RU2753651C1 - Autonomous underwater fluorimeter probe - Google Patents
Autonomous underwater fluorimeter probe Download PDFInfo
- Publication number
- RU2753651C1 RU2753651C1 RU2021100300A RU2021100300A RU2753651C1 RU 2753651 C1 RU2753651 C1 RU 2753651C1 RU 2021100300 A RU2021100300 A RU 2021100300A RU 2021100300 A RU2021100300 A RU 2021100300A RU 2753651 C1 RU2753651 C1 RU 2753651C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fluorescence
- probe
- wavelength
- processing system
- data processing
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/6486—Measuring fluorescence of biological material, e.g. DNA, RNA, cells
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к приборостроению для проведения исследований параметров морской воды методами спектрофлуорометрии и может быть использовано в экологии, лимнологии, океанологии в качестве устройства для in situ исследований функционирования фитопланктонных сообществ и процессов распределения растворенных органических веществ, а также для мониторинга антропогенного загрязнения морских и пресноводных акваторий.The invention relates to instrumentation for studying the parameters of seawater by spectrofluorometry and can be used in ecology, limnology, oceanology as a device for in situ studies of the functioning of phytoplankton communities and the processes of distribution of dissolved organic substances, as well as for monitoring anthropogenic pollution of marine and freshwater areas.
Известен флуориметр, предназначенный для установки на управляемые подводные аппараты (п. США №8017928 В2). Прибор представляет из себя герметичный корпус из двух блоков, в одном из которых смонтирован источник возбуждающего излучения на базе мощного светодиода с оптической системой фокусировки этого излучения в толщу воды, а во втором собран высокочувствительный фотодиодный датчик флуоресценции. Прибор производит регистрацию флуоресценции растворенных в воде загрязняющих веществ непосредственно в толще воды, без использования проточной кюветы.Known fluorimeter designed for installation on controlled underwater vehicles (p. US No. 8017928 B2). The device is a sealed case of two blocks, one of which contains a source of exciting radiation based on a powerful LED with an optical system for focusing this radiation into the water column, and the second contains a highly sensitive photodiode fluorescence sensor. The device records the fluorescence of pollutants dissolved in water directly in the water column, without using a flow cell.
Также известен зонд-флуориметр для измерения концентрации хлорофилла А, использующий в качестве источника возбуждения флуоресценции мощный светодиод, излучающий на длине волны 350 нм (в.з. Китая №101403695 А). Прибор представляет из себя погружаемый в воду герметичный корпус из нержавеющей стали, в котором установлена система обработки данных на базе микроконтроллера, на которую подается сигнал с высокочувствительного фотодиода. Прибор не имеет встроенной памяти для записи результатов измерений и требует постоянного подключения к ПК.Also known is a fluorometer probe for measuring the concentration of chlorophyll A, which uses a powerful light-emitting diode emitting at a wavelength of 350 nm as a fluorescence excitation source (China No. 101403695 A). The device is a sealed stainless steel body immersed in water, in which a data processing system based on a microcontroller is installed, to which a signal from a highly sensitive photodiode is supplied. The device has no built-in memory for recording measurement results and requires a permanent connection to a PC.
Основными недостатками известных решений является использование для возбуждения флуоресценции некогерентного светодиодного источника излучения, что уменьшает точность измерений и увеличивает энергопотребление. Кроме этого, известные решения не регистрируют такие вспомогательные оптические параметры, как комбинационное рассеяния (КР) воды, флуоресценцию растворенных органических веществ (РОВ), необходимые для нормирования и корректировки измеренных значений флуоресценции хлорофилла А, что уменьшает точность измерений.The main disadvantages of the known solutions is the use of an incoherent LED radiation source for fluorescence excitation, which reduces the measurement accuracy and increases power consumption. In addition, the known solutions do not register such auxiliary optical parameters as Raman scattering (RS) of water, fluorescence of dissolved organic substances (DOM), which are necessary for normalizing and correcting the measured values of chlorophyll A fluorescence, which reduces the measurement accuracy.
