CN104542395A - 一种海洋底栖生物附着力测定装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及海洋生物运动行为学的研究设备，具体地说是一种海洋底栖生物附着力测定装置，实验装置包括水平水道、倾斜水道、隔板和水道支架，倾斜水道连接于水平水道的出水端，与水平水道倾斜设置；实验记录装置包括仪器支架、云台及放置在云台上的录像设备，仪器支架可调节横梁高度，云台和录像设备可调节角度、位置，便于选取录像位置；水流发生装置包括水泵、集水水槽、过滤挡板、进水管及出水管，进水管位于集水水槽过滤挡板后，与水泵相连通，水泵与水流调节装置电连接，通过水流调节装置控制水泵的频率，进而调节水流速度，水流通过出水管进入水平水道。本发明具有可视化、结构简单、效果直观、操作方便、成本低、适应范围广等优点。
Description
技术领域
本发明涉及海洋生物运动行为学的研究设备，具体地说是一种海洋底栖生物附着力测定装置。
背景技术
围堰养殖和浅海底播增养殖方式是我国海水养殖业的重要组成部分。但是，由于围堰养殖及底播增养殖位于自然开放环境，且刺参、海胆、鲍等底栖生物多生活在固液交界环境中，极易受水流、底质等因素影响；特别是苗种投放阶段、成品采收阶段，需要清楚了解养殖对象的运功特点，明确其附着情况，以制定相应的投放、采捕策略。开展传统的出海野外实验进行此方面研究，需要船只保障、多人员参与，花费高、无法及时观察、精度低、安全性差。而室内实验，还未有相应的实验装置，无法判定养殖对象在不同水流条件下的附着情况，难以制定有效的投苗、采捕策略，直接影响到海水养殖业的养殖产品开发、养殖设施研制，进而影响养殖效益。
发明内容
为了克服现阶段野外实验所需人员较多、花费高、可视性差、精度低、危险性高等弊病，填补无相应室内实验装置的空白，本发明的目的在于提供一种海洋底栖生物附着力测定装置。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明包括实验装置、实验记录装置、水流发生装置及水流调节装置，其中实验装置包括水平水道、倾斜水道、隔板及水道支架，所述水平水道及倾斜水道分别安装在水道支架上，该倾斜水道连接于水平水道出水的一侧、并与所述水平水道倾斜设置，所述隔板可拆卸地安装在水平水道与倾斜水道的连接处；所述实验记录装置包括仪器支架及录像设备，所述水平水道由该仪器支架穿过，所述仪器支架可沿水流方向往复移动，在所述水平水道的上下两侧分别设有安装在仪器支架上的录像设备；所述水流发生装置包括水泵、集水水槽及过滤挡板，该集水水槽位于所述倾斜水道的下方，所述水泵的进水口通过进水管与集水水槽相连通，出水口通过出水管与所述水平水道相连通，所述过滤挡板安装在集水水槽内，位于倾斜水道与进水管之间；所述水流调节装置与水泵电连接，通过控制该水泵的频率调节水流速度。
其中：所述水平水道与倾斜水道连接处的两侧槽壁上均设有卡槽，所述隔板通过该卡槽可拆卸地安装在水平水道内，所述水平水道内通过该隔板蓄水；
所述隔板的上端铰接于水平水道与倾斜水道连接处的两侧槽壁上，下端为自由端，所述隔板通过流经的水流绕铰轴转动，水流方向经过该隔板沿水平水道的水平向前改为沿倾斜水道的倾斜向下；
所述水道支架包括底座及竖直支架，所述底座沿长度方向的两侧分别设有多根竖直支架，每根所述竖直支架均为套管，即内外管之间可伸缩，通过所述套管外侧设置的固定旋钮确定水道支架的高度；所述仪器支架包括支架底座、竖直支架及水平横梁，该支架底座位于所述水平水道与水道支架之间，在所述支架底座的两侧分别设有竖直支架，两侧的所述竖直支架之间通过分别位于所述水平水道上下两侧的水平横梁相连，上下两所述水平横梁上均通过云台安装有录像设备；所述竖直支架为套管，即内外管之间可伸缩，通过所述套管外侧设置的固定旋钮确定仪器支架的高度；两侧的所述竖直支架上沿高度方向打有多个支架调节孔，位于所述水平水道下方的水平横梁可插入不同高度的支架调节孔中调节高度；所述出水管上安装有流量计；所述水平水道、倾斜水道及隔板的材质均为透明的有机玻璃板。
