本实用新型涉及一种水产品养殖技术，尤其是一种蟹类养殖技术中的水环境非损检测技术，具体地说是一种蟹类水下生活环境适宜性检测装置。
背景技术：
每个养殖户都知道，控制水体溶氧、pH、盐度、温度、氨氮、亚硝酸盐等指标，是水产养殖成功的关键。为方便检测这些指标，目前已经研制出各类水质检测仪器，有现场快速读数的手持溶氧计、pH计、温度计，有精确监测各项指标的多功能水产设备，还有方便养殖户的远程联网监测系统，同时还有根据这些指标设计的自动补氧、调节pH、盐度的智能养殖设施。
然而，水质监测只能给水产养殖提供一个水环境自身的质量好坏参考值。一般认为，河蟹养殖水中溶氧的参考点是：不能低于2mg/L(耗氧点Pc)。但不同温度、不同成长期的河蟹耗氧点(Pc)是不同的。如中华绒螯蟹(50g)在20゜C时,Pc＝2.84mg/L，而在25゜C时,Pc＝1.99mg/L；溞状幼体Z1、大眼幼体(M)及第I期仔蟹(P)的Pc分别为1.76mg/L、0.55mg/L、0.54mg/L。不仅如此，耗氧点Pc还存在个体差异，不同时段也有影响。因此，仅仅依靠水质监测的环境指标来判断水质对于水生生物的适宜性往往造成误判。具体生物个体是否适应当前水质，它们的反应性如何？需要分析生物个体的生理及行为反应。如水中缺氧时鱼虾浮头、河蟹爬边上岸。
如何提供一个客观的判断水质的适宜性方法？我们研究发现，当水体环境条件变化时，蟹类的生理行为也相应改变，被迫应答。蟹类缺氧时，其呼吸频率加快、呼吸强度短时加大，以增加吸氧量。
因此，研发一种与水体环境溶氧、pH等指标关联的水生生理行为变化的检测设备，从而判断蟹类的水下生活状况，对于养殖生产更有直接指导意义。
技术实现要素：
本实用新型的目的是针对现有的水环境检测只能定量化生存指标，而不能根据蟹类适应性特点来判定水环境的问题，设计一种蟹类水下生活环境适宜性检测装置，它根据蟹脱离水体后会发出吐泡声，其声频频谱与其在水体环境中溶氧、pH等指标直接相关的基本原理。检测不同环境条件下的蟹类发声频谱并分析其特征，建立频谱与离水时间的响应关系，从而预知蟹类在水体中的生活状况，发布养殖池塘环境适宜状况警报，实现及时准确地调整水体环境，避免大规模养殖灾害发生。
本实用新型的技术方案是：
一种蟹类水下生活状况的检测装置(蟹类水下生活环境适宜性检测用声学检测装置)，其特征是它主要由盛样容器3、传感器固定架8、静压杆4、防振底座3、精密声级测量仪10、频谱分析器12和时间控制器14组成，静压杆4用于压住置于盛样容器中的蟹类，使之快速处于安静状态；放置蟹类试样的盛样容器3置于防振底座3上，传感器固定架8安装在盛样容器3一侧，用于测量声频的传感器6安装在传感器固定架8上并位于盛样容器3的正上方，传感器6通过信号传输线7与精密声级测量仪10相连，精密声级测量仪10与频谱分析器12相连，频谱分析器12与计算机相连，计算机用于对所测的信号进行处理获得蟹类声音幅值与时间的关系曲线并自动对水体适应性作出判定。时间控制器14用于控制整个检测装置的测量时长，在达到测量时长时发出声光报警，提示尽快结束检测。
所述的传感器固定架8还安装有用于检测环境温度和湿度的温湿度计9，温湿度计9插入盛样容器内，以检测蟹附近的温湿度，避免容器内外温湿度梯度差生物影响。
所述的蟹类水下生活环境适宜性检测用声学检测装置被安装在静音室内或在有双层玻璃窗门且周边无固定声源干扰的密闭房间内，在所述的密闭房间内安装有保障蟹类正常生存的恒湿器11。
