CN108037036B - 一种监测海水中珊瑚生长速度的装置及其测量方法 - Google Patents

一种监测海水中珊瑚生长速度的装置及其测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种监测海水中珊瑚生长速度的装置及其测量方法，重力传感器(1)、连接装置(2)、负载物转换装置(3)、定量砝码(4)、定量砝码转换装置(5)、无线信号发射系统(6)、计算机(7)、悬吊装置(8)和装置基座(9)；该装置通过对悬吊在海水中生长的珊瑚进行多次称重，实现对珊瑚生长速度的监测，其步骤包括：1)称重传感器(1)的校正、2)珊瑚称重、3)数据分析。该称重装置可以在称重状态、空载状态及其校正状态之间切换，其只有在短暂的称重过程中处于负载状态，可以有效保持称重的精度，通过校正状态的校正，避免称重装置零点漂移和零点温度漂移带来的误差，为长期性精确称重提供了保障。

Description

一种监测海水中珊瑚生长速度的装置及其测量方法
技术领域
本发明涉及一种监测海水中珊瑚生长速度的装置及其测量方法，属于海洋生物技术领域。
背景技术
现阶段，测量造礁石珊瑚质量的方法，主要有三种：最初，人们经常采用直接称量法，即将造礁石珊瑚从水下捞出，进行自然风干后用天平称量，该做法对珊瑚有损伤，无法进行连续性实验，测量误差大，自然风干效率很低，且操作不便，不适用于在大规模生产中对礁石进行称重；之后，逐渐产生了水下称量法，即在水下直接安置特殊的称量装置，直接在现场对珊瑚进行称重，但该方法操作复杂，且测量精度较低；近些年，浮力称量法逐渐成为珊瑚称重的主要方法，这种方法采用将珊瑚完全浸没在水中，并将称重装置安置在水下，测量珊瑚的相对重量，该方法使用的称量器具为高精度的电子天平，其中，可以进行下部吊秤的电子天平最为常用，称重时，通过测量水体密度、被测珊瑚体骨骼密度、相对重量等参数，换算出珊瑚在空气中的绝对重量，这种称重方法不会损伤珊瑚，且测量精度高，但其缺点在于，不可用于同一珊瑚生长过程的长时间监测。高精度的天平长期处于负载状态，且重力传感器本身因零点漂移和零点温度漂移会产生蠕变，容易导致称重装置失去测量精度。
由于珊瑚生长速度缓慢，自然海水环境恶劣。因此需要研制一种高精度，适合长期测量，并能保证重力传感器精度不受影响的造礁石珊瑚称重装置。
发明内容
技术问题：本发明的目的是提供一种监测海水中珊瑚生长速度的装置及其测量方法，该装置通过把珊瑚悬吊在海水中进行长期养殖，同时对悬吊的珊瑚进行长期性、周期性、批量性自动化称重实现对珊瑚生长速度的监测。
技术方案：本发明提供了一种监测海水中珊瑚生长速度的装置，该装置通过一个悬吊装置将活珊瑚放置在海水中，通过多次测量海水中珊瑚的重量实现对珊瑚生长速度的监测，该装置包括以下部件：重力传感器、连接装置、负载物转换装置、定量砝码、定量砝码转换装置、无线信号发射系统、计算机、悬吊装置和装置基座，其中重力传感器的一端固定在装置基座上，另一端通过连接装置与负载物转换装置的上端连接，负载物转换装置的下端与珊瑚的悬吊装置连接；定量砝码转换装置固定在装置基座上，与定量砝码相连；所述的负载物转换装置用于向重力传感器上加载或者卸载放置珊瑚的悬吊装置，所述的定量砝码转换装置用于向重力传感器加载或者卸载定量砝码；无线信号发射系统安置于装置基座内，并与重力传感器连接，计算机通过无线信号发射系统控制珊瑚生长监测过程。
其中：
所述的连接装置为螺钉、挂钩、绳结或者销钉。
所述的负载物转换装置和定量砝码转换装置均为凸轮控制的加载载荷装置；在测重时，通过控制凸轮转动，将载荷加载到重力传感器上，测量结束后，通过控制凸轮转动，卸载载荷。
所述的定量砝码转换装置用于向重力传感器加载或者卸载定量砝码，定量砝码加载于重力传感器的具有连接装置的一端。
所述的凸轮上装有位置传感器，反应凸轮所处的状态。
所述的负载物转换装置通过绳索、挂钩、销钉与珊瑚悬吊装置连接。
所述的珊瑚放置在海水中的深度不大于50米。
所述的重力传感器、连接装置、负载物转换装置、定量砝码、定量砝码转换装置和珊瑚悬吊装置的个数大于等于1个。
所述的计算机通过无线信号发射系统控制珊瑚生长监测过程是指计算机控制重力传感器、负载物转换装置和定量砝码转换装置对珊瑚进行称重，之后将得到的数据反馈到计算机中自动处理。
所述的监测海水中珊瑚生长速度的装置设置有电池系统，通过内置的锂电池为该装置的运行供电。
本发明还提供了一种监测海水中珊瑚生长速度的装置的测量方法，该方法通过多次测量海水中珊瑚的重量实现对珊瑚生长速度的监测，包括以下步骤：
1)重力传感器的校正：先将空载状态的重力传感器调零，得到一个零点，通过定量砝码转换装置向重力传感器上加载定量砝码，读取重力传感器的测量值，之后通过定量砝码转换装置从重力传感器上卸载定量砝码，使得重力传感器回到空载荷状态；
2)珊瑚称重：控制负载物转换装置将珊瑚悬吊装置加载到重力传感器上，读取重力传感器的测量值，之后控制负载物转换装置将珊瑚悬吊装置从重力传感器上卸载，使得重力传感器回到空载荷状态；