本发明的优点与积极效果为：
1.本发明具有结构简单、操作方便、测量精度高、成本低、安全性好、适应范围广等特点。
2.本发明的水道分为水平和倾斜两种，可更加全面模拟底栖生物栖息环境，使实验结果更加系统。
3.本发明采用多台录像设备多角度同时记录实验过程，使实验结果更加准确，增加了结果可信度。
4.本发明采用透明的有机玻璃作为水道材料，可全方位即时观察实验对象情况，及时了解实验进展。
5.本发明采用分体组装的形式，便于维护、拆卸、运输。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
其中：1为水平水道，2为倾斜水道，3为隔板，4为合页，5为水道支架，6为仪器支架，7为云台，8为录像设备，9为水泵，10为集水水槽，11为过滤挡板，12为进水管，13为调频器，14为出水管，15为流量计，16为出水口，17为固定旋钮，18为卡槽，19为连接电线，20为竖直支架，21为底座。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。
如图1所示，本发明包括实验装置、实验记录装置、水流发生装置及水流调节装置，其中实验装置包括水平水道1、倾斜水道2、隔板3及水道支架5，实验记录装置包括仪器支架6、云台7及录像设备8，水流发生装置包括水泵9、集水水槽10、过滤挡板11、进水管12、出水管14及流量计15，水流调节装置为调频器13。
实验装置中，水平水道1及倾斜水道2分别安装在水道支架5上，倾斜水道2通过塑料的合页4连接于水平水道1出水的一侧，并与水平水道1倾斜设置，倾斜水道2可倾斜0°～90°，选定倾斜角度后固定在水道支架5上。水平水道1及倾斜水道2的材质均为透明的有机玻璃板，可以保证对水道内实验对象的全方位监控；水平水道1与倾斜水道2的交界处设有可拆卸的隔板3，该隔板3的材质可为透明的有机玻璃板；可根据需求放置不同高度(1cm，3cm，5cm)、不同类型(不透水、半透水、全透水)的隔板3。
隔板3可采取两种安装方式，一种是全固定方式，可在水平水道1内蓄水；另一种是上端固定方式，可使隔板在固定轴方向转动，使水流方向从水平向前改为倾斜向下。采用全固定方式时，水平水道1与倾斜水道2连接处的两侧槽壁上均设有卡槽18，隔板3通过该卡槽18可拆卸地垂直安装在水平水道1内，水平水道1内通过该隔板3蓄水。采用上端固定方式时，隔板3的上端铰接于水平水道1与倾斜水道2连接处的两侧槽壁上，下端为自由端，隔板3通过流经的水流推动绕铰轴转动，水流方向经过隔板3时，从沿水平水道1的水平向前改为沿倾斜水道2的倾斜向下。
水道支架5包括底座21及竖直支架20，底座21沿长度方向的两侧分别设有多根竖直支架20，两侧的竖直支架20之间通过水平横梁连接，底座21及水平横梁均由306不锈钢焊接而成。本实施例在底座21的每一侧各焊接了四根竖直支架20，每根竖直支架20均由两根306不锈钢套管组成，即内外管之间可伸缩，套管外侧设有固定旋钮17，可根据需要调节水道支架5的高度。水道支架5最高可调为100cm。