所述的时间控制器的计时时长为120秒，可预置程序，设定：保持时间k、停留时间l，测量时长t，间隔时长Δt，测定次数m。开机启动后，自动测定，在120秒内完成测试任务。
所述的温湿度计9和恒湿器11均与温湿度控制器15电气连接，温湿度控制器15能自动调节测量室内温湿度，保证整个测量过程环境的温湿度稳定性，不受高温干燥天气的影响。
本实用新型的有益效果是：
1.多项抗干扰措施组合运用。减谱法去除环境噪声干扰，从而检出微弱“沥沥”声音；静压杆抑制河蟹机体的“不安分扰动”；防振底座可减少桌台“基础振动”的低频干扰；传感器防水套可阻止河蟹吐泡时“溅水”对传感器的影响；恒湿恒温装置防止测量过程中干燥和高温环境对河蟹呼吸生理的影响。
2.本发明是基于声学测定技术检测河蟹自身呼吸生理指标，与常规养殖塘测定仪器的测定水环境指标，从原理上完全不同。蟹类各生长时期对水质的要求是不同的，但其发声特征却相对稳定。蟹类发声是水体环境与蟹类生理行为、健康状态共同作用的结果，与单纯水质分析指标相比，更能表反映蟹生物体机体内在的状况。
3.本实用新型属于无损测量。取出n只蟹类测量完毕后，再放回池塘内继续养殖，对蟹体无破坏。
4.给出的测定结果具有生物学指标意义。蟹类发声变化是水体环境与蟹类生理行为共同作用的结果，与单纯水质分析指标相比，更能表反映当水环境变化时，蟹生物体机体内在的变化。
5蟹类水下生活环境适宜性检测是一种生物机体对于环境反应的即时测量，不会被年龄、生长季节、昼夜时段的改变而抵消。
6.方便快速。从取样至读数，几分钟之内即可完成。
7、本实用新型通过检测不同水环境条件下的蟹类发声频谱，找出其特征频段，建立频谱与离水时间的响应关系，从而预知蟹类在水体中的生活状况，发布养殖池塘环境适宜状况警报，实现及时准确地调整水体环境，避免大规模养殖灾害发生。
8、本实用新型适用于大型养殖场规模化、智能养殖，大专院校和科研机构研究水产生理行为，水产灾情预报，以及环保部门对水体及生物环境的监控之用。
附图说明
图1是本实用新型的检测装置的结构示意图。
图2是利用本实用新型的检测装置测得的健康河蟹的发声功率谱(a:环境背景,b:有蟹样，f1＝1265Hz,f2＝6500Hz)。
图3是利用本实用新型的检测装置测得的正常溶氧水平下与溶氧缺乏时的声谱幅值H与离水时间t的关系曲线(H0:溶氧水平正常；H1:溶氧水平低；H2:溶氧水平很低)。
图4是利用本实用新型的检测装置测得的实施1的声功率谱图。
图5是利用本实用新型的检测装置测得的实例2的声功率谱图。
图6是利用本实用新型的检测装置测得的实例3的声功率谱图。
图7是利用本实用新型的检测装置测得的实例4的声功率谱图。
图中：1为蟹样品、2为防振底座、3为盛样容器、4为静压杆、5为传感器防水套、6为传感器、7为信号传输线、8为传感器固定架、9为温湿度计、10为精密声级测量仪、11为恒湿器、12为频谱分析器，13为密闭房间，14为时间控制器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
如图1所示。
