专利名称：水体溶解氧饱和度鱼类损伤阈值实验装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及高坝泄流溶解气体过饱和实验装置，具体的说是一种水体溶解氧饱和度鱼类损伤阈值实验装置。
背景技术：
大坝泄水过程中，下泄水流发生强烈紊动，形成无数水珠，使氧气通过水气交界面进入水体的数量大幅提高，从而使大坝下游河道溶解氧的含量明显提高，将对下游水生生物带来不利影响。水体溶解氧过饱和易引起鱼类患气泡病，导致鱼的肠道出现气泡，或体表、鳃上附着许多小气泡，使鱼体上浮或游动失去平衡，严重时可引起大量死亡。这种病主要危害鱼苗，急性病例可造成鱼苗100%的死亡率。但有关水体溶解氧饱和度鱼类损伤阈值现今并不明确，仅通过野外捕捞获得一些不成体系的数据，且耗人力物力巨大，整体利用效率低。同时该阀值对有关鱼类保护起着至关重要的作用。研究水体溶解氧饱和度鱼类损伤阈值对了解生物进化及物种保护有重要意义。专利号为201120020517.9的中国实用新型专利公开了一种“鱼类多功能行为学装置”，但其属于生物学基础研究领域，只能在满足鱼类游泳能力的条件下，研究鱼类对光照强度、光照颜色、水流偏好等，不能用于水体溶解氧饱和度鱼类损伤阈值实验。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种水体溶解氧饱和度鱼类损伤阈值实验装置，使用方便，能满足鱼类游泳能力，适应不同规格的鱼类，且可实现水流自循环，节约人力和财力，提高整体利用效率。本发明解决以上技术技术问题的技术方案是
水体溶解氧饱和度鱼类损伤阈值实验装置，包括循环变频水泵和圆形密闭水箱，循环变频水泵通过出水管与圆形密闭水箱连通；圆形密闭水箱内由可拆卸环形隔板沿圆形密闭水箱圆周方向分隔成至少两个泳道，圆形密闭水箱底部中间设有出水孔，出水孔上接有竖直方向的立式出水管，出水孔依次通过立式出水管、水平方向的箱底出水管、竖直方向的箱外立式通水管以及水平方向的进水管与供水箱连通，立式出水管、箱底出水管以及箱外立式通水管连接形成U形管结构；圆形密闭水箱内壁上设有环形水管，环形水管的进水口与循环变频水泵的出水管连通，环形水管的出水口通过设有出水管道阀门的出水管道与箱外立式水管连通；环形水管沿圆形密闭水箱圆周方向上等距离开设有出水口，每个出水口接有一根朝向圆形密闭水箱中心的分支出水管，分支出水管朝向圆形密闭水箱中心的一端封 闭，分支出水管的管壁上间隔开设有横向排列的位于各泳道内的小孔；各可拆卸环形隔板的上边缘沿圆周方向上等距离开设有与分支出水管位置相配合的泄水三角口，立式出水管上布满水孔；还包括供气机和供水箱，供气机通过供气管与供水箱连接，用以向供水箱中充入气体，供气管上设有供气阀门，供水箱内设有用以溶解氧饱和度测定的电化学探头，供水箱通过供水管与循环变频水泵连通。这样，通过循环变频水泵的动力在环形水管内形成环形水流，水流大小可根据鱼类大小通过调节连接在环形水管的出水管道的阀门来控制，立式出水管、箱底出水管以及箱外立式通水管连接形成U形管结构，可通过箱外立式水管来控制圆形密闭水箱的水深；分支出水管的小孔作用是通过释放环形水管内的水以在各泳道中制造水流。本发明与专利号为201120020517. 9的“鱼类多功能行为学装置”区别在于增加充气装置供气机、供水箱、供气阀门、供气管、电化学探头和供水管，在满足鱼类游泳能力的条件下(即在知道鱼类游泳所需流速、水深情况下)，可进行水体溶解氧饱和度对鱼类损伤的观测实验；本发明属于生态 