水下在線微米氣泡實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)觀測(cè)系統(tǒng)

JXWNP-WJS-1型水下在線微米氣泡實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)觀測(cè)系統(tǒng)的詳細(xì)資料：

（圖1）

金相環(huán)境主導(dǎo)的 ISO 21910-2 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)正式出版發(fā)布

      2025年5月11日，由上海金相環(huán)境科技有限公司主導(dǎo)、金相環(huán)境陳魯海作為第一起草人的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) ISO 21910-2 “Fine bubble technology - Characterization of microbubbles - Part 2：In-situ dynamic image analysis method" 正式出版發(fā)布。該標(biāo)準(zhǔn)的前身，中國(guó)顆粒學(xué)會(huì)于2021年11月22日發(fā)布的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/CSP 8-2021《顆粒技術(shù) 微氣泡粒徑測(cè)量 浸入式動(dòng)態(tài)圖像法》，其立項(xiàng)單位和第一起草單位同樣是金相環(huán)境，第一起草人陳魯海。

（圖2）

微細(xì)氣泡技術(shù)作為一門新興學(xué)科和次底層技術(shù)，在現(xiàn)代工業(yè)和科學(xué)研究中煥發(fā)出蓬勃的生命力，廣泛應(yīng)用于環(huán)境治理、食品加工、生物醫(yī)藥和大健康、土壤修復(fù)（包括鹽堿地改良）、農(nóng)林牧漁（包括水肥一體化技術(shù)及農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用）、工業(yè)清洗（包括晶圓清洗/文物清洗/飛機(jī)輪船清洗）、民用清洗（包括洗衣機(jī)/洗碗機(jī)/衛(wèi)浴產(chǎn)品）等領(lǐng)域。其中的微氣泡技術(shù)，以其時(shí)間可控的過(guò)程工程、選擇性的靶向作用等特性，在工業(yè)氣浮和礦物浮選、提高石油三采效率和油水分離、同位素分離等國(guó)防科技應(yīng)用上取得豐碩成果。微氣泡的表征是確保這些技術(shù)有效性和可靠性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

     不同于超細(xì)氣泡（納米級(jí)）的強(qiáng)穩(wěn)定性，微氣泡是一個(gè)易失動(dòng)態(tài)體系，實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)無(wú)法實(shí)時(shí)反映微氣泡體系在生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程中隨時(shí)間和空間變化的動(dòng)態(tài)過(guò)程。此次出版發(fā)布的 ISO 21910-2 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)采用基于原位動(dòng)態(tài)圖像分析技術(shù)的微氣泡表征方法，能夠在不干擾氣泡生成和運(yùn)動(dòng)過(guò)程的情況下，實(shí)時(shí)捕捉氣泡的動(dòng)態(tài)行為。通過(guò)高速攝像技術(shù)和圖像處理算法，創(chuàng)新易失樣品的動(dòng)態(tài)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)關(guān)鍵，精確測(cè)量氣泡的尺寸、形狀、分布和運(yùn)動(dòng)軌跡等關(guān)鍵參數(shù)。與傳統(tǒng)的離線分析方法相比，原位動(dòng)態(tài)圖像分析方法具有更高的精度和實(shí)時(shí)性，能夠更準(zhǔn)確地反映微氣泡在實(shí)際應(yīng)用中的行為特征，為各種工業(yè)應(yīng)用實(shí)踐場(chǎng)景中生產(chǎn)工藝的優(yōu)化和過(guò)程參數(shù)的設(shè)計(jì)提供了有效的、量化的依據(jù)。

JXWNP-WJS-1型水下在線微氣泡實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)觀測(cè)系統(tǒng)

