%对应的水深， 分别对藻类水样进行培养； 在培养过程中， 通过设置操作面20设置和调控YSI监测调控系统4， YSI监测调控系统4 控制第三卷扬机14收放传输线6的长度， 将YSI监测仪器15每隔1h从水体表层投放至水体底 层， 再从水体底层上升到水体表层， 对培养研究点的垂向水温等水体参数进行测量， 并将测 量结果实时传输至集成控制装置1； 按照实验需求进行取样， 收集系统数据用于实验分析。 0035 根据实验目的的不同， 本发明的藻类原位培养装置可用于研究光照强度对藻类生 长的。

28、影响实验， 可用于不同真光层深度或混合层深度对藻类生长的影响实验， 可用于营养 盐的添加量对藻类生长的影响实验， 还可用于进行黑白瓶法测定浮游植物初级生产力的实 验。 本发明的藻类原位培养装置的原理简单， 便于设置对照实验和平行实验， 操作方便， 更 好的控制实验变量， 有利于更好的实现实验目的， 具有实用性和适用性。 0036 对于本领域技术人员而言， 显然本发明不限于上述示范性实施例的细节， 而且在 不背离本发明的精神或基本特征的情况下， 能够以其他的具体形式实现本发明。 因此， 无论 从哪一点来看， 均应将实施例看作是示范性的， 而且是非限制性的， 本发明的范围由所附权 利要求而不是上述说明限定， 因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有 变化囊括在本发明内。 不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。 说明书 5/5 页 7 CN 111676119 A 7 图1 说明书附图 1/4 页 8 CN 111676119 A 8 图2 说明书附图 2/4 页 9 CN 111676119 A 9 图3 图4 说明书附图 3/4 页 10 CN 111676119 A 10 图5 说明书附图 4/4 页 11 CN 111676119 A 11 。