沉降物捕获装置及生物原位培养装置的制作方法

本发明涉及水产养殖技术领域，尤其是涉及一种沉降物捕获装置及生物原位培养装置。

背景技术：

水体沉降物记录了水体环境中物理、化学和生物等信息。沉降物捕获器是收集水体沉降物的一种采样设备，是开展现代水环境研究不可或缺的采样工具。

在利用沉降物捕获装置进行水体沉降物收集的过程中，水流、波浪等水动力作用会导致沉降管倾斜，由于现有的沉降物捕获装置的抗水流冲击能力差，沉降管倾斜后，不能及时恢复竖直状态，从而导致单位时间内落入沉降管中的沉降物的总量会减少，产生较大的采样误差。

此外，水产养殖区的高密度养殖、投放过量饵料的作业方式，对底质生态系统具有显著的影响。现场取样或人工受控实验难以获得不同环境的真实结果，为了研究水体沉降物对实验生物的影响，以及实验生物对沉降污染物的生物修复功能，需要开发设计一种底栖生物原位培养装置，先对养殖区的水体沉降物进行收集，一段时间后加入底栖生物进行原位培养，以获得真实、准确的实验结果。由于现有的沉降物捕获装置的采样误差较大，无法满足对生物进行原位培养的要求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种沉降物捕获装置，以解决现有的沉降物捕获装置因抗水流冲击能力差而导致的沉降管倾斜、采样误差大的技术问题。

本发明的目的还在于提供一种生物原位培养装置，以解决由于现有的沉降物捕获装置的抗水流冲击能力差而无法进行水体沉降物对生物影响原位培养实验的技术问题。

基于上述第一目的，本发明提供了一种沉降物捕获装置，包括主固定器、横杆、支架、安装架和捕获器；所述主固定器的两端分别设置有万向旋转吊环，所述主固定器能够绕其自身的轴线转动；所述横杆的一端与所述主固定器固定连接，且所述横杆的轴线与所述主固定器的长度方向垂直，所述横杆的另一端与所述支架转动连接，所述支架能够绕所述横杆的轴线转动；所述安装架与所述支架转动连接，所述捕获器与所述安装架固定连接，所述安装架与所述支架之间的铰接轴与所述捕获器的轴线垂直；所述捕获器的顶端到所述安装架所在平面之间的距离小于所述捕获器的底端到所述安装架所在平面之间的距离。

进一步的，所述捕获器包括沉降管、连接管和样品瓶；所述沉降管与所述安装架固定连接，所述连接管的一端与所述沉降管连通，所述连接管的另一端与所述样品瓶连通，所述连接管的两端之间的部分设置有放水管，所述放水管设置有阀门。

进一步的，还包括防护罩，所述防护罩与所述连接管螺纹连接，所述样品瓶位于所述防护罩的内部。

进一步的，所述连接管的一端设置有第一内螺纹，所述连接管的另一端设置有第二内螺纹，所述沉降管设置有与所述第一内螺纹相配合的第一外螺纹，所述样品瓶设置有与所述第二内螺纹相配合的第二外螺纹。

进一步的，所述支架包括横向部、第一竖向部和第二竖向部，所述横向部与所述横杆的另一端通过轴承连接，所述横向部的一端与第一竖向部固定连接，所述横向部的另一端与所述第二竖向部固定连接，所述第一竖向部设置有第一螺纹孔，所述第二竖向部设置有第二螺纹孔，所述第一螺纹孔的中心线与所述第二螺纹孔的中心线重合。

进一步的，还包括第一螺栓和第二螺栓；所述安装架呈环形，所述安装架的外表面与所述横向部的远离所述横杆的表面之间间隙设置，所述安装架沿其径向相对设置有第一限位孔和第二限位孔，所述第一螺栓与所述第一螺纹孔相配合，且所述第一螺栓伸入所述第一限位孔中，所述第二螺栓与所述第二螺纹孔相配合，且所述第二螺栓伸入所述第二限位孔中。

进一步的，还包括紧固螺栓，所述紧固螺栓与所述安装架螺纹连接，用于固定所述沉降管。

基于上述第二目的，本发明还提供了一种生物原位培养装置，包括换气网盖和所述的沉降物捕获装置，所述换气网盖盖设于所述捕获器上，用于使所述捕获器的内部与外部进行水流和氧气交换。