一种蟹类水下生活状况的检测装置，是一种用于蟹类水下生活环境适宜性检测的声学检测装置，它被安装在静音室内或在有双层玻璃窗门且周边无固定声源干扰的密闭房间13内，在所述的密闭房间内安装有不影响蟹类正常生存的恒湿器11。它主要由盛样容器3、传感器固定架8、静压杆4、防振底座3、精密声级测量仪10、频谱分析器12和时间控制器14组成，静压杆4用于压住置于盛样容器中的蟹类，使之快速处于安静状态；放置蟹类试样的盛样容器3置于防振底座3上，传感器固定架8安装在盛样容器3一侧，用于测量声频的传感器6上套装有传感器防水套5并安装在传感器固定架8上并位于盛样容器3的正上方，传感器6通过信号传输线7与精密声级测量仪10相连，精密声级测量仪10与频谱分析器12相连，频谱分析器12与计算机相连，计算机用于对所测的信号进行处理获得蟹类声音幅值与时间的关系曲线并自动对水体适应性作出判定。所述的传感器固定架8还安装有用于检测环境温度和湿度的温湿度计9，温湿度计9和恒湿器(11)均与温湿度控制器15电气连接，温湿度控制器15能自动调节测量室内温湿度，保证整个测量过程环境的温湿度稳定性，不受高温干燥天气的影响。。时间控制器14用于控制整个检测装置的测量时长(120秒)，在达到测量时长时发出声光报警，提示尽快结束检测。具体实施时，时间控制器14还可采用常规的计时报警电路加以实现，也可利用计算机程序加以控制。时间控制器14可预置程序，设定：保持时间k、停留时间l，测量时长t，间隔时长Δt，测定次数m。开机启动后，自动测定，在120秒内完成测试任务。本实用新型可完成120秒内的H‐T测试。
实例1。
如图1-4所示。
选择一个无固定声源干扰的密闭房间13，按照图1连接声学测量系统，包括：蟹样品1、防振底座2、盛样容器3、静压杆4、传感器防水套5、传感器6、信号传输线7、传感器固定架8、温湿度计9、精密声级测量仪10、恒湿器11、频谱分析器12和时间控制器14。开机，将精密声级测量仪量程调至高程60分贝，选择频谱分析测定参数(采样频率200KHz、频谱范围20Hz～20kHz、分辨率0.1Hz，测定时间6秒)，先测定背景声功率谱。
从A池塘捞取3只中华绒螯蟹(100g/只)蟹样，甩掉附着水，置入盛样容器3中，调整声波传感器探头6距离靠近蟹样，用静压杆4轻触蟹体，保持5秒使蟹自然安静蛰伏；停留5秒后开始计时测量，测量时长10秒，停顿0秒后再测定一次即连续测定，以此类推，总共测定11次(11次测定是指分别对3只样品蟹各测定11次，然后对应时间取平均，得到11个功率谱图，下同)；从上述11个功率谱图中分别获得平均幅值H及其特征频率f1＝1265Hz、f2＝6500Hz；绘制频段1265～6500Hz的平均幅值H与离水时间T的关系曲线(H1265～6500Hz-T)，并与未置放蟹样的背景声功率谱图比较。
见图4(图中H和H0分别为实际样品谱和在正常水质下的标准样品谱)。
结果分析：
1)样品谱在II段(1265～6500Hz)出现明显的隆起峰型(类似于图2，b)，III段(6500～8000Hz)出现不规则起伏峰，I(0～1265Hz)无明显变化。初步判断，河蟹生活正常；
2)在120秒内，H-T曲线为深凹马鞍形结构，最大幅值Hmax＝100，平均幅值Hav＝63.1，Hmax比Hav多58.5％＞50％，且第一波(25～70秒)平均幅值Hav1比总平均幅值(0～120秒)Hav多23.9％＞20％。因此，该水体溶氧严重缺乏，须立即采取相应的手段改善水体环境，否则会出现大面积死亡。
综合判定，A池塘中华绒螯蟹目前虽然活动正常，但在A池塘水质环境下，中华绒螯蟹存在生存危险。
实例2。
如图5所示。
选择有双层玻璃窗门的密闭房间，按照图1连接声学测量系统(同实施例1)。开机，将精密声级测量仪量程调至55分贝，选择频谱分析测定参数(采样频率200KHz、频谱范围20Hz～12kHz、分辨率0.1Hz，测定时间4秒)，先测定背景声功率谱。