实验记录装置中，仪器支架6可沿水流方向往复移动，仪器支架6包括支架底座、竖直支架20及水平横梁，该支架底座位于水平水道1与水道支架5中底座21之间，支架底座的两侧支撑在基础上；在支架底座的两侧各焊接有一根竖直支架20，两竖直支架20之间通过两根水平横梁相连，该两根水平横梁分别位于水平水道1的上下两侧，每根水平横梁上均通过云台7安装有录像设备8，录像设备8可调节角度、位置。竖直支架20由两根306不锈钢套管组成，即内外管之间可伸缩，套管外侧设有固定旋钮17，可根据需要调节仪器支架6的高度；两侧的竖直支架20上沿高度方向打有多个支架调节孔，位于水平水道1下方的水平横梁可插入不同高度的支架调节孔中，以调节高度。仪器支架6可在水道支架5内部活动，便于选取合适的录像位置。两根水平横梁上的录像设备8同时记录，可多角度记录实验进程。本发明的录像设备8为录像机。
水流发生装置中，集水水槽10为长方形槽(本实施例的集水水槽10长100cm、宽50cm、高30cm)；集水水槽10的一端位于倾斜水道2的下方，水泵9的进水口通过进水管12与集水水槽10的另一端相连通，出水口通过出水管14与水平水道1相连通，出水管14的出水口16位于水平水道1的一端；在出水管14上安装有流量计15，本实施例的流量计15为电磁流量计。集水水槽10内放置过滤挡板11，该过滤挡板11位于倾斜水道2与进水管12之间，可根据实验对象的大小，选择不同孔径的滤网，以保证实验对象不被吸入进水管12，同时过滤掉有可能阻塞水泵的杂质。水流调节装置通过连接电线19与水泵9电连接，本实施例的水流调节装置为调频器13，通过调频器13控制水泵9的频率，进而调节水流速度。本发明的水泵9为可调频自吸式水泵，为市购产品，购置于德国威乐公司，220V单相，型号为MHI405；本发明的调频器13为市购产品，购置于中国德力西控股集团有限公司，单相变频器1.5KW，型号为CDI-E100G1R5S2B，220V，50/60HZ。
本发明的工作原理为：
在实验过程中，将集水水槽10注满海水，开启水泵9，水泵9通过进水管12泵入的水由出水管14泵出，进而形成水流，待出水口16稳定出水后，关闭水泵9；调整水道支架5的高度，使其达到设定位置，调整仪器支架6的位置及云台7的角度，使其能够完整记录水平水道1及倾斜水道2制定区域及流量计15数值后，同时打开两台录像设备8；将实验对象放置于水平水道1或倾斜水道2上，待其稳定后，开启水泵9，调整调频器13，使水流逐渐增大，待实验对象无法附着后，关闭水泵9并回收实验对象。
实施例一
本实施例应用于测定不同规格刺参在软泥底质的附着力情况。先在集水水池10中注满15℃过滤海水，开启水泵9，待出水口16水流稳定后，关闭水泵9；在水平水道1中均匀铺满1cm厚度软泥，待软泥沉淀完全后，开启录像设备8，将水平水道1及流量计15完全纳入视野；将10ind./kg规格刺参1头，放入水平水道1中的软泥上，1分钟后，开启水泵9，将调频器13调至1转/s，此后以每分钟2转的速度逐渐调高水泵9的转速，观察刺参附着情况，待刺参脱离软泥底后，将其取出并关闭水泵9。随后再按照此流程，将100ind./kg规格刺参1头，1000ind./kg刺参1头分别单独放入水平水道1测定其附着力，此为一组实验，完成后重复此实验20次，取实验平均值，即为不同规格刺参在软泥底质的附着力。
实施例二
本实施例应用于测定皱纹盘鲍在不同材质附着基上附着力情况。先在集水水池10中注满15℃过滤海水，开启水泵9，待出水口16水流稳定后，关闭水泵9；在水平水道1中放入水泥板(10cm×10cm×1cm)作为附着基，将1头皱纹盘鲍放在水泥板上，开启录像设备8，将水平水道1及流量计15完全纳入视野；1分钟后，开启水泵9，将调频器13调至1转/s，此后以每分钟2转的速度逐渐调高水泵转速，观察皱纹盘鲍附着情况，待其脱离软泥底后，将其取出并关闭水泵9。随后再按照此流程，将波纹板、瓦片作为附着基分别单独放入水平水道1测定皱纹盘鲍在其上的附着力，此为一组实验，完成后重复此实验20次，取实验平均值，即为皱纹盘鲍在不同材质附着基上附着力情况。