进一步的，所述换气网盖包括内盖、外盖和过滤网，所述内盖包括扣合部和换气部，所述扣合部与所述换气部固定连接，所述扣合部设置有台阶孔，所述台阶孔的台阶面能够与所述捕获器的管口的边缘抵接，所述换气部设置有换气孔；所述外盖盖设于所述内盖上，所述过滤网的下表面与所述内盖的上表面相贴合，所述过滤网的上表面与所述外盖的下表面之间间隙设置。

进一步的，所述换气部呈环形，所述换气孔沿所述换气部的周向间隔设置；所述台阶孔的中心线穿过所述换气部的圆心，所述台阶孔包括第一孔部和第二孔部，所述第一孔部位于所述第二孔部的上方，且所述第一孔部的孔径小于所述第二孔部的孔径。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的沉降物捕获装置，包括主固定器、横杆、支架、安装架和捕获器；所述主固定器的两端分别设置有万向旋转吊环，所述主固定器能够绕其自身的轴线转动；所述横杆的一端与所述主固定器固定连接，且所述横杆的轴线与所述主固定器的长度方向垂直，所述横杆的另一端与所述支架转动连接，所述支架能够绕所述横杆的轴线转动；所述安装架与所述支架转动连接，所述捕获器与所述安装架固定连接，所述安装架与所述支架之间的铰接轴与所述捕获器的轴线垂直；所述捕获器的顶端到所述安装架所在平面之间的距离小于所述捕获器的底端到所述安装架所在平面之间的距离。本发明提供的沉降物捕获装置，抗水流冲击能力强，能够有效地避免捕获器长时间倾斜，从而减小了采样误差。在使用时，将万向旋转吊环于绳索连接，利用绳索将沉降物捕获装置放入水体中进行采样，其中，主固定器的长度方向与水体的深度方向重合，主固定器能够带动捕获器在与水体的深度方向垂直的第一平面内旋转；同时，支架能够绕横杆的轴线转动，即支架能够带动捕获器在与水体的深度方向平行的第二平面内旋转；另外，由于安装架与支架之间的铰接轴与捕获器的轴线垂直，且捕获器的顶端到安装架所在平面之间的距离小于捕获器的底端到安装架所在平面之间的距离，捕获器能够在同时与第一平面和第二平面相垂直的第三平面内旋转，并且能够在自身重力作用下迅速回到竖直状态；在水流冲击作用下，捕获器能够在第一平面、第二平面和第三平面内自由旋转，从而有效地缓冲水流对捕获器的冲击，并且捕获器能够在自身重力作用下迅速回到竖直状态，保证捕获器的管口朝向水面，使得沉降物尽可能多的落入捕获器中，从而减小了采样误差。

本发明提供的生物原位培养装置，包括换气网盖和所述的沉降物捕获装置，所述换气网盖盖设于所述捕获器上，用于使所述捕获器的内部与外部进行水流和氧气交换，并防止外部颗粒物进入捕获器。本发明提供的生物原位培养装置，由于使用了本发明提供的沉降物捕获装置，采样误差较小，可以定量进行沉降物的底栖生物原位培养实验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的沉降物捕获装置的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为本发明实施例一提供的捕获器的结构示意图；