Известен двухканальный флуориметр для регистрации и измерения динамики дифференциального флуоресцентного сигнала нано- и микрообъектов, являющийся по технической сущности наиболее близким к предлагаемому. Флуориметр, выполнен в виде гермокорпуса с верхней и нижней крышками, содержит герметичную кювету с измерительной камерой с крышкой, аккумуляторы, высокочувствительные фотодиоды в комбинации с интерференционными светофильтрами с герметичными иллюминаторами, мощный светодиодный источник излучения с системой фокусировки и герметичным иллюминатором, блок АЦП, систему обработки данных на базе микроконтроллера, а также оборудован датчиками измерения температуры и давления (п. РФ №2375701 С1).Known two-channel fluorometer for recording and measuring the dynamics of the differential fluorescent signal of nano- and micro-objects, which is technically the closest to the proposed one. The fluorimeter is made in the form of a sealed case with top and bottom covers, contains a sealed cuvette with a measuring chamber with a lid, batteries, highly sensitive photodiodes in combination with interference filters with sealed windows, a powerful LED radiation source with a focusing system and a sealed window, an ADC unit, a processing system data on the basis of a microcontroller, and also equipped with sensors for measuring temperature and pressure (p. RF №2375701 C1).
Основным недостатком данного решения является также использование в качестве источника возбуждения флуоресценции некогерентного светодиодного источника, генерирующего как излучение в заданном диапазоне длин волн, так и "паразитное" излучение в широком спектральном диапазоне и требующего сложной оптической системы фокусировки и дорогостоящих узкополосных интерференционных фильтров, что снижает интенсивность возбуждающего излучения и ухудшает энергоэффективность прибора, увеличивает габариты прибора и уменьшает его надежность. Кроме этого, у светодиодных источников присутствует зависимость длины волны возбуждающего излучения от температуры прибора, что дополнительно снижает точность измерений за счет того, что вариации длины волны возбуждающего излучения приводят к вариациям регистрируемых сигналов флуоресценции и таким образом входят в ошибку результирующих измерений.The main disadvantage of this solution is also the use of an incoherent LED source as a source of fluorescence excitation, which generates both radiation in a given wavelength range and "spurious" radiation in a wide spectral range and requires a complex optical focusing system and expensive narrow-band interference filters, which reduces the intensity exciting radiation and deteriorates the energy efficiency of the device, increases the dimensions of the device and reduces its reliability. In addition, LED sources have a dependence of the excitation radiation wavelength on the device temperature, which further reduces the measurement accuracy due to the fact that variations in the excitation radiation wavelength lead to variations in the recorded fluorescence signals and thus enter into the error of the resulting measurements.
Устройство регистрирует флюоресценцию различных нано и микрообъектов, а также температуру и давление среды, но не регистрирует вспомогательные оптические параметры, например, такие как комбинационное рассеяния воды, флуоресценцию растворенных органических веществ (РОВ) и другие, необходимые для нормирования и корректировки измеренных значений флуоресценции. Кроме того, в прототипе используют измерительную камеру, через которую вода прокачивается посредством насоса, что увеличивает потребление энергии и снижает автономность.The device registers the fluorescence of various nano and micro-objects, as well as the temperature and pressure of the medium, but does not register auxiliary optical parameters, for example, such as Raman scattering of water, fluorescence of dissolved organic substances (DOM) and others necessary for normalizing and correcting the measured fluorescence values. In addition, the prototype uses a measuring chamber through which water is pumped through a pump, which increases energy consumption and reduces autonomy.
Решаемая проблема - расширение ассортимента автономных подводных" зондов-флуориметров.The problem being solved is the expansion of the range of autonomous underwater "probes-fluorimeters.
Технический результат - предложенная конструкция зонда позволяет получить высокую точность регистрации излучения флуоресценции (чувствительность к излучению флуоресценции), обеспечивает низкое энергопотребление, повышенную автономность, имеет малые габаритные размеры и высокую надежность.EFFECT: proposed design of the probe allows to obtain high accuracy of registration of fluorescence radiation (sensitivity to fluorescence radiation), provides low power consumption, increased autonomy, has small overall dimensions and high reliability.