      微納氣泡技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景極其豐富：水產(chǎn)養(yǎng)殖、栽培、灌溉、施肥、膜生物反應(yīng)器、含塑料廢水處理、穩(wěn)定塘、城市污水處理、固-液和液-液分離污水處理設(shè)備、牛奶廠廢水、肉加工廠、高爾夫球場(chǎng)水塘、啤酒廠污水處理、增氧泥漿細(xì)菌分解池、蝦場(chǎng)、池塘瀉湖、藻類控制、養(yǎng)牛場(chǎng)、魚類運(yùn)輸、魚類保鮮、環(huán)境保護(hù)、農(nóng)業(yè)、浮選、污水處理、土壤改良、蔬菜種植、無(wú)土栽培、納米氣泡洗浴花灑、納米氣泡水龍頭、醫(yī)療、健康養(yǎng)生，等等。
      正因?yàn)槲⒓{米技術(shù)應(yīng)用廣泛，制備方法多樣、發(fā)生設(shè)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(cè)微納米氣泡直徑的設(shè)備。目前有一些實(shí)驗(yàn)室儀器可以檢測(cè)到水樣中微納米氣泡的直徑，但是當(dāng)微納米氣泡水樣從科研生產(chǎn)實(shí)踐的實(shí)體中取出，送往實(shí)驗(yàn)室的途中，微米級(jí)氣泡基本散失、納米級(jí)氣泡也有部分滅失和狀態(tài)改變，檢測(cè)結(jié)果不能反映科研生產(chǎn)的實(shí)踐水體中微納米氣泡的真實(shí)作用狀態(tài)，使得科研沒(méi)有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)支撐，也就無(wú)法量化指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐中氣泡尺寸控制的優(yōu)良效果狀態(tài)（量化數(shù)據(jù)的目的是不斷接近優(yōu)良狀態(tài)）。
      JXWNP-WJS-1型水下在線微米氣泡實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)觀測(cè)系統(tǒng)（納米氣泡另有型號(hào)），正是為了解決科研生產(chǎn)實(shí)踐中、“水下"“原位"“在線實(shí)時(shí)"“動(dòng)態(tài)"“可甄別"這幾個(gè)關(guān)鍵詞而開發(fā)的檢測(cè)設(shè)備。
      JXWNP-WJS-1型水下在線微米氣泡實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)觀測(cè)系統(tǒng)適用在流體環(huán)境中觀測(cè)懸浮的微米級(jí)顆粒、膠體、氣泡類物質(zhì)，進(jìn)行在線、連續(xù)、原位地觀測(cè)。由于采用顯微實(shí)像技術(shù)，檢測(cè)結(jié)果是“所見即所得"，不僅數(shù)據(jù)真實(shí)可靠，還可甄別顆粒、膠體、氣泡類物質(zhì)，比如測(cè)量氣泡時(shí)可以采用“含孔自動(dòng)切分分析"手段自動(dòng)排除固體顆粒、膠體等干擾物質(zhì)。該設(shè)備大大豐富了易失樣品的觀測(cè)、檢驗(yàn)手段，幫助我們更為簡(jiǎn)易地了解此類微小物體的生成、運(yùn)動(dòng)、作用模式。
      該設(shè)備同樣廣泛適用于纖維工業(yè)、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(yè)等的各種液體微粒懸浮體系，是大專院校、工礦企業(yè)等單位在科研生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程中在線監(jiān)視和控制產(chǎn)品性能，穩(wěn)定及提高產(chǎn)品質(zhì)量的新型手段。
      該設(shè)備具有結(jié)構(gòu)緊湊、使用維護(hù)方便，觀測(cè)迅速、結(jié)果可靠等特點(diǎn)。

（圖3）

【主要技術(shù)指標(biāo)】
圖像分辨率：0.6～4 微米/像素
測(cè)量范圍：1微米～100微米（其實(shí)數(shù)百微米也可測(cè)量，這個(gè)范圍是考慮ISO關(guān)于微氣泡的定義）
物距：13毫米（外殼最外層玻片到觀測(cè)樣品的距離）
變倍：0.7～4.5物理變倍、9檔電動(dòng)變倍
CCD攝像頭：60幀（標(biāo)配）～2000幀（選配）
***注：選配高速攝影需要配套專業(yè)軟件、高亮燈光以及固態(tài)硬盤
外形尺寸L×W×H ：600×200×200（毫米）
防水：機(jī)頭IPX7
儀器重童：約10公斤
電源：AC 220V ±10 %，50Hz ±1%
配套專業(yè)影像分析軟件

（圖4）軟件設(shè)置界面-放大倍率可調(diào)

