CN104904632A - 一种测定鱼类临界氧压的试验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种测定鱼类临界氧压的试验装置，包括外部水槽，水槽被隔板分为两个部分，其中一个部分为试验区，另一个部分为溶氧控制区，在溶氧控制区内设置有氧气供应设备；在试验区内，远离溶氧控制区的一端设置有多孔隔板，溶氧控制区的底部连接有管道，管道的末端位于外部水槽的侧壁与多孔隔板之间；在试验区内还设置有测试管，其中测试管的两端具有活动的密封盖，靠近多孔隔板的位于测试管前端的密封盖上设置有单向水阀，循环水泵将测试管内的水泵出后经弯管进入到测试管的后部；该装置可以根据试验鱼大小和试验环境的需要改变测定总水体的体积，防止溶氧的下降过快或过慢，同时又保证试验鱼周围环境大小不变，避免空间大小对试验鱼的影响。

Description

一种测定鱼类临界氧压的试验装置
技术领域
本发明涉及一种测定临界氧压的试验装置，特别涉及测试鱼类耐低氧能力的试验装置。
背景技术
由于水的特殊理化性质，水体中的溶氧水平远低于空气，因此相对于陆生动物，生活在水中的鱼类很容易遭受低氧的胁迫。近年来，随着经济的发展，水体结构改变（如大坝的修建）、水体污染和富营养化极大的加剧了自然水体的缺氧，对鱼类的生存造成严重挑战，也导致了全球范围内渔业的巨大损失。因此，关于鱼类耐低氧能力的研究十分必要，且一直受到广泛的关注。
临界氧压（P crit）表示随着环境溶氧的降低，当鱼类无法维持代谢稳定时的溶氧水平。它能反映鱼类的低氧耐受特征，因此一直被广泛得用作评价鱼类低氧耐受能力的指标。临界氧压的测定一般是将试验鱼装入一个连接有溶氧仪的密闭呼吸室，根据试验鱼的自身耗氧造成呼吸室内溶氧水平的逐渐降低，直至试验鱼由于低氧失去平衡，然后根据试验鱼代谢率随溶氧水平的变化，运用双线法计算出该试验鱼的临界氧压。然而，呼吸室内溶氧的降低速率取决于呼吸室的大小和试验鱼的代谢率，当试验鱼大小以及测定环境（如温度）不同时，其代谢率差异很大，这就造成测定时间往往长短不一；此外，呼吸室内水体二氧化碳、氨氮的积累水平也会随之不同。这就造成测定过程中实验处理不一致，对测定结果的可靠性造成严重挑战。有研究者采用不同体积的呼吸室来测定大小和测定环境不同的试验鱼，以获得比较接近的测定总时间，然而这种方式又引入了新的问题：呼吸室大小不同对试验鱼的自发活跃性及代谢率本身也有很大的影响。此外，以往测定装置在水循环过程以及驯化模式向测定模式切换过程中极易对试验鱼造成扰动，使得试验鱼代谢异常，影响测定结果。
发明内容
本发明的目的是提供一种测定鱼类临界氧压的试验装置。
    一种测定鱼类临界氧压的试验装置，包括外部水槽，其特征在于：所述水槽被隔板分为两个部分，其中一个部分为试验区，另一个部分为溶氧控制区，在溶氧控制区内设置有氧气供应设备；在试验区内，远离溶氧控制区的一端设置有多孔隔板，溶氧控制区的底部连接有管道，管道的末端位于外部水槽的侧壁与多孔隔板之间；在试验区内还设置有测试管，其中测试管的两端具有活动的密封盖，靠近多孔隔板的位于测试管前端的密封盖上设置有单向水阀，循环水泵将测试管内的水泵出后经弯管进入到测试管的后部；在测试管的下部还设置均具有单向阀的换水入口和换水出口，换水入口和换水出口分别位于测试管的后端和前端，换水水泵用于将水流泵入换水入口，所述装置还包括对测试管内的氧含量的溶氧探头。
    所述测试管的前部还设置有测量杯，溶氧探头设置于测量杯内，循环水泵将测试管内的水泵出后经过测量杯才进入测试管的后部。
    所述测试管为主管。
    所述测试管由主管和副管组成，其中主管与副管之间，以及副管与副管之间通过连接环及多孔隔板相连。
本发明的积极效果为：
1.       该装置可以根据试验鱼大小和试验环境的需要改变测定总水体的体积，防止溶氧的下降过快或过慢，同时又保证试验鱼周围环境大小不变，避免空间大小对试验鱼的影响；
2.       该装置水体取样过程中引入冷凝管，避免水泵工作、试验鱼代谢引起的水温升高，对代谢测定造成影响；
3.     该装置中与测定管内部相连的水阀均设计为喇叭口形，使得水阀附近的入水或出水速度很低，避免产生高速水流对试验鱼的扰动。
4.       驯化模式与测定模式可自动切换，避免手动由驯化模式向测定模式切换时对试验鱼造成扰动，影响测定。
5.     测定装置中主管与副管采用不透明材料构成，避免外界干扰，而两端密封盖采用半透明材料，使装置内部保持较弱的光线，使得试验鱼在整个过程中较为安静，测定结果较为稳定。
附图说明
    图1为本发明实施例1的结构示意图；
    图2为图1中测量主管的结构示意图；
图3为实施例2中图1中主管加副管的结构示意图；
图中，1为溶氧仪，2为溶氧探头，3为弯管，4为测量杯，5为循环水泵，6为主管左侧半透明密封盖，7为单向阀，8为不透明主管，9为换水水泵，10为主管支架，11为通用半透明密封盖，12为三通水阀，13为冷凝管，14为外部水槽，15为多孔隔板，16为定时开关，17为出水口，18为导流板，19为导气管，20为分气头，21为隔板，22为水泵，23为气泡石，24为充气泵，25为底部管道，26为两通接头，27为换水入口，28为单向阀，29为单向阀，30为多孔隔板，31为副管，32为副管支架，33为连接环，34为副管冷凝管，35为三通接头。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1：如图1和图2所示，试验鱼耗氧率较低（如试验鱼较小或测定温度较低）时，单独使用主管进行测定。隔板21将外部水槽14分隔为左侧试验区和右侧溶氧控制区。首先向水槽中注水至出水口17的位置，按图1，图2搭建好试验装置，排除主管8及附属装置中的残留气泡。开启充气泵24，向溶氧控制区的水体中不断注入空气，控制溶氧，然后开启水泵22，溶氧控制区中的高氧水从左下方经水泵22吸入，经由底部管道25，从多孔隔板15均匀溢入外部水槽14左侧试验区，再均匀向右侧流动，流经临界氧压测定系统，从出水口17经过导流板18回到溶氧控制区，实现外部水槽14的水体循环。右侧溶氧控制区的水从下部吸入试验区避免了气泡石产生的气泡进入左侧试验区，同时其中的水流方向与气泡上升方向相反，更利于水中的气体交换。
接下来，打开半透明密封盖11，装入试验鱼后密封，设置换水水泵9的控制开关16为开启4小时后关闭。驯化模式开始：定时开关16控制换水水泵9持续打开，外部水不断从入口27进入水泵9中，经单向阀29泵入，导致主管内水压增大，压迫主管内水经单向阀7流出，实现自动换水。单向阀7只能出水，无法进水，单向阀29只能进水，不能出水，避免水泵9关闭时管内水体跟外界和水体有交换，影响测定；此外，单向阀7，三通水阀12，单向阀28，水阀29，三通水阀35（图3）出水口或入水口均设计为喇叭口形，且喇叭口面对管内，用于降低出水或入水口附近的水流速度，避免出水口或入水口附近存在高速水流，对管内试验鱼造成扰动。
4小时后，定时开关16控制换水水泵9自动关闭。打开循环水泵5，溶氧仪1，测定模式开始：主管内水体经由单向阀28进入水泵5，泵入测量杯4，经过溶氧探头2定期检测后继续向前分别经过弯管3，冷凝管13，此时三通水阀12右侧出口关闭，从冷凝管13过来的水直接通过水阀12向下重新汇入主管8中，实现水体循环与溶氧测定同步完成。冷凝管13作为水循环通道的同时也起到冷凝的作用，避免测定管内的水温因水泵工作和试验鱼代谢而升高。最后通过溶氧仪所测溶氧随时间的不断变化计算该尾试验鱼的临界氧压。
实施例2：如图1和图3所示，试验鱼耗氧率较高（如试验鱼较大、测定温度较高）时，使用主管连接副管进行测定（也可根据需要连接更多副管）。当连接副管31时，取下主管右端密封盖11，使用连接环33将副管31与主管8连接在一起，主管8与副管31直径、材料完全相同，因此副管右端仍使用密封盖11密封。实施例2驯化模式操作步骤与实施例1相同，不同之处在与测定模式开始后，三通水阀12下方出口关闭，右侧出口打开。由此，从水阀28处泵入的水则通过三通水阀12，继续向右进入副冷凝管34，再从三通水阀35（右侧出口关闭）下方出口泵入副管31中，副管31中的水再从连接环33中部多孔隔板30回到主管，实现水体循环。多孔隔板30将主管与副管隔开，虽然有水流交换，试验鱼却无法通过，使得即使测试总水体增大，试验鱼依然只能在固定体积的主管中活动，对其自发活跃性和代谢率没有影响。当副管31右侧需要连接更多副管时，连接方式与上述一致。最后通过溶氧仪所测溶氧随时间的不断变化计算该尾试验鱼的临界氧压。