图4为本发明实施例二提供的生物原位培养装置的结构示意图；

图5为本发明实施例二提供的换气网盖与捕获器相配合的结构示意图；

图6为本发明实施例二提供的内盖的结构示意图；

图7为图6的沿a-a线的剖视图。

图标：101-主固定器；102-横杆；103-支架；104-安装架；105-万向旋转吊环；106-沉降管；107-连接管；108-样品瓶；109-放水管；110-阀门；111-防护罩；112-横向部；113-第一竖向部；114-第二竖向部；115-第一螺栓；116-第二螺栓；117-紧固螺栓；118-换气网盖；119-内盖；120-外盖；121-过滤网；122-换气孔；123-台阶面；124-第一孔部；125-第二孔部。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的沉降物捕获装置的结构示意图；图2为图1的俯视图；图3为本发明实施例一提供的捕获器的结构示意图。图1中箭头方向b表示水体的深度方向。图1中未示出第一螺栓115、第二螺栓116和紧固螺栓117。参见图1至图3所示，本实施例提供了一种沉降物捕获装置，包括主固定器101、横杆102、支架103、安装架104和捕获器；作为优选，主固定器101呈长方体状，材质为金属；主固定器101的长度方向的两端分别设置有万向旋转吊环105，主固定器101能够绕其自身的轴线转动；横杆102的一端与主固定器101固定连接，且横杆102的轴线与主固定器101的长度方向垂直，横杆102的另一端与支架103转动连接，支架103能够绕横杆102的轴线转动，作为优选，横杆102的数量为四个，四个横杆102分别与主固定器101的四个侧面固定连接，形成对称结构；安装架104与支架103转动连接，捕获器与安装架104固定连接，安装架104与支架103之间的铰接轴与捕获器的轴线垂直；捕获器的顶端到安装架104所在平面之间的距离小于捕获器的底端到安装架104所在平面之间的距离，这样的方式能够保证捕获器的重心位于安装架104的下方，以使倾斜的捕获器能够迅速恢复竖直状态，并且能够防止捕获器的管口朝下，避免已采集的沉降物从捕获器中流出。本实施例提供的沉降物捕获装置，抗水流冲击能力强，能够有效地避免沉降管106长时间倾斜，从而减小了采样误差。在使用时，将万向旋转吊环105于绳索连接，利用绳索将沉降物捕获装置放入水体中进行采样，其中，主固定器101的长度方向与水体的深度方向重合，主固定器101能够带动捕获器在与水体的深度方向垂直的第一平面内旋转；同时，支架103能够绕横杆102的轴线转动，即支架103能够带动捕获器在与水体的深度方向平行的第二平面内旋转；另外，由于安装架104与支架103之间的铰接轴与捕获器的轴线垂直，且捕获器的顶端到安装架104所在平面之间的距离小于捕获器的底端到安装架104所在平面之间的距离，捕获器能够在同时与第一平面和第二平面相垂直的第三平面内旋转，并且能够在自身重力作用下迅速回到竖直状态；在水流冲击作用下，捕获器能够在第一平面、第二平面和第三平面内自由旋转，从而有效地缓冲水流对捕获器的冲击，并且捕获器能够在自身重力作用下迅速回到竖直状态，保证捕获器的管口朝向水面，使得沉降物尽可能多的落入捕获器中，从而减小了采样误差。

需要说明的是，主固定器101上可以沿其长度方向间隔设置多层横杆102，例如，本实施例中每一层的横杆102的数量为四个，可以通过改变横杆102的长度，间隔设置多层横杆102。

需要说明的是，主固定器101的形状也可以为圆柱或棱柱等形状，横杆102的数量也不仅局限于四个，可以根据实际情况自由增加或减少，多个横杆102沿主固定器101的周向间隔设置即可。另外，对于圆柱或棱柱等形状的主固定器101，可以在主固定器101上沿其长度方向交错设置多层横杆102。

本实施例的可选方案中，参见图3所示，捕获器包括沉降管106、连接管107和样品瓶108；沉降管106与安装架104固定连接，连接管107的一端与沉降管106连通，连接管107的另一端与样品瓶108连通，连接管107的两端之间的部分设置有放水管109，放水管109设置有阀门110。

作为优选，沉降管106的材质为聚碳酸酯。通过设置放水管109，并在放水管109上设置阀门110，能够将沉降管106中的水先排放出去，然后再将样品瓶108从连接管107上取下来，这样的方式能够有效地避免在取下样品瓶108的瞬间沉降管106中的水落入样品瓶108中，对样品瓶108中的沉降物造成扰动，同时能够避免沉降物样品损失。

该可选方案中，连接管107的一端设置有第一内螺纹，连接管107的另一端设置有第二内螺纹，沉降管106设置有与第一内螺纹相配合的第一外螺纹，样品瓶108设置有与第二内螺纹相配合的第二外螺纹。这样的方式使得连接管107套在沉降管106的外部，水和沉降物不会从连接管107和沉降管106之间的连接处流出，而是会直接流向样品瓶108中，提高采样精确度，避免样品损失。

本实施例的可选方案中，还包括防护罩111，防护罩111与连接管107螺纹连接，样品瓶108位于防护罩111的内部。

作为优选，防护罩111设置有内螺纹，连接管107设置有与内螺纹相配合的外螺纹，防护罩111的材质为金属。

通过设置防护罩111，能够对样品瓶108起到保护作用，避免沉降物采集过程中或生物原位培养过程中样品瓶108受到撞击或意外脱落，同时，一次采样结束后，需要对沉降管106进行回收，此时，防护罩111能够作为沉降管106的放置架；此外，防护罩111能够增加沉降管106底部配重，使得沉降管106容易恢复并保持竖直状态。

本实施例的可选方案中，参见图2所示，支架103包括横向部112、第一竖向部113和第二竖向部114，横向部112与横杆102的另一端通过轴承连接，横向部112的一端与第一竖向部113固定连接，横向部112的另一端与第二竖向部114固定连接，第一竖向部113设置有第一螺纹孔，第二竖向部114设置有第二螺纹孔，第一螺纹孔的中心线与第二螺纹孔的中心线重合。