【設(shè)備構(gòu)成和工作原理】
1 、設(shè)備構(gòu)成
儀器主體由CCD攝像頭，顯微放大鏡頭，密閉透明外殼，防水?dāng)?shù)據(jù)線和機(jī)電控制箱組成。
并配備微機(jī)工作站，專業(yè)測(cè)量軟件進(jìn)行圖像采集和分析。
2 、工作原理
儀器使用針對(duì)環(huán)境的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，保證密閉環(huán)境下的密封、防蝕的工作需求。通過(guò)在液體中的顯微鏡頭獲得實(shí)時(shí)的樣品圖像。圖像傳至微機(jī)工作站中對(duì)圖像進(jìn)行篩選分辨，測(cè)量，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

【示例】
提示1、氣源為空氣時(shí)，可以直接在環(huán)境中采集氣源；氣源為純氧、臭氧、氫氣時(shí)，需要準(zhǔn)備好相應(yīng)的氣源鋼瓶或發(fā)生器。
提示2、200幀/秒及以上的高速攝影需要高亮光源；計(jì)算機(jī)需要配固態(tài)硬盤。

（圖5）打開測(cè)量圖片

（圖6）標(biāo)定圖片

（圖7）單閾值目標(biāo)選取

（圖8）分析目標(biāo)選取并著色

（圖9）目標(biāo)分析選項(xiàng)

     
（圖10）自動(dòng)切分分析

（圖11）分析結(jié)果參數(shù)列表

以上產(chǎn)品由上海中晨數(shù)字技術(shù)設(shè)備有限公司制造、上海金相環(huán)境科技有限公司技術(shù)授權(quán)。

【上海中晨簡(jiǎn)介】
      上海中晨數(shù)字技術(shù)設(shè)備有限公司獲2019年度國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。公司依托國(guó)內(nèi)有名高校和科研單位，廣泛采用國(guó)內(nèi)外有關(guān)專業(yè)人士的新科技成果，著重膠體與界面、粉體技術(shù)、紡織纖維等性能測(cè)量技術(shù)產(chǎn)品的開發(fā)。本公司產(chǎn)品可廣泛用于化妝品、選礦、造紙、醫(yī)療衛(wèi)生、建筑材料、超細(xì)材料、環(huán)境保護(hù)、海洋、化工、石油、噴涂、油漆油墨、印染、紡織、集成光學(xué)、液晶顯示器等行業(yè)。公司的客戶群不僅包括國(guó)內(nèi)各大高等院校和科研院所，而且還包括蘋果、3M、西部數(shù)據(jù)WD、富士康、三星電子、日月光、HOYA光學(xué)、友達(dá)光電、飛利浦、LG化學(xué)等一大批跨國(guó)企業(yè)，以及中石油、中石化、中海油、華為、比亞迪、寧德時(shí)代、京東方、隆基股份、欣旺達(dá)、德賽電池、合力泰、長(zhǎng)電科技、華天科技、天合光能、長(zhǎng)信科技、OPPO、VIVO、寧夏東方、水晶光電、彩虹控股、威遠(yuǎn)生化等上市公司，及國(guó)內(nèi)的海關(guān)、防疫檢驗(yàn)、質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所、博物館、醫(yī)療機(jī)構(gòu)等政府事業(yè)單位，產(chǎn)品遠(yuǎn)銷美國(guó)、日本、韓國(guó)、巴西、馬來(lái)西亞、泰國(guó)、印度、印度尼西亞、新加坡、智利和中國(guó)香港、中國(guó)澳門、中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)等。
      公司研發(fā)和生產(chǎn)接觸角測(cè)量、表界面張力測(cè)量、Zeta電位測(cè)量、LB膜界面測(cè)量、單纖維測(cè)量、束纖維測(cè)量、織物測(cè)量、顯微測(cè)量、試驗(yàn)機(jī)定制等八大系列60多種專業(yè)儀器，擁有其軟、硬件自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，能夠保障用戶的售后維護(hù)、升級(jí)、服務(wù)的權(quán)利。
      中晨的注冊(cè)商標(biāo)“powereach"意為“力量源于每個(gè)人"，體現(xiàn)了上海中晨“以人為本、員工和用戶是公司很大的財(cái)富"的價(jià)值觀和企業(yè)文化。