Claims (4)

1.一种测定鱼类临界氧压的试验装置，包括外部水槽，其特征在于：所述水槽被隔板分为两个部分，其中一个部分为试验区，另一个部分为溶氧控制区，在溶氧控制区内设置有氧气供应设备；在试验区内，远离溶氧控制区的一端设置有多孔隔板，溶氧控制区的底部连接有管道，管道的末端位于外部水槽的侧壁与多孔隔板之间；在试验区内还设置有测试管，其中测试管的两端具有活动的密封盖，靠近多孔隔板的位于测试管前端的密封盖上设置有单向水阀，循环水泵将测试管内的水泵出后经弯管进入到测试管的后部；在测试管的下部还设置均具有单向阀的换水入口和换水出口，换水入口和换水出口分别位于测试管的后端和前端，换水水泵用于将水流泵入换水入口，所述装置还包括对测试管内的氧含量的溶氧探头。
2.如权利要求1所述的测定鱼类临界氧压的试验装置，其特征在于：所述测试管的前部还设置有测量杯，溶氧探头设置于测量杯内，循环水泵将测试管内的水泵出后经过测量杯才进入测试管的后部。
3.如权利要求1或2所述的测定鱼类临界氧压的试验装置，其特征在于：所述测试管为主管。
4.如权利要求1或2所述的测定鱼类临界氧压的试验装置，其特征在于：所述测试管由主管和副管组成，其中主管与副管之间，以及副管与副管之间通过连接环及多孔隔板相连。
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