Проблема решается автономным подводным зондом - флуориметром для измерения биооптических параметров морской воды, включающим гермокорпус с верхней и нижней крышками, содержащий систему обработки данных на базе микроконтроллера, блок АЦП, аккумуляторы, датчики температуры и давления забортной воды, установленные в верхней крышке, а также, содержащий герметично установленные в нижней крышке корпуса датчики - сателлиты, включающие соединенные с системой обработки данных когерентный источник возбуждения в виде полупроводникового лазера, излучающего на длине волны 447 нм с оптической системой фокусировки и герметичным иллюминатором, высокочувствительные фотодиоды с пиковой чувствительностью на длине волны 690 нм и соответствующими оптическими фильтрами и фокусирующими линзами, регистрирующие интенсивность лазерного излучения, излучение флуоресценции хлорофилла "А" комбинационное рассеяние воды и флуоресценцию растворенных органических веществ.The problem is solved by an autonomous underwater probe - a fluorimeter for measuring the bio-optical parameters of seawater, including a pressurized housing with upper and lower covers, containing a data processing system based on a microcontroller, an ADC unit, batteries, seawater temperature and pressure sensors installed in the upper cover, as well as, containing satellites hermetically installed in the bottom cover of the housing, including a coherent excitation source connected to the data processing system in the form of a semiconductor laser emitting at a wavelength of 447 nm with an optical focusing system and a sealed window, high-sensitivity photodiodes with a peak sensitivity at a wavelength of 690 nm, and appropriate optical filters and focusing lenses, recording the intensity of laser radiation, fluorescence emission of chlorophyll "A", Raman scattering of water and fluorescence of dissolved organic substances.
На Фиг. 1 показано расположение иллюминаторов источника возбуждения и датчиков-саттелитов, где 1 - приемное окно датчика флуоресценции хлорофилла А; 2 - сателлит-излучатель, содержащий в своем составе мощный полупроводниковый лазер; 3 - датчик-сателлит, предназначенный для регистрации интенсивности лазерного излучения; 4 - датчик-сателлит, регистрирующий интенсивность пика комбинационного рассеяния (КР) воды; 5 - датчик -сателлит регистрирующий интенсивность флуоресценции растворенных органических веществ (РОВ).FIG. 1 shows the location of the windows of the excitation source and satellite sensors, where 1 is the receiving window of the chlorophyll A fluorescence sensor; 2 - a satellite-emitter containing a powerful semiconductor laser; 3 - satellite sensor designed to register the intensity of laser radiation; 4 - satellite sensor registering the intensity of the Raman scattering (RR) peak of water; 5 - satellite sensor registering the intensity of fluorescence of dissolved organic substances (DOM).
На Фиг. 2 приведена принципиальная схема заявляемого зонда-флуориметра, где 1.1 - фотодиод датчика флуоресценции хлорофилла, 1.2 - оптический фильтр датчика флуоресценции, 2.1 - полупроводниковый лазер с системой оптической фокусировки; 3.1 - фотодиод датчика интенсивности лазерного излучения; 3.2 - оптический фильтр датчика интенсивности лазерного излучения; 4.1- фотодиод датчика КР; 4.2 - оптический фильтр датчика КР; 5.1 - фотодиод датчика флуоресценции РОВ; 4.2 - оптический фильтр датчика флуоресценции РОВ; 6 -система обработки данных на базе микроконтроллера; 7 - АЦП; 8 - датчик температуры забортной воды; 9 - датчик давления; 10 - энергонезависимая память; 11 - блок питания.FIG. 2 shows a schematic diagram of the proposed fluorometer probe, where 1.1 is a photodiode of a chlorophyll fluorescence sensor, 1.2 is an optical filter of a fluorescence sensor, 2.1 is a semiconductor laser with an optical focusing system; 3.1 - photodiode of the laser radiation intensity sensor; 3.2 - optical filter of the laser radiation intensity sensor; 4.1- photodiode of the KR sensor; 4.2 - optical filter of the KR sensor; 5.1 - photodiode of the DOM fluorescence sensor; 4.2 - optical filter of the DOM fluorescence sensor; 6 - data processing system based on a microcontroller; 7 - ADC; 8 - seawater temperature sensor; 9 - pressure sensor; 10 - nonvolatile memory; 11 - power supply unit.