本发明可实现室内模拟流速0～200cm/s的水流条件，记录在不同流速、不同底质、不同倾角条件下底栖生物的附着、运动情况。
Claims (8)
1.一种海洋底栖生物附着力测定装置，其特征在于：包括实验装置、实验记录装置、水流发生装置及水流调节装置，其中实验装置包括水平水道(1)、倾斜水道(2)、隔板(3)及水道支架(5)，所述水平水道(1)及倾斜水道(2)分别安装在水道支架(5)上，该倾斜水道(2)连接于水平水道(1)出水的一侧、并与所述水平水道(1)倾斜设置，所述隔板(3)可拆卸地安装在水平水道(1)与倾斜水道(2)的连接处；所述实验记录装置包括仪器支架(6)及录像设备(8)，所述水平水道(1)由该仪器支架(6)穿过，所述仪器支架(6)可沿水流方向往复移动，在所述水平水道(1)的上下两侧分别设有安装在仪器支架(6)上的录像设备(8)；所述水流发生装置包括水泵(9)、集水水槽(10)及过滤挡板(11)，该集水水槽(10)位于所述倾斜水道(2)的下方，所述水泵(9)的进水口通过进水管(12)与集水水槽(10)相连通，出水口通过出水管(14)与所述水平水道(1)相连通，所述过滤挡板(11)安装在集水水槽(10)内，位于倾斜水道(2)与进水管(12)之间；所述水流调节装置与水泵(9)电连接，通过控制该水泵(9)的频率调节水流速度。
2.按权利要求1所述的海洋底栖生物附着力测定装置，其特征在于：所述水平水道(1)与倾斜水道(2)连接处的两侧槽壁上均设有卡槽(18)，所述隔板(3)通过该卡槽(18)可拆卸地安装在水平水道(1)内，所述水平水道(1)内通过该隔板(3)蓄水。
3.按权利要求1所述的海洋底栖生物附着力测定装置，其特征在于：所述隔板(3)的上端铰接于水平水道(1)与倾斜水道(2)连接处的两侧槽壁上，下端为自由端，所述隔板(3)通过流经的水流绕铰轴转动，水流方向经过该隔板(3)沿水平水道(1)的水平向前改为沿倾斜水道(2)的倾斜向下。
4.按权利要求1、2或3所述的海洋底栖生物附着力测定装置，其特征在于：所述水道支架(5)包括底座(21)及竖直支架(20)，所述底座(21)沿长度方向的两侧分别设有多根竖直支架(20)，每根所述竖直支架(20)均为套管，即内外管之间可伸缩，通过所述套管外侧设置的固定旋钮(17)确定水道支架(5)的高度。
5.按权利要求1、2或3所述的海洋底栖生物附着力测定装置，其特征在于：所述仪器支架(6)包括支架底座、竖直支架(20)及水平横梁，该支架底座位于所述水平水道(1)与水道支架(5)之间，在所述支架底座的两侧分别设有竖直支架(20)，两侧的所述竖直支架(20)之间通过分别位于所述水平水道(1)上下两侧的水平横梁相连，上下两所述水平横梁上均通过云台(7)安装有录像设备(8)。
6.按权利要求5所述的海洋底栖生物附着力测定装置，其特征在于：所述竖直支架(20)为套管，即内外管之间可伸缩，通过所述套管外侧设置的固定旋钮(17)确定仪器支架(6)的高度；两侧的所述竖直支架(20)上沿高度方向打有多个支架调节孔，位于所述水平水道(1)下方的水平横梁可插入不同高度的支架调节孔中调节高度。
7.按权利要求1、2或3所述的海洋底栖生物附着力测定装置，其特征在于：所述出水管(14)上安装有流量计(15)。
8.按权利要求1、2或3所述的海洋底栖生物附着力测定装置，其特征在于：所述水平水道(1)、倾斜水道(2)及隔板(3)的材质均为透明的有机玻璃板。
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