高速大流量浮游生物成像分析仪采用线阵相机搭配白光照明光源进行连续拍摄，可完整记录全部泵送水体样本。设备搭载Dalsa24位4096像素线阵相机，像素尺寸10μm，图像数据传输速率超 1.2 GBps。

浮游生物成像仪（型号 Pi-10）是一款高速浮游生物摄像系统，专为拍摄体长150μm- 20mm范围内的颗粒物（中型浮游生物及大型微型浮游生物）设计。

       该设备采用线阵相机搭配白光照明光源进行连续拍摄，可完整记录全部泵送水体样本。设备搭载Dalsa24位4096像素线阵相机，像素尺寸10μm，图像数据传输速率超 1.2 GBps。

设备接入本地GPS信号，可对拍摄影像自动标注日期、时间及地理位置信息。在每分钟34L的抽水流量下，每小时可完成超2立方米水体的10μm精度成像，同步完成颗粒物筛选与存储。设备每分钟可完成超30000个浮游颗粒物的成像、数据处理与本地硬盘存储，亦可将数据同步推送至局域网。

图片来源：2022年5月28日，James Scott拍摄于英国环境、食品与乡村事务部渔业水产科学中心 “奋进号" 调查船（CEFAS RV Endeavour）

Pi-10 型成像仪

Ø 高速大流量浮游生物成像分析仪产品概述

Pi-10 型浮游生物成像仪专为船用设计，可安装在船舶湿区、实验室或码头建筑的舱壁上。左侧照片展示了安装在标准不锈钢框架内的 Pi-10型成像仪，设备可轻松拆卸，便于年度维护。采用速拆式水管和排水阀设计，大幅简化了流通池的清洁流程。

n 设备可对泵送水样进行连续成像，水流速度为34L/min，成像分辨率10μm。

n 可对水样中的颗粒物进行提取识别，为数据添加全球定位系统GPS和时间戳，同步将数据保存至硬盘并在局域网内共享。

n 配套附加软件可对每个颗粒物进行分析，提取其长度、宽度、面积等参数；搭载随机森林分类器，可将颗粒物半自动分为 42 个推定类别。近期联合英国图灵研究所与英国环境、食品与乡村事务部渔业水产科学中心研发出一项创新技术 —— 深度神经网络预分类器，可对碎屑/桡足类/非桡足类进行分类。

n 可生成电子表格报告，支持两种分析模式：

a. 站位式分析（替代传统网采法）

b. 新型连续轨迹分析

本设备由三部分组成：

（1）Pi-10 主机：安装于IP65 防护等级亚克力防护箱内，重量 24 千克；

（2）不锈钢防护机架（SS_Frame）：含管路及供电组件，总重约 36 千克；

（3）专用工作站（PiPC）。

不锈钢机架与 Pi-10 整机装配结构见下图。Pi-10 通过三根光纤线缆与 PiPC 工作站连接，实现相机信号及网口通讯。不锈钢机架可固定安装在船舶上；Pi-10 主机可根据调查任务需求随时拆装，也可安置在岸上实验室使用。

照片展示了以下连接端口：

l 进水口（右侧）

l 出水口（顶部）

l 110-250 伏交流电输入口（右上）

l 排水阀及排水管（底部）

l 计算机数据连接线接口（右上）

行业评价：完成设备搭建（即接好电源和水路）后，可根据需要随时插拔使用该系统。

“Once the set-up has been established (i.e. power and water connections), the system can easily be plugged in and out as needed."

—— Pitois et al., Frontiers in Marine Science (2025)

Ø 高速大流量浮游生物成像分析仪技术参数

1) 24位、4096像素线扫描相机，像素尺寸10μm

2) 水样成像流量：34L/min

3) 环境工作温度：最高 27℃，低 5℃；Pi-10 设备内部运行温度 26℃

4) 适用水压：最高3bar

5) 供电要求：交流 110-265V，最大功率200W

6) 设备重量：60kg

a) Pi-10主机：24kg

b) 不锈钢机架：36kg

c) 配套工控机PiPC：10kg

7) 设备外形尺寸：103 mm × 660 mm × 210 mm

8) Pi-10 主机与不锈钢机架可安装于湿区环境

9) 配套工控机PiPC与Pi-10, 采用光纤通讯，最远传输距离200m

10) 支持图像 UDP 实时数据流推送，便于数据共享

11) 整机设计支持全年24小时不间断连续运行

Ø 应用案例

1) 荷兰ROI's Gallery

Pi-10型成像仪的感兴趣区域数据由荷兰瓦赫宁根海洋研究所的洛德韦Lodewijk Van Walraven采集，于2023年5月24日至25日拍摄于Scheveningen港，采样坐标为 52.101265，4.268235，采样深度4米。

2) 丹麦・波罗的海

成像数据由搭载在丹麦 Egon P. (DK)调查船上的Pi-10型成像仪采集，其中包含2025年8月拍摄于丹麦利姆峡湾的淡海栉水母Mnemiopsis Leydei（左上），采样坐标为 56.8129059，8.9097264，采样深度 1.5 米（即表层水域）。

3) 英国南极调查局

成像示例由英国南极调查局提供，于2024-2025年南半球夏季，在 “RRV Sir David Attenborough"考察船上由Pi-10型成像仪拍摄于南大洋。

Ø 新型设备研发

现推出水下缆载式及浮标式浮游生物成像仪。目前，月池版Pi-10型成像仪的额定工作深度为10米，今年晚些时候将开展进一步测试，力争大幅提升其额定工作深度。