一种室内培养海水近表层生物的装置、方法与流程

本发明涉及海洋科学研究领域，具体说了是一种室内培养海水近表层生物的装置、方法。

背景技术：

人口剧增，资源短缺，这是当今人类面临的最严重的环境问题之一。显然，能否妥善地解决这一问题，直接关系到人类未来的生死存亡。虽然由于可耕土地资源不足，陆地上可耕地的开发已近极限，但地球上还有广阔的海洋可供开发，大海完全有可能成为人类未来的粮仓。海洋所能提供给我们的并不是传统意义上的粮食——大米、小麦和玉米等，而是广义的粮食——其他能够满足人类营养需要的食物。一些海洋学家指出，仅仅是位于近海域自然生长的海藻，每年的生长量就已相对于世界小麦产量的15倍，如果把这些藻类加工成食品，就可以为人类提供足够的蛋白。把藻类作为食品，我们并不陌生，人们比较熟悉的可食用藻类就有：褐藻类的海带、裙带菜、羊栖菜、马尾藻、红藻类的紫菜、石花菜，绿藻类的石莼、浒苔等，它们在人工的精心养殖下，产量正在不断增加；除海藻类，海洋中还有丰富的肉眼看不见的浮游生物，有人作过计算，若能把它们捕捞出来，加工成食品，足可满足300亿人的需要；至于海洋中众多的鱼虾，则是人们熟悉的食物。海水近表层由于受日光照充分，不管藻类、浮游生物还是鱼虾在此区域繁多，为此，室内培育海水近表层生物，并研究其生长规律，对于人类探究“大海完全有可能成为人类未来的粮仓”主题具有非常重要的意义。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供一种室内培养海水近表层生物的装置、方法，能较真实地模拟海水近表层的生物生存环境的实现方法，包括充足的阳光、从深海底层升上来富含硅、磷等营养成分（由于自然力作用）的海水及周期交替海滩爆晒和海水中浸泡条件（由于潮汐作用）。用于室内培养海水近表层生物，为研究近表层海水的生物生长规律提供技术保障。

为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种室内培养海水近表层生物的装置，包括控制电路、电动推杆、浮动海水箱、培养海水箱以及照明灯，浮动海水箱设置在电动推杆上，浮动海水箱的底部与培养海水箱底部通过水管相连通，在培养海水箱的上方设有照明灯，在培养海水箱内设有放置海水近表层生物的隔板和浮球传感器，所述的控制电路包括电源模块、浮球传感器、定时控制器以及驱动继电器，电源模块向与照明灯串联的浮球传感器、定时控制器以及驱动继电器供电，定时控制器与驱动继电器连接，驱动继电器与电动推杆连接，驱动电动推杆带动浮动海水箱垂直上下运动。

本发明所述的照明灯为疝气灯、电源模块为安全电压模块。

一种室内培养海水近表层生物的方法，包括以下步骤：

步骤一、将浮动海水箱（2）内充满海水，海水近表层生物放置于培养海水箱（3）的隔板上；

步骤二、启动电源，通过定时控制器（9）设定海水近表层生物浸水时间和照光时间；

步骤三、当到达定时控制器（9）设定的浸水时间，定时控制器（9）驱动继电器闭合，电动推杆（1）在正向电压作用下带动浮动海水箱（2）一起向上运动，当浮动海水箱（2）高于培养海水箱（3）时，海水从水管（5）流入培养海水箱（3），培养海水箱（3）内的海水使浮球传感器（7）浮起，浮球传感器（7）断开，照明灯关闭；

步骤四、当到达定时控制器（9）设定的照光时间，定时控制器（9）驱动驱动继电器断开，电动推杆（1）在反向电压作用下带动浮动海水箱（2）一起向下运动，当浮动海水箱（2）低于培养海水箱（3）时，海水从水管（5）流回浮动海水箱（2），培养海水箱（3）内的浮球传感器（7）下落，浮球传感器（7）接通，照明灯点亮；

步骤五、重复步骤三、四，直至海水近表层生物培养完成。

本发明有益效果是：本装置方便控制，实用性强，成本较低，可以适用高等院校、中学试验室教学及研究使用，对于研究室内培育海水近表层生物，并研究其生长规律具有重要作用。

根据需培养的海水近表层生物的特性设定海水浸泡时间及光照时间，通过该装备与方法实现对海水近表层生物的合理性培养。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的电路原理图；

图中：1、电动推杆，2、浮动海水箱，3、培养海水箱，4、照明灯，5、水管，6、隔板，7、浮球传感器，8、电源模块，9、定时控制器，10、驱动继电器。

具体实施方式

一种室内培养海水近表层生物的方法要达到的两个方面的条件（①从深海底层升上来富含硅、磷等营养成分（由于自然力作用）的海水；②周期交替海滩上爆晒和海水中浸泡条件），主要通过电路控制的提升装置、连通器原理来实现；充足的光照主要通过液面开关控制的疝气灯来实现。控制电路原理图见图1；方法实现示意图见图2。

由图1可见，本方法的实现通过四部分装置来达到：控制电路、电动推杆和培养海水箱、浮动海水箱。培养生物放置在培养海水箱的隔板上，隔板上有海水与浮球传感器电缆通过的缝隙；培养海水箱内放置有检验海水是否排出的浮球传感器，并与疝气灯串联在24V直流回路（原220V交流电源经继电器转化）中，当培养海水箱中海水排出到浮动海水箱中，疝气灯亮，对培养物进行光照。当浮动海水箱中的海水进入到培养海水箱中，海水淹没培养物，疝气灯熄灭。对于要模拟海水浸泡和外露都需光照的生物，可以把浮球传感器的位置重新设定，让疝气灯一直亮。以此来模拟近表层，满足生活不同深度生物的光照要求。

定时控制器用来设置和控制培养物光照与浸泡时间，并通过定时控制器的输出端来驱动继电器给电动推杆加上正向与反向电压，以使电动推杆上下活动，从而带动浮动海水箱升高与降低，从而构成连通器，方便培养箱的生物实现周期交替海滩爆晒和海水中浸泡；培养海水箱底部通过软管与浮动海水箱底部相连，浮动海水箱内装有富含硅、磷的海水，当浮动海水箱上升，富含硅、磷的海水从培养海水箱的底部进入箱内，模拟从深海底层升上来富含硅、磷等营养成分（由于自然力作用）的海水。

当浮动海水箱升高时，浮动海水箱中的海水会通过水箱接头与胶皮水管（水箱连通装置）注入到培养海水箱中并淹没培养物，此时，浮球传感器浮起，疝气灯熄灭；当浮动海水箱下降时，培养海水箱中的海水会通过水箱接头与胶皮水管（水箱连通装置）回流到浮动海水箱中，此时，浮球传感器下降，灯照电路接通，疝气灯点亮，对培养物进行光照。