На Фиг. 3 приведена фотография нижней крышки зонда флуориметра.FIG. 3 shows a photograph of the bottom cover of the fluorimeter probe.
Автономный подводный зонд-флуориметр представляет из себя герметичный металлический корпус, имеющий верхнюю и нижнюю крышки. Внутри корпуса расположены батареи большой емкости, например, литиевые, а также система обработки данных на базе микроконтроллера (6). На верхней крышке прибора расположены датчики, измеряющие температуру (8) и давление забортной воды (9). В центральной части нижней крышки прибора расположено приемное окно (1) датчика, регистрирующего интенсивность флуоресценции хлорофилла А, сателлит-излучатель (2.1), содержащий в своем составе мощный полупроводниковый лазер излучающий на длине волны 447 нм., сблокированный с оптической системой фокусировки, а также датчики-саттелиты, предназначенные для регистрации интенсивности лазерного излучения (3), пика комбинационного рассеяния (КР) воды (4) и интенсивность флуоресценции растворенных органических веществ (РОВ) (5). Все датчики располагаются под прямыми углами друг к другу по осям декартовой системы координат.An autonomous underwater fluorometer probe is a sealed metal case with top and bottom covers. Inside the case there are large-capacity batteries, for example, lithium, as well as a data processing system based on a microcontroller (6). On the top cover of the device there are sensors that measure temperature (8) and seawater pressure (9). In the central part of the bottom cover of the device there is a receiving window (1) of a sensor that records the intensity of chlorophyll A fluorescence, a satellite-emitter (2.1) containing a powerful semiconductor laser emitting at a wavelength of 447 nm, interlocked with an optical focusing system, and satellite sensors designed to register the intensity of laser radiation (3), the peak of Raman scattering (RS) of water (4) and the intensity of fluorescence of dissolved organic substances (DOM) (5). All sensors are located at right angles to each other along the axes of the Cartesian coordinate system.
В качестве источника возбуждения флуоресценции (2.1) используют полупроводниковый лазер, обладающий высоким КПД и генерирующим когерентное излучение на строго заданной длине волны 447 нм, например, типа PL-ТВ450 В.A semiconductor laser with high efficiency and generating coherent radiation at a strictly specified wavelength of 447 nm, for example, of the PL-TB450 V type, is used as a source of fluorescence excitation (2.1).
Зонд способен автономно работать на глубинах до 100 метров на протяжении четырех суток и производить измерение биооптических параметров в толще воды, без использования насоса, прокачивающего воду через измерительную кювету.The probe is capable of autonomously operating at depths of up to 100 meters for four days and measuring bio-optical parameters in the water column, without using a pump pumping water through the measuring cuvette.
Дополнительно установленные датчики-саттелиты (3-5) позволяют расширить информацию о состоянии фитопланктонных сообществ и их функционировании и повысить точность измерения флуоресценции хлорофилла-А.The additionally installed satellite sensors (3-5) make it possible to expand information on the state of phytoplankton communities and their functioning and to increase the accuracy of measuring the fluorescence of chlorophyll-A.
Устройство работает следующим образом. Перед погружением зонда-флуориметра в воду с него снимается верхняя крышка, под которой расположены установленные на плате системы обработки данных (6) выключатель "работа / сон" и разъем MicroUSb микрококонтроллера для подключения к рабочему компьютеру. Зонд дата-кабелем подключается к компьютеру, при помощи которого задаются основные параметры измерения, после чего выключатель "работа/сон" переводится в положение "работа", крышка герметично закрывается и зонд погружается в воду.The device works as follows. Before immersing the fluorimeter probe in water, the top cover is removed from it, under which are located the "work / sleep" switch and the MicroUSb connector of the microcontroller for connection to a working computer installed on the data processing system board (6). The probe is connected to a computer via a data cable, with the help of which the basic measurement parameters are set, after which the "work / sleep" switch is set to the "work" position, the lid is hermetically closed and the probe is immersed in water.
