一种用于在一水性环境中检测一溶解的气态杂质的设备及方法，包括一管体或一采样器、一真空泵浦及一容纳室。所述管体用于隔离液体表面，所述采样器用于从所述水性环境中获取所述液体样品，所述真空泵浦被设置在施加一真空的位置，以由所述表面蒸发到所述真空中，所述容纳室用于容纳蒸发的气体，然后可以使用电化学方法或光谱法对所述蒸发的气体进行分析。所述设备可用于检测鱼池中的氨气的含量程度或实际上可能溶解在水中的任何杂质。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】鱼塘及类似环境中的物质特别是氨气的浓度的实时监测
及
技术介绍
本专利技术在其一些实施例中涉及监测多个溶液中的物质的浓度，所述物质更具体地但不限于涉及溶解在水中的多个污染物，特别是涉及水产养殖及多个鱼池中的多个污染物，例如：氨气。由于世界人口增长而需要生产更大量的食物的需求是农业及水产养殖生产系统增强化的驱动力之一。当前有多种养殖鱼类的方法，从广泛的生产池塘(其中所述鱼类的密度大约等于或低于每1立方米一条鱼，并且取决于维持水质的多个自然手段)到能够回收所述水及每1立方米生产约100倍的鱼类的多个系统。本领域的多个改进引起了对所述多个生产系统中所使用的所述水质进行密切监控的需要，在多个水产养殖中最重要的所述多个因素中的一个是所述池水中的多个氨气(NH3)浓度的含量程度。氨气被认为对鱼类有剧毒，甚至0.06百万分率(ppm)的多个低浓度也足以对鱼类造成长期压力，导致鱼鳃及肾脏组织受损，而0.6百万分率的多个浓度已被认为对一些鱼类具有致死性，一些物种可能对低至0.1百万分率的多个浓度敏感。氨气作为多个蛋白质的脱氨作用的一最终过程而出现在水中。氨气既可以是多个鱼类代谢物的一产物，也可以来自于水中未食用的食物。由于鱼类食品通常含有多个高含量程度的蛋白质(最高60％的蛋白质)。因此，多个氨气的所述多个含量程度可能会变得有毒的可能性一直备受关注。水中的氨气的所述多估含量程可以快速变化，并且取决于水中存在的许多因素。植物、藻类及细菌消耗氨气作为一能量来源，因此可以降低水中的氨气的含量程度。有一些非生物因素会影响毒性，例如：pH值、温度、碱性及盐度。为了保持鱼类健康及生长，必须每天监测氨气的多个含量程度。现有的监测多个氨气的含量程度的多个设备可以分为湿式系统及干式系统，所述湿式系统用于测量溶解在液体中的氨气，而所述干式系统则用于监测气相中的氨气。用于测量水中氨气的大多数测试系统都是基于多个化学反应，其中许多测试系统将水中的总氨氮(TAN)算作多个NH4+分子的含量程度，然后使用pH值及多个温度图表来计算所述NH3+的多个浓度NH3(aq)+H2O(l)<->NH4+(aq)+OH-(aq)。这些易于使用的系统不考虑白天发生的变化，例如：日间的藻类活动，因此所述多个系统的范围受到限制。所述多个系统中的大多数均基于多个比色结果，所述多个比色结果是主观的，并且会受到池塘的水的背景色的影响。还有其他系统可以利用NH4+分子的所述电荷实时监测氨气的多个含量程度，并且根据所述多个pH值及温度计算所述氨气旳含量程度。然而，当所述池塘的水中存在其他可溶性离子时，所述多个系统往往会产生多个错误的结果。
技术实现思路
本专利技术的多个实施例将被测试的水的一样品蒸发到一有效的真空中并使用光谱学来确定氨气或任何其他指定物质的数量。此外，本专利技术的多个实施例可用于根据所述多个成分的光谱特征来分析例如血液、尿液、汗液、唾液、各种饮料等多个液体中的其他成分的浓度。特别地，可以基于公知的氧气在60吉赫(GHz)下的吸收线，使用所述方法来进行多个池塘及其他液体中的所述氧气浓度。根据本专利技术的一些实施例的一方面，提供了一种于在一水性环境中检测一溶解的气态杂质的设备，所述设备包括：真空泵，被设置在对一隔离的液体的表面上施加一真空，使所述表面蒸发到所述真空中；及一容纳室，用于容纳来自于所述样品的蒸发气体。多个实施例可以包括一光谱检测单元，以检测所述蒸发气体的多个光谱信号，从而识别所述水性环境中的所述气态杂质或识别所述气态杂质的一浓度。所述光谱检测单元可包括一辐射源及一检测器，并且所述光谱检测单元可以内置在所述保持单元中。所述光谱检测单元可被配置为使用傅里叶变换红外线(FTIR)光谱学。一实施例可以包括一电化学检测器单元，所述电化学检测器单元被配置为识别所述气态杂质。所述采样器可以是耐真空的，所述采样器在一端处包括一阀门，所述阀门为可开启的，以获取所述液体样品，并且所述阀门在从另一端对所述样品的一表面施加所述真空之前为可关闭的。在一实施例中，所述容纳室是可卸除的，以用于远程光谱分析。在一实施例中，所述检测器单元被配置为检测氨，或检测氨或其他水性物质的一浓度。在一实施例中，所述水性环境是一水产养殖环境。根据本专利技术的另一方面，提供了一种在一水性环境中检测多个溶解的气态杂质的方法，所述方法包括：获得所述水性环境的一样品容积；在所述样品容积的一表面上方施加一真空；使所述样品容积蒸发到所述真空中；及对所述蒸发物进行测量，以检测一气态杂质。所述测量是使用电化学检测来获得。