作为优选，第一竖向部113的板面和第二竖向部114的板面均与横向部112的板面垂直，第一竖向部113的板面和第二竖向部114的板面平行。

需要说明的是，横向部112与横杆102还可以通过其他方式铰接，例如：横向部112设置有通孔，横杆102的另一端穿过通孔，并在横杆102的另一端设置限位螺栓，防止横向部112脱落。

本实施例的可选方案中，参见图2所示，还包括第一螺栓115和第二螺栓116；安装架104呈环形，安装架104的直径略大于沉降管106的外径，安装架104的外表面与横向部112的远离横杆102的表面之间间隙设置，安装架104沿其径向相对设置有第一限位孔和第二限位孔，第一螺栓115与第一螺纹孔相配合，且第一螺栓115伸入第一限位孔中，第二螺栓116与第二螺纹孔相配合，且第二螺栓116伸入第二限位孔中。

作为优选，第一限位孔和第二限位孔均为盲孔，第一螺栓115和第二螺栓116即为安装架104与支架103之间的铰接轴，安装架104的外表面与横向部112的远离横杆102的表面之间间隙设置，这样的方式能够使得沉降管106能够绕该铰接轴在第三平面内摆动，摆动的角度在±90°之内，当沉降管106的外管壁与横向部112的上边缘或下边缘接触后，沉降管106就会停止按照原来的方向转动，而会在自身重力作用下恢复竖直状态。

本实施例的可选方案中，参见图2所示，还包括紧固螺栓117，紧固螺栓117与安装架104螺纹连接，用于固定沉降管106。

作为优选，紧固螺栓117的轴线与横向部112的板面垂直，且紧固螺栓117的轴线穿过横向部112的中点，这样的方式能够使沉降管106受力均匀，便于对于沉降管106牢固固定。作为优选，紧固螺栓117可以采用现有的手拧螺母，例如：蝶形螺母、羊角螺母等。

实施例二

图4为本发明实施例二提供的生物原位培养装置的结构示意图；图5为本发明实施例二提供的换气网盖与捕获器相配合的结构示意图；图6为本发明实施例二提供的内盖的结构示意图；图7为图6的沿a-a线的剖视图。参见图4至图7所示，本实施例提供了一种生物原位培养装置，包括换气网盖118和本发明实施例一提供的沉降物捕获装置，换气网盖118盖设于捕获器上，用于使捕获器的内部与外部进行水流和氧气交换，并防止外部颗粒物进入捕获器。

本实施例提供的生物原位培养装置，由于使用了本发明实施例一提供的沉降物捕获装置，采样误差较小，可以定量进行沉降物的底栖生物原位培养实验。在使用时，先利用沉降物捕获装置进行沉降物收集，根据实验需要，一段时间后，将实验生物放入沉降管106中，实验生物会进入样品瓶108中的沉降物中，盖上换气网盖118，进行原位培养。

本实施例的可选方案中，参见图5至图7所示，换气网盖118包括内盖119、外盖120和过滤网121，内盖119包括扣合部和换气部，扣合部与换气部固定连接，扣合部设置有台阶孔，台阶孔的台阶面123能够与捕获器的管口的边缘抵接，换气部设置有换气孔122；外盖120盖设于内盖119上，过滤网121的下表面与内盖119的上表面相贴合，过滤网121的上表面与外盖120的下表面之间间隙设置。

作为优选，参见图5所示，台阶孔的台阶面123能够与沉降管106的管口的边缘抵接，从而对换气网盖118进行限位，防止沉降管106与过滤网121接触而损坏过滤网121。通过设置换气孔122和过滤网121，能够实现捕获器的内部与外部进行水流与氧气交换，同时，过滤网121能够有效地阻止水体中的沉降物以及其他杂质继续沉降到捕获器中。

本实施例的可选方案中，参见图7所述，换气部呈环形，换气孔122沿换气部的周向间隔设置；台阶孔的中心线穿过换气部的圆心，台阶孔包括第一孔部124和第二孔部125，第一孔部124位于第二孔部125的上方，且第一孔部124的孔径小于第二孔部125的孔径。

作为优选，本实施例提供的换气孔122的数量为四个，换气孔122的形状为扇形。

需要说明的是，换气孔122的形状和数量不仅局限于以上一种，也可以根据实际情况自由选取其他形状和数量的换气孔122，用以实现捕获器的内部与外部进行氧气交换的功能。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。