水下在線微米氣泡實時動態(tài)觀測系統(tǒng)

JXWNP-WJS-1型水下在線微米氣泡實時動態(tài)觀測系統(tǒng)的詳細資料：

（圖1）

金相環(huán)境主導的 ISO 21910-2 國際標準正式出版發(fā)布

      2025年5月11日，由上海金相環(huán)境科技有限公司主導、金相環(huán)境陳魯海作為第一起草人的國際標準 ISO 21910-2 “Fine bubble technology - Characterization of microbubbles - Part 2：In-situ dynamic image analysis method" 正式出版發(fā)布。該標準的前身，中國顆粒學會于2021年11月22日發(fā)布的團體標準T/CSP 8-2021《顆粒技術 微氣泡粒徑測量 浸入式動態(tài)圖像法》，其立項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）

微細氣泡技術作為一門新興學科和次底層技術，在現(xiàn)代工業(yè)和科學研究中煥發(fā)出蓬勃的生命力，廣泛應用于環(huán)境治理、食品加工、生物醫(yī)藥和大健康、土壤修復（包括鹽堿地改良）、農林牧漁（包括水肥一體化技術及農業(yè)廢棄物資源化利用）、工業(yè)清洗（包括晶圓清洗/文物清洗/飛機輪船清洗）、民用清洗（包括洗衣機/洗碗機/衛(wèi)浴產品）等領域。其中的微氣泡技術，以其時間可控的過程工程、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、同位素分離等國防科技應用上取得豐碩成果。微氣泡的表征是確保這些技術有效性和可靠性的關鍵環(huán)節(jié)。

     不同于超細氣泡（納米級）的強穩(wěn)定性，微氣泡是一個易失動態(tài)體系，實驗室檢測無法實時反映微氣泡體系在生產實踐過程中隨時間和空間變化的動態(tài)過程。此次出版發(fā)布的 ISO 21910-2 國際標準采用基于原位動態(tài)圖像分析技術的微氣泡表征方法，能夠在不干擾氣泡生成和運動過程的情況下，實時捕捉氣泡的動態(tài)行為。通過高速攝像技術和圖像處理算法，創(chuàng)新易失樣品的動態(tài)無損檢測技術關鍵，精確測量氣泡的尺寸、形狀、分布和運動軌跡等關鍵參數(shù)。與傳統(tǒng)的離線分析方法相比，原位動態(tài)圖像分析方法具有更高的精度和實時性，能夠更準確地反映微氣泡在實際應用中的行為特征，為各種工業(yè)應用實踐場景中生產工藝的優(yōu)化和過程參數(shù)的設計提供了有效的、量化的依據(jù)。

JXWNP-WJS-1型水下在線微氣泡實時動態(tài)觀測系統(tǒng)

      微納氣泡技術的應用場景極其豐富：水產養(yǎng)殖、栽培、灌溉、施肥、膜生物反應器、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(yǎng)牛場、魚類運輸、魚類保鮮、環(huán)境保護、農業(yè)、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(yī)療、健康養(yǎng)生，等等。
      正因為微納米技術應用廣泛，制備方法多樣、發(fā)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(tài)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(tài)，使得科研沒有實時數(shù)據(jù)支撐，也就無法量化指導生產實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時動態(tài)觀測系統(tǒng)（納米氣泡另有型號），正是為了解決科研生產實踐中、“水下"“原位"“在線實時"“動態(tài)"“可甄別"這幾個關鍵詞而開發(fā)的檢測設備。
      JXWNP-WJS-1型水下在線微米氣泡實時動態(tài)觀測系統(tǒng)適用在流體環(huán)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(xù)、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(shù)據(jù)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(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)等單位在科研生產實踐過程中在線監(jiān)視和控制產品性能，穩(wěn)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(shù)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(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(shù)據(jù)線和機電控制箱組成。
并配備微機工作站，專業(yè)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(huán)境的結構設計，保證密閉環(huán)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(tǒng)計數(shù)據(jù)。

【示例】
提示1、氣源為空氣時，可以直接在環(huán)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(fā)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(tài)硬盤。

（圖5）打開測量圖片

（圖6）標定圖片

（圖7）單閾值目標選取

（圖8）分析目標選取并著色

（圖9）目標分析選項

     
（圖10）自動切分分析

（圖11）分析結果參數(shù)列表

以上產品由上海中晨數(shù)字技術設備有限公司制造、上海金相環(huán)境科技有限公司技術授權。

【上海中晨簡介】
      上海中晨數(shù)字技術設備有限公司獲2019年度國家科技進步二等獎。公司依托國內有名高校和科研單位，廣泛采用國內外有關專業(yè)人士的新科技成果，著重膠體與界面、粉體技術、紡織纖維等性能測量技術產品的開發(fā)。本公司產品可廣泛用于化妝品、選礦、造紙、醫(yī)療衛(wèi)生、建筑材料、超細材料、環(huán)境保護、海洋、化工、石油、噴涂、油漆油墨、印染、紡織、集成光學、液晶顯示器等行業(yè)。公司的客戶群不僅包括國內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、友達光電、飛利浦、LG化學等一大批跨國企業(yè)，以及中石油、中石化、中海油、華為、比亞迪、寧德時代、京東方、隆基股份、欣旺達、德賽電池、合力泰、長電科技、華天科技、天合光能、長信科技、OPPO、VIVO、寧夏東方、水晶光電、彩虹控股、威遠生化等上市公司，及國內的海關、防疫檢驗、質量監(jiān)督檢驗所、博物館、醫(yī)療機構等政府事業(yè)單位，產品遠銷美國、日本、韓國、巴西、馬來西亞、泰國、印度、印度尼西亞、新加坡、智利和中國香港、中國澳門、中國臺灣地區(qū)等。
      公司研發(fā)和生產接觸角測量、表界面張力測量、Zeta電位測量、LB膜界面測量、單纖維測量、束纖維測量、織物測量、顯微測量、試驗機定制等八大系列60多種專業(yè)儀器，擁有其軟、硬件自主知識產權，能夠保障用戶的售后維護、升級、服務的權利。
      中晨的注冊商標“powereach"意為“力量源于每個人"，體現(xiàn)了上海中晨“以人為本、員工和用戶是公司很大的財富"的價值觀和企業(yè)文化。