水气两用呼吸测定仪的制作方法

本实用新型涉及一种呼吸测定装置，具体是一种水汽两用呼吸测定仪。

背景技术：

目前，人们通常通过对生物的呼吸测定来表征生物的基础代谢状况。目前的呼吸测定仪主要有土壤测定仪、水生物动物测定仪等。但这类测定仪要么仅适用于生物在水相中的氧气代谢情况，要么仅适用于生物在气相中的氧气代谢情况，但不能兼具生物在水气两相环境中的呼吸测定功能，使其应用功能受到限制。

鉴于上述原因，本实用新型的目的是设计一种可测定生物在水气两相中的呼吸测定仪。

技术实现要素：

（一）要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本实用新型提供一种水气两用呼吸测定仪，用于测定水生动植物或微生物等在水气两相环境中的呼吸情况，有助于研究水生动植物或微生物在水气两相环境中的基础代谢状况。

（二）技术方案

为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：

一种水气两用呼吸测定仪，包括：

氧气存储装置，用于储存和输送氧气；所述氧气储存装置连接有充气管；

水箱，所述充气管连接所述水箱内部，所述水箱内容纳有水；所述氧气存储装置通过所述充气管向所述水箱内的水充氧；

水浴箱，所述水浴箱内容纳有水；

至少一个带容积刻度的呼吸室，设于所述水浴箱内；

所述带容积刻度的呼吸室包括带容积刻度的管体，所述管体的一端被活塞封闭，另一端设有带阀门的出水管，所述管体内部通过管路连接所述水箱。

作为本实用新型的一个较佳实施例，其中，所述充气管包括多根，且每根充气管的端部设有充气头。

优选地，所述充气头设有若干个细化气泡的气孔。

优选地，所述充气头包含气石。

优选地，所述水箱内设有水温调节及监控器。

优选地，所述水箱内设有溶氧浓度光纤传感器。

优选地，所述水箱与所述带容积刻度的呼吸室之间的管路上设有水泵和/或水流控制阀。

优选地，所述水浴箱通过管路连接所述水箱。

优选地，所述水浴箱内设有温度监控器。

优选地，所述带容积刻度的呼吸室以橡胶软管连接所述水箱。

优选地，所述橡胶软管穿接固定在所述活塞上，使所述橡胶软管的管口位于所述带容积刻度的呼吸室的管体内部；所述活塞为橡胶活塞。其中，橡胶软管与橡胶活塞能实现高度密封地连接，且无需在所述带容积刻度的呼吸室的管体上打孔，以保证所述带容积刻度的呼吸室内部的密封性，提高呼吸测定的精确度。

优选地，所述带容积刻度的呼吸室与水平方向呈一定倾斜坡度地设于所述水浴箱内，且所述带容积刻度的呼吸室的出水管的末端对应设于一个集水槽内，所述集水槽设有排水孔。

优选地，所述带容积刻度的呼吸室的活塞连接有活塞推杆，所述活塞推杆的末端设有推柄，所述推柄位于所述管体外部；优选地，所述推柄位于水面上方。

（三）有益效果

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的水气两用呼吸测定仪，可用于对水生动植物或微生物的呼吸状况进行测定，不仅可用于该水生动植物或其他微生物在水相环境中呼吸状况进行测定，还可用于该水生动植物或微生物在气相环境中的呼吸状况进行测定，用于帮助研究人员对水生动植物或微生物了解和研究被研究对象的基础代谢状况。

附图说明

图1为本实用新型的水气两用呼吸测定仪的结构示意图。

具体实施方式

为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。

如图1所示，为本实用新型较佳实施例的一种水气两用呼吸测定仪，包括：氧气存储装置1、水箱3、水浴箱12、水泵5、水流控制阀6及带容积刻度的呼吸室8。

氧气存储装置1用于储存和输送氧气，其连接有充气管a和设于充气管端部的充气头4。其中，充气管a包括多根，且每根充气管a的端部设有充气头4，充气头4可以细化气泡，使氧气更大程度溶于水中，避免过大气泡直接浮出水面逸散出去。因此，充气头4上设有若干个用于细化气泡的气孔；更优选地，所述充气头4包含气石。

氧气存储装置1中的氧气，通过充气管a和设于充气管端部的充气头4充入水箱3内的水体中，用于对水进行充氧。水箱3中还设有水温调节及监控器2，用于精确调节和检测水温。该水温调节及监控器2集成有电加热器和温度传感器。

水箱3中的水通过水泵5流入水浴箱12或带容积刻度的呼吸室8内，该切换通过水流控制阀6和歧管实现。

带容积刻度的呼吸室8为一个中空、圆柱形的管体，其一端设有被活塞15封闭，另一端则设有带有阀门10的出水管9。借此，使带容积刻度的呼吸室8构成一个类似注射器的结构。在本实施例中，带容积刻度的呼吸室8的数量为8个，当然可根据需要设置6个，4个，甚至2个，也可以设置更多，如10个，20个等。优选地，每个带容积刻度的呼吸室8均以单独的管路通过水流控制阀6、水泵5最终连接到水箱3。其中，带容积刻度的呼吸室8均设于水浴箱12内，被水浴箱12内的水浸没，通过水浴箱12维持带容积刻度的呼吸室8内部处于较恒定的温度。其中，活塞15连接有活塞推杆，活塞推杆的末端设有推柄14，且推柄14位于管体外部，更优选位于水浴箱12的水面上方。带容积刻度的呼吸室8的容积可设为30ml、50ml、80ml等更大的容积或依照需要设定成10ml、20ml等更小的容积。