水利学环境保护领域，主要由高坝泄流引起下游河道溶解气体过饱和问题提出；有关高坝泄流引起下游河道溶解气体过饱和问题研究时间并不长，对于是何种气体引起鱼类气泡病并没有一个很统一的定论，最开始大多学者认为是氮气，但现在很多学者认为是氧气，所以本实验装置也可以更换供气机中的气体，将其更换成一种或几种气体混合气体进行实验，以得出到底是哪种溶解气体引起鱼类气泡病，从而为水利工程引起的一些环境问题提供解决依据；有关水体溶解氧饱和度鱼类损伤阈值现今并不明确，仅通过野外捕捞获得一些不成体系的数据，且耗人力物力巨大，本发明能通过实验室实验确定不同种类及鱼龄水体溶解氧饱和度鱼类损伤阈值；本发明水箱无不透光幕布，实验不仅可通过电脑观测还可通过圆形密闭水箱进行观测，由于这个实验对实验鱼有损伤，而对于一个内径2m的圆形水箱要想通过顶端的一个摄像头和电脑屏幕全方面观察比较有难度，所以实验员可一方面通过电脑观测，一方面通过圆形水箱直接观测，一旦发生气泡病病理反应即可停止实验，并将实验鱼进行转移，这样实验鱼经恢复后可再使用，大大节约成本；在实现水体循环的同时，保证圆形水箱中的溶解氧维持在某一稳定的溶解氧浓度范围，因为在实际大坝泄流溶解气体过饱和的现象中，在距坝一百多公里的地方其饱和度依然很高，四五百公里的地方差不多才能恢复到比较正常的状态，而且从实验原则来说也需要维持溶解氧饱和度的稳定状态。本发明进一步限定的技术方案是
前述的水体溶解氧饱和度鱼类损伤阈值实验装置，可拆卸环形隔板根据鱼类大小将圆形密闭水箱内部分隔成的泳道具体为以下5种之一①宽度为0. 30m, O. 30m, O. 30m的三个泳道，以实现体长小于20cm的不同种鱼类的监测对比实验宽度为0. 45m,O. 45m的两个泳道，以实现体长大于20cm小于35cm不同种鱼类的监测对比实验宽度为0. 20m,
O.30m, O. 40m的三个泳道，以实现同种鱼类体长小于10cm、体长大于IOcm小于20cm及体长大于20cm小于30cm不同龄鱼类的监测对比实验；@宽度为0. 40m, O. 50m两个泳道，以实现同种鱼类体长大于20cm小于30cm和体长大于30cm小于40cm的对比监测实验；⑤宽度为0. 90m的一个泳道，以实现体长小于80cm鱼类的监测实验。前述的水体溶解氧饱和度鱼类损伤阈值实验装置，电化学探头设在供水箱内靠近供水管的出水口处。前述的水体溶解氧饱和度鱼类损伤阈值实验装置，供气管的出气口位于供水箱底部。前述的水体溶解氧饱和度鱼类损伤阈值实验装置，供水管的进水口位于供水箱中部。
前述的水体溶解氧饱和度鱼类损伤阈值实验装置，进水管出口设在供水箱的顶部。前述的水体溶解氧饱和度鱼类损伤阈值实验装置，环形水管通过设置在圆形密闭水箱内壁的挂钩固定于圆形密闭水箱内壁。前述的水体溶解氧饱和度鱼类损伤阈值实验装置，环形水管沿圆形密闭水箱圆周方向上等距离开设有个出水口，分支出水管的管壁上开设有横向排列的直径O. 2cm，间距2cm的与各泳道相配合的小孔。前述的水体溶解氧饱和度鱼类损伤阈值实验装置，还设有摄像头，摄像头通过可调支架设置在圆形密闭水箱上方，摄像头与电脑连接，可调支架通过固定底座固定在地面。前述的水体溶解氧饱和度鱼类损伤阈值实验装置，圆形密闭水箱为玻璃钢水箱，可拆卸环形隔板为玻璃树脂环形隔板，分支出水管为PVC水管。本发明的有益效果是
(1)供气机可通过供气管向供水箱中充入氧气，使水体的含氧量增高。供水箱内设有提供溶解氧饱和度测定的电化学探头，可测定并显示供水箱内的溶解氧饱和度且可通过控制供气阀门使供水箱中充入的氧稳定在一定饱和度值范围；(2)供气管伸入供水箱底部，可使氧气更好的溶解于供水箱水体中；(3)电化学探头设于供水箱内靠近供水管出水口处，可保证进入循环变频水泵的水在所需实验水体溶解氧饱和度范围内；⑷通过架设在圆形密闭水箱内壁的环形水管在等距离分布的分支出水管处形成喷出的水流，水流进入可拆卸环形隔板内形成一定溶解氧饱和度的水体，泳道内的水体溶解氧含量可通过供气机和供气阀门控制，形成某一稳定溶解氧饱和度水体，以通过电脑或圆形水箱观察鱼类的损伤特点，测定鱼类对某一溶解氧饱和度的耐受时间；(5)循环变频水泵频率或阀门的控制，可形成满足尺寸、年龄不同的各种鱼类的适应流速，泄水三角口和出水孔配合循环变频水泵及进水管