В режиме "работа", микроконтроллер системы обработки данных (6) (Фиг. 2), через заданные временные интервалы, подает сигнал на включение полупроводникового лазера (2.1), установленного в сателлите и работающего на длине волны 447 нм, являющейся оптимальной для одновременной регистрации флуоресценции хлорофилла А, флуоресценции РОВ на длине волны 500 нм и комбинационного рассеяния воды на длине волны 532 нм (Попик А.Ю. Динамика спектров лазерной индуцированной флуоресценции хлорофилла-а фитопланктона в условиях меняющихся параметров внешней среды Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Владивосток 2015 стр. 17. Рис 1.2).In the "work" mode, the microcontroller of the data processing system (6) (Fig. 2), at specified time intervals, gives a signal to turn on the semiconductor laser (2.1) installed in the satellite and operating at a wavelength of 447 nm, which is optimal for simultaneous recording fluorescence of chlorophyll A, fluorescence of DOM at a wavelength of 500 nm and Raman scattering of water at a wavelength of 532 nm (Popik A.Yu. Dynamics of spectra of laser-induced fluorescence of phytoplankton chlorophyll-a in conditions of changing environmental parameters Thesis for the degree of candidate of physical and mathematical Sciences Vladivostok 2015 p. 17. Figure 1.2).
В результате воздействия оптического излучения в воде возникают следующие оптические эффекты: упругое рассеяние на длине волны излучения лазера, комбинационное рассеяние на молекулах воды, пропорциональное интенсивности возбуждающего излучения лазера, флуоресценция, содержащегося в клетках фитопланктона хлорофилла А, флуоресценция, растворенных органических веществ (РОВ), возникших в результате жизнедеятельности фитопланктона, поднявшихся со дна, или терригенного происхождения. Для нормировки и корректировки регистрируемых сигналов флуоресценции хлорофилла А и РОВ с учетом оптических свойств анализируемого объема воды, используют интенсивность комбинационного рассеяния воды, а также температуру забортной воды. Интенсивность флуоресценции РОВ используют для корректировки сигнала флуоресценции хлорофилла А в водах с высоким содержанием РОВ, где данные вещества начинают сказываться на флуоресценции в области 660-700 нм. После включения лазера (2.1) микроконтроллер системы обработки данных (6) последовательно опрашивает входы многоразрядного, например, 18 разрядного, АЦП (7), которые подключены к интегрированным высокочувствительным фотодиодам (1.1,3.1,4.1,5.1), например, типа TSL2571f. Высокочувствительные фотодиоды, расположенные каждый в своем датчике-сателлите, сблокированы с соответствующими оптическими фильтрами и фокусирующими линзами (1.2,3.2,4.2,5.2), что обеспечивает регистрацию излучения в диапазонах спектра, соответствующих описанным выше эффектам: комбинационное рассеяние на длине волны 532 нм, флуоресценция хлорофилла «А» на длине волны 680 нм, флуоресценция РОВ на длине волны 500 нм, а также интенсивность лазерного излучения с целью проверки того, что лазер работает в штатном режиме. Также микроконтроллер системы обработки данных (6) опрашивает цифровые датчики температуры (8) и давления забортной воды (9). Все данные, получаемые с каналов АЦП (7) записываются в систему обработки данных (6) и энергонезависимую память прибора (10). По истечении заданного времени эксперимента, зонд-флуориметр извлекается из воды и при помощи выключателя переводится в режим "сон". В дальнейшем, при помощи рабочего ПК из флуориметра извлекаются данные проведенных измерений, аккумулятор заряжается и прибор подготавливается к следующей серии измерений.As a result of exposure to optical radiation in water, the following optical effects arise: elastic scattering at the wavelength of laser radiation, Raman scattering by water molecules, proportional to the intensity of the exciting laser radiation, fluorescence of chlorophyll A contained in phytoplankton cells, fluorescence, dissolved organic matter (DOM), arising from the vital activity of phytoplankton, rising from the bottom, or terrigenous origin. To normalize and correct the recorded fluorescence signals of chlorophyll A and DOM, taking into account the optical properties of the analyzed volume of water, the intensity of the Raman scattering of water, as well as the temperature of the seawater, are used. The DOM fluorescence intensity is used to correct the chlorophyll A fluorescence signal in waters with a high DOM content, where these substances begin