所述测量是使用光谱学来获得，例如：傅里叶变换红外线(FTIR)光谱学。本方法可以用于检测氨气的一浓度，并且所述水性环境可以是一水产养殖环境。替代地，所述水性环境可以是供人类饮用的一液体。在多个实施例中，多个测量装置可以漂浮在一水体上，并且可以将多个测量值传输到一中心位置，以提供对所述水体的实时监测。所述多个装置可以包括一发射机及例如一全球定位系统(GPS)的一位置检测器，所述多个装置可以系泊或自由漂浮，并且可以由电池或太阳能供电，所述多个设备可以是多个物联网(IOT)设备，以用于适应性连接。除非另外定义，否则本文所使用的所有技术术语和/或科学术语都具有与本专利技术所属领域的普通技术人员通常所理解的相同的意义。虽然本专利技术的实施方式可以通过类似或等同于本专利技术的实施方式所述的任何方法和材料实施或测试，本专利技术的实施方式、列举的方法和/或材料已在下面描述。在冲突的情况下，将以本专利说明书并且包括定义为准。此外，材料、方法和实施方式仅是举例性质，并且不必然用以限制。附图说明本专利技术的一些实施例在此仅通过举例的方式并参考多个附图来描述，通过详细说明附图具体的参考资料，应当强调所示的细节仅为举例，用以说明本专利技术实施例的目的。基于这点，结合所述附图及描述使得本领域技术人员能清楚的实施本专利技术的实施例。在附图中：图1A是示出根据本专利技术的一实施例的池塘水采样的一简化图；图1B是示出图1A的所述池塘水采样的一变型的一简化图；图2A是可用于本专利技术的多个实施例的一采样方法的一流程图；图2B是图2A所示的所述方法的一变型的一流程图；图3A是用于根据本专利技术的多个实施例的一样品的傅里叶变换红外线(FTIR)光谱的一光学设置的一图示；图3B是图3A的一部分的一细节；图4是表示将一气体室插入用于FTIR的一测定装置中的一照片；图5是示出根据本专利技术的多个实施例的用于多个样品的受控温度测量的一实验性设置的一照片。图6是表示使用本专利技术的多个实施例得到的针对多个不同的氨气浓度的多个光谱吸收线的多个实验结果的一图表。图7是示出了从图6的所述图表中确定的多个吸收线与氨气浓度之间的关系的一简化的图表；图8是表示使用本专利技术的多个实施例在多个不同的温度下针对一单一氨气浓度得到的多个光谱吸收线的多个本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于在一水性环境中检测一溶解的气态杂质的设备，其特征在于：所述设备包括：/n一开口，用于所述水性环境的液体；/n一真空泵浦，被设置在对所述液体上施加一真空的位置，以使所述液体蒸发到所述真空中；及/n一容纳室，用于容纳来自于所述样品的蒸发气体。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170811 US 62/544,0031.一种用于在一水性环境中检测一溶解的气态杂质的设备，其特征在于：所述设备包括：
一开口，用于所述水性环境的液体；
一真空泵浦，被设置在对所述液体上施加一真空的位置，以使所述液体蒸发到所述真空中；及
一容纳室，用于容纳来自于所述样品的蒸发气体。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述设备还包括一光谱检测单元，所述光谱检测单元被配置为检测所述蒸发气体的多个光谱信号，从而识别所述水性环境中的所述气态杂质或识别所述气态杂质的一浓度。
3.如权利要求2所述的设备，其特征在于：所述光谱检测单元包括一辐射源及一检测器。
4.如权利要求2或3所述的设备，其特征在于：所述光谱检测单元被配置为使用傅里叶变换红外线(FTIR)光谱学。
5.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述设备还包括一电化学检测器单元，所述电化学检测器单元被配置为识别所述气态杂质。
6.如前述权利要求的任一项所述的设备，其特征在于：所述设备包括一采样器，所述采样器用于容纳所述液体的一样本，所述采样器具有一第一端及一第二端，并且所述采样器是耐真空的，其中所述采样器在所述第一端处包括一阀门，所述阀门为可开启的，以获取所述样品，并且所述阀门在从所述第二端对所述样品的一表面施加所述真空之前为可关闭的。
7.如前述权利要求的任一项所述的设备，其特征在于：所述容纳室是可卸除的，以用于远程光谱分析。
8.如权利要求2至7任一项所述的设备，其特征在于：所述检测器单元被配置为检测氨气，或检测氨气或其他溶解的物质的一浓度。
9.如前述权利要求的任一项所述的设备，其特征在于：所述水性环境是一水产养殖环境。
10.一种在一水性环境中检测多个溶解的气...
【专利技术属性】
技术研发人员：阿米尔·阿布拉莫维奇，纳夫塔利·戈德史利格，席南·哈帕兹，阿哈伦·格林伯格，亚历山大·舒尔辛格，
申请(专利权)人：阿里尔科学创新有限公司，以色列国家农业部，农村发展农业研究组织·沃尔卡尼中心，以色列国家农业和农村发展部，
类型：发明
国别省市：以色列;IL
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。