3)数据分析：利用步骤1)中重力传感器的测量值，对步骤2)中得到的重力传感器的测量值进行线性拟合，得到珊瑚的重量，算出海水中珊瑚的生长速度。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优势：
1、本发明使用由凸轮控制的转换装置对重力传感器进行加载和卸载负载物，使得用于称量悬吊珊瑚的重力传感器长期处于空载状态，只有在短暂的测量过程中处于负载状态，可以有效保持传感器的测量精度；由凸轮控制的转换装置可以有多个称重位置，分别可以对多个活珊瑚进行称重。
2、在称量悬吊珊瑚重量前增加了重力传感器调零和称量定量砝码的校正模式，得到了测量零点和标定点的数据，通过这些数据对珊瑚的称重结果进行拟合，消除因重力传感器本身零点漂移和零点温度漂移对测量结果的影响；
3、本发明的装置可以对海水中的珊瑚进行长期性、自动化的高精度称量，方便快捷的监控珊瑚生长的速度。
附图说明
图1为本发明提供得监测海水中珊瑚生长速度的装置的结构示意图；
图中有：重力传感器1、连接装置2、负载物转换装置3、定量砝码4、定量砝码转换装置5、无线信号发射系统6、计算机7、悬吊装置8和装置基座9。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细的描述。
本发明提供了一种监测海水中珊瑚生长速度的装置及其测量方法，主要用于对生长周期(1周至数年)内珊瑚的重量进行定期、批量化自动监测，可对不同环境下不同珊瑚品种的造礁矿化效率进行评估。
一种监测海水中珊瑚生长速度的装置(如图1所示)，该装置通过一个将活珊瑚放置在海水中，通过多次测量海水中珊瑚的重量实现对珊瑚生长速度的监测，该装置包括以下部件：重力传感器1、连接装置2、负载物转换装置3、定量砝码4、定量砝码转换装置5、无线信号发射系统6、计算机7、悬吊装置8和装置基座9，其中重力传感器1的一端固定在装置基座9上，另一端通过连接装置2与负载物转换装置3的上端连接，负载物转换装置3的下端与珊瑚的悬吊装置8连接；定量砝码转换装置5固定在装置基座9上，与定量砝码4相连；所述的负载物转换装置3用于向重力传感器1上加载或者卸载放置珊瑚的悬吊装置8，所述的定量砝码转换装置5用于向重力传感器1加载或者卸载定量砝码4；无线信号发射系统6安置于装置基座9内，并与重力传感器1连接，计算机7通过无线信号发射系统6珊瑚生长监测过程。
所述的连接装置2为螺钉。
所述的负载物转换装置3和定量砝码转换装置5均为凸轮控制的加载载荷装置；在测量海水中珊瑚的重量时，通过控制凸轮转动，将载荷加载到重力传感器1上，测量结束后，通过控制凸轮转动，卸载载荷。
所述的凸轮上装有位置传感器，可以反应凸轮所处的状态。
所述的定量砝码转换装置5用于向重力传感器1加载或者卸载定量砝码4，定量砝码4加载于重力传感器1的具有连接装置2的一端。
所述的负载物转换装置3的下端通过绳索、挂钩、销钉等与珊瑚悬吊装置8连接。
所述的活珊瑚放置在海水中的深度不大于50米。
所述的计算机7通过无线信号发射系统6控制珊瑚生长监测过程是指计算机7控制重力传感器1、负载物转换装置3和定量砝码转换装置5对珊瑚进行称重，之后将得到的数据反馈到计算机7中自动处理。
所述的监测海水中珊瑚生长速度的装置设置有电池系统，通过内置的锂电池为该装置的运行供电。
所述的重力传感器、连接装置、负载物转换装置、定量砝码、定量砝码转换装置和珊瑚悬吊装置的个数大于等于1个，同步对批量化悬吊养殖的珊瑚进行测量。
本发明还提供了一种监测海水中珊瑚生长速度的装置的测量方法，该方法通过多次测量海水中珊瑚的重量实现对珊瑚生长速度的监测，包括以下步骤：
1)重力传感器1的校正：先将空载状态的重力传感器1调零，得到一个零点，通过定量砝码转换装置5在重力传感器1上加载定量砝码4，读取重力传感器1的测量值，之后通过定量砝码转换装置5从重力传感器1上卸载定量砝码4，使得重力传感器1回到空载荷状态；
2)珊瑚称重：控制负载物转换装置3将珊瑚悬吊装置8加载到重力传感器上1，读取重力传感器1的测量值，之后控制负载物转换装置3将珊瑚悬吊装置8从重力传感器1上卸载，使得重力传感器回到空载荷状态；
3)数据分析：利用步骤2)中重力传感器1的测量值，对步骤3)中得到的重力传感器1的测量值进行线性拟合，得到珊瑚的重量，算出海水中珊瑚的生长速度。
本发明使用由凸轮控制的转换装置对重力传感器1进行加载和卸载负载物，使得用于称量悬吊珊瑚的重力传感器1长期处于空载状态，只有在短暂的测量过程中处于负载状态，可以有效保持传感器的测量精度；在称量悬吊珊瑚重量前增加了重力传感器1调零和称量定量砝码4的校正模式，得到了测量零点和标定点的数据，通过这些数据对珊瑚的称重结果进行拟合，消除因重力传感器本身零点漂移和零点温度漂移对测量结果的影响；本发明的装置可以对海水中的珊瑚进行长期性、自动化的高精度称量，方便快捷的监控珊瑚生长的速度。