to affect the fluorescence in the 660-700 nm region. After switching on the laser (2.1), the microcontroller of the data processing system (6) sequentially polls the inputs of a multi-bit, for example, 18-bit, ADC (7), which are connected to integrated high-sensitivity photodiodes (1.1,3.1,4.1,5.1), for example, of the TSL2571f type. Highly sensitive photodiodes, each located in its own satellite sensor, are interlocked with appropriate optical filters and focusing lenses (1.2,3.2,4.2,5.2), which ensures registration of radiation in the spectral ranges corresponding to the effects described above: Raman scattering at a wavelength of 532 nm, fluorescence of chlorophyll "A" at a wavelength of 680 nm, fluorescence of DOM at a wavelength of 500 nm, as well as the intensity of laser radiation in order to check that the laser is operating in the normal mode. Also, the microcontroller of the data processing system (6) interrogates digital temperature sensors (8) and seawater pressure (9). All data received from the ADC channels (7) are written into the data processing system (6) and the nonvolatile memory of the device (10). After the specified experiment time has elapsed, the fluorimeter probe is removed from the water and, with the help of the switch, is switched to the "sleep" mode. Subsequently, using a working PC, the data of the measurements are retrieved from the fluorometer, the battery is charged and the device is prepared for the next series of measurements.
Все элементы устройства являются промышленно выпускаемыми, а приведенные длины волн известны для регистрации указанных эффектов. (Попик А.Ю. Динамика спектров лазерной индуцированной флуоресценции хлорофилла-а фитопланктона в условиях меняющихся параметров внешней среды Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Владивосток 2015 стр. 17. Рис 1.2; Шмидт В. Оптическая спектроскопия для химиков и биологов. М: Техносфера, 2007 стр. 312; А.Н. Дроздова Оптические свойства растворенного органического вещества поверхностного слоя воды моря Лаптевых Оптика и спектроскопия, 2019, том 126, вып. 3). Корпус зонда может быть изготовлен как из термореактивного пластика, так и металла.All elements of the device are commercially available, and the indicated wavelengths are known for recording these effects. (Popik A.Yu. Dynamics of the spectra of laser-induced fluorescence of chlorophyll-a of phytoplankton in the conditions of changing environmental parameters Dissertation for the degree of candidate of physical and mathematical sciences Vladivostok 2015 p. 17. Figure 1.2; Schmidt V. Optical spectroscopy for chemists and biologists. Moscow: Technosphere, 2007 p. 312; AN Drozdova Optical properties of the dissolved organic matter of the surface layer of the Laptev Sea water Optics and spectroscopy, 2019, volume 126, issue 3). The probe body can be made of either thermosetting plastic or metal.
За счет предложенной конструкции зонда, использующего в качестве источника возбуждения полупроводниковый лазер, обладающий высоким КПД и генерирующим когерентное излучение на строго заданной длине волны 447 нм, и не содержащий в своем составе проточной кюветы и насоса, необходимого для принудительной прокачки жидкости через кювету, позволяет значительно уменьшить энергопотребление, увеличить автономность и надежность прибора, а также уменьшить его габариты, в то время как использование датчиков-сателлитов, измеряющих вспомогательные оптические параметры необходимые для нормирования и корректировки измеренных значений флуоресценции: КР-воды, флуоресценцию РОВ, интенсивность лазерного излучения, заявляемый зонд-флуориметр, позволяет повысить точность измерения флуоресценции хлорофилла "А".Due to the proposed design of the probe, which uses a semiconductor laser as an excitation source, which has a high efficiency and generates coherent radiation at a strictly specified wavelength of 447 nm, and does not contain a flow cell and a pump required for forced pumping of liquid through the cell, it allows significant reduce power consumption, increase the autonomy and reliability of the device, as well as reduce its dimensions, while the use of satellite sensors measuring auxiliary optical parameters necessary for normalizing and adjusting the measured values of fluorescence: CR-water, DOM fluorescence, laser radiation intensity, the proposed probe -fluorimeter, allows you to increase the accuracy of measuring the fluorescence of chlorophyll "A".