将从圆形水箱流出的水送回供水箱，一方面可使水流持续充氧并维持在一定饱和度、不会因鱼类消耗或溢散使水体溶解氧饱和度发生巨大变化，另一方面实现水流自循环、节约了人力和财力；(6)可拆卸环形隔板可将水箱分隔成多个泳道，适应不同规格的鱼类，且环形设计可实现水流自循环，节约了人力和财力，整体利用效率高；(7)立式出水管的设置可防止鱼类通过出水孔外逃；(8)钢玻璃制作而成的圆形密闭水箱有利于实验者对实验鱼的观察，一旦发生气泡病的病理反应即可停止实验，以防对实验鱼造成过多伤害；(9)通过摄像头可对局部或全部水箱的鱼类进行观察，将获取的数据传输至电脑，观察效果好，防止遗漏的发生，方便后期数据的核对审查。本发明结构简单，使用方便，能满足鱼类游泳能力，适应不同规格的鱼类，且可实现水流自循环，节约人力和财力，提高整体利用效率。
图I是本发明的连接示意图。图2是本发明圆形密闭水箱的俯视图。
具体实施例方式实施例I本实施例是一种水体溶解氧饱和度鱼类损伤阈值实验装置，结构如图I和图2所示，包括供气机I、供水箱2、循环变频水泵14和圆形密闭水箱7 ;供气机I通过供气管4与供水箱2连接，用以向供水箱2中充入氧气，供气管4上设有供气阀门3，供水箱2内设有用以溶解氧饱和度测定的电化学探头5 ;供水箱2通过供水管6与循环变频水泵14连通，供水管6 的进水口位于供水箱2中部，循环变频水泵14通过出水管16与圆形密闭水箱7连通；圆形密闭水箱7内由可拆卸环形隔板8沿圆形密闭水箱圆周方向分隔成至少两个泳道9，圆形密闭水箱7底部中间设有出水孔，出水孔上接有竖直方向的立式出水管11，出水孔依次通过立式出水管11、水平方向的箱底出水管12、竖直方向的箱外立式通水管13以及水平方向的进水管15与供水箱2连通，进水管15出口设在供水箱2的顶部，立式出水管11、箱底出水管12以及箱外立式通水管13连接形成U形管结构；圆形密闭水箱7内壁上设有环形水管10，环形水管10的进水口与循环变频水泵14的出水管16连通，环形水管10的出水口通过设有出水管道阀门17的出水管道18与箱外立式水管13连通；环形水管10沿圆形密闭水箱7圆周方向上等距离开设有出水口，每个出水口接有一根朝向圆形密闭水箱7中心的分支出水管19，分支出水管19朝向圆形密闭水箱7中心的一端封闭，分支出水管19的管壁上间隔开设有横向排列的位于各泳道9内的小孔；各可拆卸环形隔板8的上边缘沿圆周方向上等距离开设有与分支出水管19位置相配合的泄水三角口 20，立式出水管11上布满水孔。供气机I功率为120w，供水箱为长2m，宽2m，高O. 6m的玻璃钢水箱，供气机I通过供气管4与供水箱2连接，供气管4伸至供水箱2底部，供气阀门3设置在供气管4上，可实现供气机对供水箱充氧的控制，使供水箱内水体溶解氧含量维持到某个饱和度，如100%土 5%、110% 土 5%或120% 土 5%。电化学探头5设置在供水箱2内靠近供水管6出口处，可监测供水箱内的溶解氧饱和度。操作时打开供气机与供气阀门，使供水箱内水体溶解氧饱和度维持在一定的范围。圆形密闭水箱7内径2m，高O. 5m，可拆卸环形隔板8可根据鱼类大小将圆形密闭水箱7内部分隔成宽度为①O. 30m,O. 30m,O. 30m的三个泳道，以实现体长小于20cm的不同种鱼类的监测对比实验 ’②O. 45m,O. 45m的两个泳道，以实现体长大于20cm小于35cm不同种鱼类的监测对比实验O. 20m, O. 30m, O. 40m的三个泳道以实现同种鱼类体长小于10cm、体长大于IOcm小于20cm及体长大于20cm小于30cm不同龄鱼类的监测对比实验；④O. 40m, O. 50m两个泳道，以实现同种鱼类体长大于20cm小于30cm和体长大于30cm小于40cm的对比监测实验逾O. 90m的一个泳道，以实现体长小于80cm鱼类的监测实验。圆形密闭水箱7底部中央开设有直径IOcm的出水孔。