优选地，带容积刻度的呼吸室8的管体内部通过橡胶软管16连接水流控制阀6及水泵5，且活塞15为橡胶活塞。在橡胶活塞上设有孔，将橡胶软管16的端口插接固定在该孔中。如此，可实现带容积刻度的呼吸室8的管体内部的高度密封，且无需在带容积刻度的呼吸室8的管体上打孔。

水浴箱12也通过橡胶软管16连接水流控制阀6及水泵5、最终连接到水箱3。因此，水浴箱12和水箱3内的水可以互导连通。在水浴箱12内进一步设有温度监控器13，在水箱3内设有溶氧浓度光纤传感器（未绘示）。

如图1所示，所述每个带容积刻度的呼吸室8均与水平方向呈一定倾斜坡度地设于水浴箱12内，且每个带容积刻度的呼吸室8的出水管9的末端对应设于一个集水槽11内，集水槽11设有排水孔110。倾斜坡度有利于排出带容积刻度的呼吸室8内的水。水浴箱12上也设有多个溢流孔或排水孔110。

使用本实用新型的水气两用呼吸测定仪进行小鱼苗呼吸测定的方法如下(以下带容积刻度的呼吸室8简称为呼吸室8)：

水相代谢率的测定：呼吸室8容积为30ml，保证鱼体能充分舒展而又不会剧烈运动。每个呼吸室8内各放入1尾鱼，另有1个呼吸室8不放鱼，作为空白呼吸室。保证各呼吸室8水中的溶氧大于70%饱和度，以避免低氧对实验鱼造成胁迫效应（blaikieandkerr,1996;fuandxie,2004）。测定前调整流速，使空白呼吸室和实验鱼呼吸室的溶氧浓度差值在0.5-1.0mgo2l^-1。溶氧浓度的测定采用与溶氧测定系统相连接的光纤传感器（mircroxtx3,pressen-precisionsensinggmbhregensburg,germany）。在测定程序oxyview(presens)中设定每1s读取1次，连续读取1min，取最后10个点的均值作为溶氧浓度。

流速的测定采用10ml容量瓶收集水，以秒表记录耗时。在水浴箱12的恒温25.0±1℃水浴下，每次测定前均对光纤传感器设置的0%和100%氧气饱和度进行校准。为了减小昼夜节律对代谢率的影响，代谢率测定期间采用全光照（24l:0d）。各尾实验鱼的水相代谢率（mo2water,mgo2kg^-1h^-1）由以下公式计算：mo2water=δo2×v/m式中δo2为实验鱼的呼吸室与空白呼吸室出水口的溶氧浓度差值（mgo2l^-1），v为实验鱼呼吸室水流速度（lh^-1），m为实验鱼的体重（kg）。

气相代谢率的测定：水相代谢率测定结束后，将呼吸室8里的水完全放掉。打开阀门10，推动活塞15的推柄14，将呼吸室8内的水完全放掉。回拉活塞15的推柄14，向呼吸室8内更换空气，并向呼吸室8内注入0.4ml水，使各呼吸室8保持湿润状态，另取一个不放鱼的呼吸室作为空白呼吸室。关闭阀门10以封闭呼吸室8，并将所有呼吸室8完全浸没在25.0±1℃的水浴箱12中，使呼吸室8内空气的温度保持在25.0±1℃，待实验鱼在呼吸室内适应30min后，开始正式测定：首先逐个推动呼吸室8的活塞15，更新呼吸室8内的空气，待呼吸室8的气体更新完后，开始逐个测定初始空气的氧含量，测定结束后，关闭出吹水管9的阀门10，使呼吸室8保持密闭状态。90min后，打开阀门10，测定呼吸室8的终末气体氧含量，每测完一次，立即更新呼吸室8的气体、并关闭阀门10。待所有终末值测完后，即开始下个时间点初始氧含量的测定，每次测定均记录大气压。氧气百分含量的测定采用与溶氧测定系统相连接的光纤传感器（mircroxtx3,pressen-precisionsensinggmbhregensburg,germany）。在测定程序oxyview(presens)中设定每1s记值1次，且记录1min，取最后10个值的均值作为氧百分含量的值。实验鱼的气相代谢率（mo2air,mgo2kg^-1h^-1）参照vleck（1987）的方法，采用以下公式计算：

（1）mo2air=[δo2×v]/t/m

（2）δo2=[o2初-o2末]/[(1-o2%末)/100×0.2095×(1-0.75)]

（2）o2初/末=[(p初/末-3.169)/101.3]/(24.45×101.3/p初/末)×0.2095×32×1000×o2%初/末/100。

其中，δo2为氧气浓度差（mgl^-1），v为呼吸体积（l），t为呼吸历时（h），m为实验鱼体重（kg）；o2初/末为呼吸室初/末氧气浓度（mgl^-1），o2%末为终末氧气百分含量（%饱和），p初/末为初、末大气压（kpa）。

本实用新型的水气两用呼吸测定仪，通过将带容积刻度的呼吸室8设置成带有活塞和带阀门10的出水管9结构，能够灵活的实现呼吸室内的气体更换和气体/水体含氧检测过程，呼吸室8各自通过管路连接预先已进行充氧的水体，实现了对被研究对象在水气两相环境中的呼吸测定，用于对被研究对象在水气两相中的基础代谢状况的研究。