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021100300A RU2753651C1 (en) | 2021-01-11 | 2021-01-11 | Autonomous underwater fluorimeter probe |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021100300A RU2753651C1 (en) | 2021-01-11 | 2021-01-11 | Autonomous underwater fluorimeter probe |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2753651C1 true RU2753651C1 (en) | 2021-08-19 |
Family
ID=77349043
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021100300A RU2753651C1 (en) | 2021-01-11 | 2021-01-11 | Autonomous underwater fluorimeter probe |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2753651C1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1962089A1 (en) * | 2007-02-21 | 2008-08-27 | Marco Marcelli | Expendable launchable probe for temperature and fluorescence measurements of the undersea environment |
US8017928B2 (en) * | 2004-03-05 | 2011-09-13 | Advanced Sensors Limited | LED fluorometer with remote detection capability |
RU2556289C1 (en) * | 2014-05-14 | 2015-07-10 | Александр Ефимович Дроздов | Method of determining and constructing spatial distribution of oceanographic characteristics and system for determining and constructing spatial distribution of oceanographic characteristics |
-
2021
- 2021-01-11 RU RU2021100300A patent/RU2753651C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8017928B2 (en) * | 2004-03-05 | 2011-09-13 | Advanced Sensors Limited | LED fluorometer with remote detection capability |
EP1962089A1 (en) * | 2007-02-21 | 2008-08-27 | Marco Marcelli | Expendable launchable probe for temperature and fluorescence measurements of the undersea environment |
RU2556289C1 (en) * | 2014-05-14 | 2015-07-10 | Александр Ефимович Дроздов | Method of determining and constructing spatial distribution of oceanographic characteristics and system for determining and constructing spatial distribution of oceanographic characteristics |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
В.А. Крикун, А.А. Коротенко, П.А. Салюк. "Многоцелевой автономный модуль для сетевых подводных измерений биооптических параметров морской воды", ПОДВОДНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И РОБОТОТЕХНИКА, No 3(29), 2019г., стр. 61-67. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6285807B1 (en) | Fiber optic sensor for long-term analyte measurements in fluids | |
US8970841B2 (en) | Spectral and temporal laser fluorescence analysis such as for natural aquatic environments | |
WO2003023379A1 (en) | Multichannel fluorosensor | |
CN103776787A (en) | Double-spectrum water quality analyzer | |
CN103091262A (en) | Miniaturized optical device for detecting ammonia nitrogen in water and detecting method | |
WO2007070275A2 (en) | A calibrator for fluorosensor | |
CN110530801A (en) | Full spectral water quality analysis system | |
Goldin et al. | Shipboard flow-through complex for measuring bio-optical and hydrological seawater characteristics | |
Ng et al. | A multi‐platform optical sensor for in situ sensing of water chemistry | |
RU2753651C1 (en) | Autonomous underwater fluorimeter probe | |
CN106706584A (en) | Portable fluorescence detector applicable to analysis of trace ammonia and nitrogen in seawater | |
CN210571971U (en) | Portable laser Raman fluorometer system for monitoring water environment pollution and water environment pollution monitoring device | |
CN113310893B (en) | Optical path-variable multi-parameter water quality monitoring device and method based on spectroscopy | |
Johnson | Developing chemical sensors to observe the health of the global ocean | |
RU157814U1 (en) | LASER FLUORIMETER FOR RESEARCH OF UNDERWATER ENVIRONMENT | |
JP2000356635A (en) | Concentration measuring method of chlorophyll a and device therefor | |
TWI661197B (en) | Full-spectrum water quality analysis system | |
RU75042U1 (en) | ON-BOARD MEASURING COMPLEX OF WATER PARAMETERS | |
CN206057167U (en) | Fresh logistics based on intelligent sealing tape lock is with bar-shaped water quality monitoring sensor | |
CN221686202U (en) | Multispectral sensor | |
TWM565796U (en) | Full spectrum water quality analysis system | |
McFarlane et al. | A fluorescence based dissolved oxygen sensor | |
RU2652528C1 (en) | Fluorometer with multichannel excitation system on light-emitting diodes | |
CN218885724U (en) | Water quality monitoring device | |
Che et al. | Research on portable non-contact COD measurement instrument based on laser spectroscopy |