环形水管10通过挂钩24固定于圆形密闭水箱7内壁，环形水管10的进水口与循环变频水泵14的出水管16连通，环形水管10的出水口通过带出水管道阀门17的出水管道18与箱外立式水管13连通，通过循环变频水泵14的动力可在环形水管10内形成环形水流，水流大小可根据鱼类大小通过调节循环变频水泵14或连接在环形水管10的出水管道18的出水管道阀门17来控制，箱外立式水管13用于控制水深，循环变频水泵14的功率为 1500w。环形水管10沿圆周方向上等距离开设有8个出水口，每个出水口外接有一根朝向圆形密闭水箱7中心的分支出水管19,分支出水管19朝向圆形水箱7中心的一端封闭,分支出水管19的管壁上根据 实验需要开设有横向排列的直径O. 2cm,间距2cm的多个与各泳道9相配合的小孔，分支出水管19的作用是通过释放环形水管10内的水以在各泳道9中制造水流。出水孔上设有管径为IOcm的立式出水管11,立式出水管11上布满直径O. 2cm的小孔。摄像头21通过可调支架22设在圆形密闭水箱7上方，摄像头21与电脑23连接，可调支架22通过固定底座25固定于地面，高度和方向可随调节栓26改变。圆形密闭水箱7为玻璃钢水箱，可拆卸环形隔板8为玻璃树脂环形隔板，分支出水管19为PVC水管。各可拆卸环形隔板8可自由卸载，形成新的不同宽度的泳道，可根据鱼体大小选择不同泳道或同时进行多类实验鱼的试验。本发明的工作过程如下
打开供气机I与供气阀门3向供水箱2中的水体充氧，通过电化学探头5的测定使其满足设定的溶解氧饱和度，同时控制供气机I和供气阀门3使供水箱水体稳定在一定溶解氧饱和度范围；
启动循环变频水泵14，水流从分支出水管19的小孔流出，流入各个泳道9形成一定流速的流场，泳道9内的流速可通过控制循环变频水泵14的频率或出水管道阀门17形成可变可控水流，各泳道9间的溢流通过泄水三角口 20进入圆形密闭水箱7中央的立式出水管11，由箱底出水管12、箱外立式水管13和进水管15流回供水箱2，再通过供水管6进入循环变频水泵14，通过环形水管10和分支出水管19流入各泳道9，形成水流自循环，通过鱼类在不同溶解氧饱和度下出现气泡病症理的时间来确定鱼类对溶解氧饱和度的耐受时间，最后确定水体溶解氧饱和度鱼类损伤阈值。通过摄像头21可对局部或全部水箱的鱼类进行观察，将获取的数据传输至电脑23，观察效果好，防止遗漏的发生，方便后期数据的核对审查。 除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
权利要求
1.水体溶解氧饱和度鱼类损伤阈值实验装置，包括循环变频水泵(14)和圆形密闭水箱(7)，所述循环变频水泵(14)通过出水管(16)与圆形密闭水箱(7)连通；所述圆形密闭水箱(7)内由可拆卸环形隔板(8)沿圆形密闭水箱圆周方向分隔成至少两个泳道(9)，所述圆形密闭水箱(7)底部中间设有出水孔，所述出水孔上接有竖直方向的立式出水管(11)，所述出水孔依次通过立式出水管(11)、水平方向的箱底出水管(12)、竖直方向的箱外立式通水管(13)以及水平方向的进水管(15)与供水箱(2)连通，所述立式出水管(11)、箱底出水管(12)以及箱外立式通水管(13)连接形成U形管结构；所述圆形密闭水箱(7)内壁上设有环形水管(10)，所述环形水管(10)的进水口与循环变频水泵(14)的出水管(16)连通，所述环形水管(10)的出水ロ通过设有出水管道阀门(17)的出水管道(18)与箱外立式水管(13 )连通；所述环形水管(10)沿圆形密闭水箱(7)圆周方向上等距离开设有出水ロ，每个出水ロ接有一根朝向圆形密闭水箱(7)中心的分支出水管(19)，所述分支出水管(19)朝向圆形密闭水箱(7)中心的一端封闭，所述分支出水管(19)的管壁上间隔开设有横向排列的位于各泳道(9)内的小孔；所述各可拆卸环形隔板(8)的上边缘沿圆周方向上等距离开设有与分支出水管(9)位置相配合的泄水三角ロ( 20)，所述立式出水管(11)上布满水孔；其特征在于还包括供气机(I)和供水箱(2)，所述供气机(I)通过供气管(4)与供水箱(2)连接，用以向供水箱(2)中充入气体，所述供气管(4)上设有供气阀门(3)，所述供水箱(2)内设有用以溶解氧饱和度測定的电化学探头(5 )，所述供水箱(2 )通过供水管(6 )与循环变频水泵(14)连通。