Claims (8)

1.一种监测海水中珊瑚生长速度的装置，其特征在于：该装置包括以下部件：重力传感器(1)、连接装置(2)、负载物转换装置(3)、定量砝码(4)、定量砝码转换装置(5)、无线信号发射系统(6)、计算机(7)、悬吊装置(8)和装置基座(9)，其中重力传感器(1)的一端固定在装置基座(9)上，另一端通过连接装置(2)与负载物转换装置(3)的上端连接，负载物转换装置(3)的下端与珊瑚的悬吊装置(8)连接；定量砝码转换装置(5)固定在装置基座(9)上，与定量砝码(4)相连；无线信号发射系统(6)安置于装置基座(9)内，并与重力传感器(1)连接，计算机(7)通过无线信号发射系统(6)控制珊瑚生长监测过程；
所述的负载物转换装置(3)和定量砝码转换装置(5)均为凸轮控制的加载载荷装置；在测重时，通过控制凸轮转动，将载荷加载到重力传感器(1)上，测量结束后，通过控制凸轮转动，卸载载荷。
2.如权利要求1所述的一种监测海水中珊瑚生长速度的装置，其特征在于：所述的连接装置(2)为螺钉、挂钩、绳结或者销钉。
3.如权利要求1所述的一种监测海水中珊瑚生长速度的装置，其特征在于：所述的定量砝码转换装置(5)用于向重力传感器(1)加载或者卸载定量砝码(4)，定量砝码(4)加载于重力传感器(1)的具有连接装置(2)的一端。
4.如权利要求1所述的一种监测海水中珊瑚生长速度的装置，其特征在于：所述的凸轮上装有位置传感器，反应凸轮所处的状态。
5.如权利要求1所述的一种监测海水中珊瑚生长速度的装置，其特征在于：所述的负载物转换装置(3)通过绳索、挂钩、销钉与珊瑚的悬吊装置(8)连接。
6.如权利要求1所述的一种监测海水中珊瑚生长速度的装置，其特征在于：所述的珊瑚放置在海水中的深度不大于50米。
7.如权利要求1所述的一种监测海水中珊瑚生长速度的装置，其特征在于：所述的重力传感器(1)、连接装置(2)、负载物转换装置(3)、定量砝码(4)、定量砝码转换装置(5)和珊瑚悬吊装置(8)的个数大于等于1个。
8.一种如权利要求1所述的监测海水中珊瑚生长速度的装置的测量方法，其特征在于：该方法通过多次测量海水中珊瑚的重量实现对珊瑚生长速度的监测，包括以下步骤：
1)重力传感器(1)的校正：先将空载状态的重力传感器(1)调零，得到一个零点，通过定量砝码转换装置(5)向重力传感器(1)上加载定量砝码(4)，读取重力传感器(1)的测量值，之后通过定量砝码转换装置(5)从重力传感器(1)上卸载定量砝码(4)，使得重力传感器(1)回到空载荷状态；
2)珊瑚称重：控制负载物转换装置(3)将珊瑚悬吊装置(8)加载到重力传感器上(1)，读取重力传感器(1)的测量值，之后控制负载物转换装置(3)将珊瑚的悬吊装置(8)从重力传感器(1)上卸载，使得重力传感器回到空载荷状态；
3)数据分析：利用步骤1)中重力传感器(1)的测量值，对步骤2)中得到的重力传感器(1)的测量值进行线性拟合，得到珊瑚的重量，算出海水中珊瑚的生长速度。
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