浮游生物计数系统是海洋生态研究和水质监测中的工具,其准确性和可靠性对于获取科学数据至关重要。为了确保系统的精确度,定期进行校准是不可少的步骤。以下是对浮游生物计数系统校准方式的详细描述。
一、准备工作
1. 标准物质准备
- 选择合适的标准浮游生物样品,这些样品应具有已知的种类组成、数量和形态特征。可以从机构获取经过认证的标准样品,或者自行采集并经过专业人员精确鉴定和计数的样品作为“黄金标准”。例如,对于常见的浮游植物,如硅藻、绿藻等,要确保标准样品涵盖了不同的种类和形态变化。
- 对于一些难以获取标准样品的特殊浮游生物类群,可以采用模拟样品,即使用与浮游生物大小、形状相似的人工微粒或自然替代物,如特定大小的塑料微球等,来模拟浮游生物在系统中的响应。
2. 设备检查
- 对浮游生物计数系统进行全面的外观检查,查看有无损坏、漏液等情况。特别是进样管道、计数池等关键部位,要确保其完整性和清洁度。任何残留的污垢或杂质都可能影响计数结果的准确性。
- 检查光学系统,包括光源、镜头、图像传感器等。确保光源亮度均匀且稳定,镜头无划痕、霉斑等影响成像质量的因素。对于图像传感器,要检查其像素点是否正常工作,有无坏点或干扰信号。
二、校准方法
1. 流量校准
- 使用高精度的流量计量器具,如电子流量计或量筒与秒表相结合的方式,对浮游生物计数系统的进样流量进行校准。将系统设定在不同的流量档位,分别测量实际流量值,并与系统显示的流量进行对比。
- 根据对比结果,通过系统的操作界面或内部设置参数进行调整,使显示流量与实际流量相符。一般来说,流量误差应控制在±5%以内,以确保采样量的准确。
2. 尺寸校准
- 利用具有已知尺寸的标准微粒或标尺图像,对系统的尺寸测量功能进行校准。将这些标准微粒或标尺置于计数系统的成像区域,采集图像并测量其在图像中的尺寸。
- 比较测量尺寸与实际尺寸,通过软件算法或硬件调整(如调整镜头焦距、图像传感器的放大倍数等)来修正尺寸测量误差。对于不同形状的浮游生物,如球形、椭圆形、不规则形状等,要分别进行校准,确保对各种形状的浮游生物都能准确测量其等效粒径等尺寸参数。
3. 计数准确性校准
- 将标准浮游生物样品或模拟样品注入计数系统,按照正常的采样和计数程序进行操作。记录系统输出的浮游生物数量,并与标准样品的实际数量进行对比。
- 如果存在计数偏差,分析其原因可能是由于图像识别算法的不准确、阈值设置不合理等因素导致。通过调整图像处理参数,如灰度阈值、目标检测算法的敏感度等,优化计数准确性。对于不同种类的浮游生物,可能需要针对性地调整参数,因为不同浮游生物的光学特性和形态特征有所差异。
三、重复性与稳定性检验
1. 重复性测试
- 在相同的校准条件下,多次重复上述校准过程。使用同一标准样品或模拟样品,对系统进行多次流量、尺寸和计数准确性的校准和测试。
- 计算每次测试结果的相对标准偏差(RSD),一般要求 RSD 小于 5%。如果超过该范围,说明系统的稳定性存在问题,需要进一步检查仪器的硬件或软件部分,找出导致不稳定的因素并加以解决。
2. 长期稳定性监测
- 在一段时间内(如一周、一个月等),定期对浮游生物计数系统进行校准和性能测试。观察系统的各项参数(流量、尺寸测量、计数准确性等)是否发生变化。
- 如果发现系统的性能有逐渐下降的趋势,可能是由于仪器部件的老化、环境因素(如温度、湿度变化)影响了光学系统或电子元件等原因导致。根据具体情况采取相应的维护措施,如更换老化的部件、对仪器进行恒温恒湿处理等。