2.如权利要求I所述的水体溶解氧饱和度鱼类损伤阈值实验装置，其特征在于所述可拆卸环形隔板(8)根据鱼类大小将圆形密闭水箱(7)内部分隔成的泳道具体为以下5种之一①宽度为0. 30m,O. 30m,O. 30m的三个泳道，以实现体长小于20cm的不同种鱼类的监测对比实验！②宽度为0. 45m, O. 45m的两个泳道，以实现体长大于20cm小于35cm不同种鱼类的监测对比实验！③宽度为0. 20m, O. 30m, O. 40m的三个泳道，以实现同种鱼类体长小于10cm、体长大于IOcm小于20cm及体长大于20cm小于30cm不同龄鱼类的监测对比实验；@宽度为0. 40m, O. 50m两个泳道，以实现同种鱼类体长大于20cm小于30cm和体长大于30cm小于40cm的对比监测实验！⑤宽度为0. 90m的ー个泳道，以实现体长小于80cm鱼类的监测实验。
3.如权利要求I或2所述的水体溶解氧饱和度鱼类损伤阈值实验装置，其特征在于所述电化学探头(5)设在供水箱(2)内靠近供水管(6)的出水ロ处。
4.如权利要求I或2所述的水体溶解氧饱和度鱼类损伤阈值实验装置，其特征在于所述供气管(4)的出气ロ位于供水箱(2)底部。
5.如权利要求I或2所述的水体溶解氧饱和度鱼类损伤阈值实验装置，其特征在于所述供水管(6)的进水口位于所述供水箱(2)中部。
6.如权利要求I或2所述的水体溶解氧饱和度鱼类损伤阈值实验装置，其特征在于所述进水管(15)出口设在供水箱(2)的顶部。
7.如权利要求I或2所述的水体溶解氧饱和度鱼类损伤阈值实验装置，其特征在于所述环形水管(10)通过设置在圆形密闭水箱(7)内壁的挂钩(24)固定于圆形密闭水箱(7)内壁。
8.如权利要求I或2所述的水体溶解氧饱和度鱼类损伤阈值实验装置，其特征在于所述环形水管(10)沿圆形密闭水箱(7)圆周方向上等距离开设有8个出水口，所述分支出水管(19)的管壁上开设有横向排列的直径O. 2cm,间距2cm的与各泳道(9)相连的小孔。
9.如权利要求I或2所述的水体溶解氧饱和度鱼类损伤阈值实验装置，其特征在于还设有摄像头(21)，所述摄像头(21)通过可调支架(22)设置在所述圆形密闭水箱(7)上方，摄像头(21)与电脑(23)连接，所述可调支架(22)通过固定底座(25)固定在地面。
10.如权利要求I或2所述的水体溶解氧饱和度鱼类损伤阈值实验装置，其特征在于所述圆形密闭水箱(7)为玻璃钢水箱，可拆卸环形隔板(8)为玻璃树脂环形隔板，分支出水管(19)为PVC水管。
全文摘要
本发明涉及高坝泄流溶解气体过饱和实验装置，是一种水体溶解氧饱和度鱼类损伤阈值实验装置，设有供气机和供水箱，供水箱内设有提供溶解氧饱和度测定及可显示溶解氧饱和度的电化学探头，供气机可通过供气管与供气阀门向供水箱中充入一定饱和度的氧；圆形密闭水箱被可拆卸环形隔板分隔成多个泳道，通过循环变频水泵和架设于圆形密闭水箱内壁的环形水管实现水体的循环利用。本发明利用供气机向高压水箱中增氧，加大水体溶解氧饱和度，结合鱼体损伤鉴定标准及监测的溶解氧饱和度，进而提供了一种确定不同种类及体型的鱼类受损伤的溶解氧饱和度阈值的实验装置，节约了人力和财力，整体利用效率高。
文档编号A01K61/00GK102626058SQ201210112940
公开日2012年8月8日 申请日期2012年4月17日 优先权日2012年4月17日
发明者唐梦君, 彭秀华, 戴会超, 王煜, 蒋定国, 蔡庆华 申请人:戴会超