水下在線微米氣泡實時動態觀測系統

什么是微納米氣泡

       按照國際標準化組織（ISO）的定義，微納米氣泡（Fine Bubble）就是液體中直徑小于100微米的氣泡，根據氣泡的大小又分為微米尺寸的微米氣泡（Micro-Bubble；MB）和納米尺寸的納米氣泡（Ultrafine-Bubble；UFB）兩種。微納米氣泡之所以單獨分為一類，是因為它和一般見到的毫米級微小氣泡（Milli-Bubble）具有截然不同的特點，參見圖2。

（圖2）

       近年來，微納米氣泡的很多優異功能被發現，如比表面積大、停留時間長、界面zeta電位高等。除了其本身的性質外，由這些性質產生的效果也很*，如自身增壓溶解、產生自由基、強化傳質效率等，因此微納米氣泡在環境保護、農業、膠片制作、醫學診斷與治療、浮選、污水處理、土壤改良、采油及冶金工業等諸多領域中得到很好的應用，在美日中德等世界各國發展迅猛，萬億市場可期。
       2013年，國際標準化組織（ISO）設立新的技術委員會-微泡技術委員會、以及相應的標準組：ISO/TC281。2018年10月，中國顆粒學會微納氣泡專業委員會成立。2019年11月，國家標準化管理委員會決定成立全國微細氣泡技術標準化委員會。

ZYWNP-WJS-1型水下在線微米氣泡實時動態觀測系統

       微納米氣泡技術的應用場景極其豐富：水產養殖、栽培、灌溉、施肥、膜生物反應器、含塑料廢水處理、穩定塘、城市污水處理、固-液和液-液分離污水處理設備、牛奶廠廢水、肉加工廠、高爾夫球場水塘、啤酒廠污水處理、增氧泥漿細菌分解池、蝦場、池塘瀉湖、藻類控制、養牛場、魚類運輸、魚類保鮮、環境保護、農業、浮選、污水處理、土壤改良、蔬菜種植、無土栽培、納米氣泡洗浴花灑、納米氣泡水龍頭、醫療、健康養生，等等。
       正因為微納米技術應用廣泛，制備方法多樣、發生設備多種，微納米氣泡直徑不同性能效用差別巨大，因此人們迫切希望有檢測微納米氣泡直徑的設備。目前有一些實驗室儀器可以檢測到水樣中微納米氣泡的直徑，但是當微納米氣泡水樣從科研生產實踐的實體中取出，送往實驗室的途中，微米級氣泡基本散失、納米級氣泡也有部分滅失和狀態改變，檢測結果不能反映科研生產的實踐水體中微納米氣泡的真實作用狀態，使得科研沒有實時數據支撐，也就無法量化指導生產實踐中氣泡尺寸控制的效果狀態。
       JXWNP-WJS-1型水下在線微米氣泡實時動態觀測系統（納米氣泡另有型號），正是為了解決科研生產實踐中、“水下”“在線實時”“動態”“可甄別”這幾個關鍵詞而開發的檢測設備。
       JXWNP-WJS-1型水下在線微米氣泡實時動態觀測系統適用在流體環境中觀測懸浮的微米級顆粒、膠體、氣泡類物質，進行在線、連續、原位地觀測。由于采用顯微實像技術，檢測結果*是“所見即所得”，不僅數據真實可靠，還可甄別顆粒、膠體、氣泡類物質，比如測量氣泡時可以采用“含孔自動切分分析”手段自動排除固體顆粒、膠體等干擾物質。該設備大大豐富了易失樣品的觀測、檢驗手段，幫助我們更為簡易地了解此類微小物體的生成、運動、作用模式。
       該設備同樣廣泛適用于纖維工業、油脂、造紙、墨水、食品、橡膠、合成樹脂、制藥、采油、石油及其它高分子工業等的各種液體微粒懸浮體系，是大專院校、工礦企業等單位在科研生產實踐過程中在線監視和控制產品性能，穩定及提高產品質量的新型手段。
       該設備具有結構緊湊、使用維護方便，觀測迅速、結果可靠等特點。

（圖3）

主要技術指標
圖像分辨率：0.6～4 微米/像素
測量范圍：1微米～100微米（其實數百微米也可測量，這個范圍是考慮ISO關于微氣泡的定義）
物距：13毫米（外殼最外層玻片到觀測樣品的距離）
變倍：0.7～4.5物理變倍、9檔電動變倍
CCD攝像頭：60幀（標配）～2000幀（選配）
***注：選配高速攝影需要配套專業軟件、高亮燈光以及固態硬盤
外形尺寸L×W×H ：600×200×200（毫米）
防水：機頭IPX7
儀器重童：約10公斤 
電源：AC 220V ±10 %，50Hz ±1% 
配套專業影像分析軟件

（圖4）軟件設置界面-放大倍率可調

設備構成和工作原理
1 、設備構成
儀器主體由CCD攝像頭，顯微放大鏡頭，密閉透明外殼，防水數據線和機電控制箱組成。
并配備微機工作站，專業測量軟件進行圖像采集和分析。
2 、工作原理
儀器使用針對環境的結構設計，保證密閉環境下的密封、防蝕的工作需求。通過在液體中的顯微鏡頭獲得實時的樣品圖像。圖像傳至微機工作站中對圖像進行篩選分辨，測量，統計數據。

示例
提示1、氣源為空氣時，可以直接在環境中采集氣源；氣源為純氧、臭氧、氫氣時，需要準備好相應的氣源鋼瓶或發生器。
提示2、200幀/秒及以上的高速攝影需要高亮光源；計算機需要配固態硬盤。