海洋養殖のためのライダーを用いたクロロフィル計測システム

使用激光雷达的海水养殖叶绿素测量系统

• 批准号: 22K04132
• 负责人: 北原 司
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Toba National College of Maritime Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04132/
• 关键词: ライダー; クロロフィル; 海洋養殖; 蛍光; 牡蠣養殖

初年度において、レーザー誘起蛍光法を用いたクロロフィル検出用ライダーシステム（プロトタイプ）の構築を行った。送信レーザーに小型パルスYAGレーザー（発振波長は532nm）を用いて海中に送信し、水中に拡散されたプランクトンからの蛍光を小型望遠鏡で集光したのち光電子増倍管(PMT)で受信した。PMTの前にダイクロイックミラー，光学バンドパスフィルタを設置しそれぞれ透過した波長を同時に受信した後、デジタルオシロスコープで信号処理を行った．また、PC上で制御、信号処理を行うソフトウェアを開発した。水槽を用いた実験室での試験では、波長685nm付近のクロロフィルの赤色蛍光を検出した。濃度に関するデータの取得を行ったが、深度に関しては水槽の深さが足りないため、実際の海での試験を今後行っていく。システムに要求されるパラメータとして、レーザーの出力、積算回数、フィルタの帯域幅などの知見を得た。レーザーの出力波長532nmでの蛍光強度が予想より弱いため、355nmの使用も検討することとした。

第一年，我们构建了一个激光雷达系统（原型），用于使用激光诱导荧光检测叶绿素。采用小型脉冲YAG激光器（振荡波长：532 nm）作为发射激光发射到海中，用小型望远镜收集水中浮游生物散射的荧光，然后用光电倍增管（PMT）接收。 PMT前面安装了二向色镜和光学带通滤光片，同时接收传输的波长后，使用数字示波器对信号进行处理。我们还开发了在 PC 上执行控制和信号处理的软件。在使用水族馆进行的实验室测试中，在 685 nm 左右的波长处检测到叶绿素发出的红色荧光。虽然我们已经获得了浓度的数据，但水箱的深度还不够，所以未来我们会在海洋中进行实际测试。我们了解了系统所需的参数，例如激光输出、积分数和滤波器带宽。由于激光输出波长 532 nm 处的荧光强度比预期弱，因此我们决定考虑使用 355 nm。

项目成果

Development of a chlorophyll measurement system using LIDAR

使用激光雷达开发叶绿素测量系统

• 发表时间: 2023
• 作者: Tsukasa KITAHARA; Nobuo Ezaki
• 通讯作者: Nobuo Ezaki