从B池塘捞取5只中华绒螯蟹(～60g/只)蟹样，余下同实例1。用静压杆4轻触蟹体，保持2秒使蟹自然安静蛰伏；停留2秒后开始计时测量，测量时长2秒，停顿5秒后再测定一次，以此类推，总共测定17次；从上述17个功率谱图中分别获得平均幅值H及其特征频率f1＝1265Hz、f2＝6500Hz；绘制频段1265～6500Hz的平均幅值H与离水时间T的关系曲线(H1265～6500Hz-T)，并与未置放蟹样的背景声功率谱图比较。
见图5。(图中H和H0分别为实际样品谱和在正常水质下的标准样品谱)。
结果分析：
1)样品谱在II段(1265～6500Hz)出现明显的隆起峰型(类似于图2，b)，III段(6500～8000Hz)出现不规则起伏峰，I(0～1265Hz)无明显变化。初步判断，中华绒螯蟹活动正常；
2)在120秒内，H-t曲线为中凹马鞍形结构，最大幅值Hmax＝73.7，平均幅值Hav＝51.0，Hmax比Hav多44.4％，30％＜44.4％＜50％，且第一波(25～70秒)平均幅值Hav1比总平均幅值(0～120秒)Hav多11.8％，10％＜11.8％＜20％。因此，该水体溶氧缺乏，须采取相应的措施改善水体环境，防止水体的进一步恶化。
综合判定，B池塘中华绒螯蟹目前虽然活动正常，但在B池塘水质环境下，中华绒螯蟹生活状况差。
实例3。
如图6所示。
在静音室内，按照图1连接声学测量系统(同实施例1)。开机，将精密声级测量仪量程调至高程50分贝，选择频谱分析测定参数(采样频率200KHz、频谱范围10Hz～10kHz、分辨率0.1Hz，测定时间6秒)，先测定背景声功率谱。
从C池塘捞取6只中华绒螯蟹(～80g/只)蟹样，余下同实施例1。用静压杆4轻触蟹体，保持4秒使蟹自然安静蛰伏；停留4秒后开始计时测量，测量时长6秒，停顿4秒后再测定一次，以此类推，总共测定11次；从上述11个功率谱图中分别获得平均幅值H及其特征频率f1＝1265Hz、f2＝6500Hz；绘制频段1265～6500Hz的平均幅值H与离水时间T的关系曲线(H1265～6500Hz-T)，并与未置放蟹样的背景声功率谱图比较。
见图6。(图中H和H0分别为实际样品谱和在正常水质下的标准样品谱)。
结果分析：
1)样品谱在II段(1265～6500Hz)出现明显的隆起峰型(类似于图2，b)，III段(6500～8000Hz)出现不规则起伏峰，I(0～1265Hz)无明显变化。初步判断，河蟹生活正常；
2)在120秒内，H-t曲线为浅凹马鞍形结构，最大幅值Hmax＝51.2，平均幅值Hav＝44.3，Hmax比Hav多15.6％，0＜15.6％＜30％，且第一波(25～70秒)平均幅值Hav1比总平均幅值(0～120秒)Hav多3.1％，0＜3.1％＜10％。因此，该水体溶氧正常。只需定期加强观察即可。
综合判定，C池塘中华绒螯蟹活动正常，且在C池塘水质环境下，中华绒螯蟹生活良好。
实例四。
如图7所示。
选择一个无固定声源干扰的密闭房间，按照图1连接声学测量系统(同实施例1)。开机，将精密声级测量仪量程调至高程50分贝，选择频谱分析测定参数(采样频率200KHz、频谱范围20Hz～20kHz、分辨率0.1Hz，测定时间10秒，先测定背景声功率谱。
从D池塘捞取10只中华绒螯蟹(～100g/只)蟹样，以下同实施例1。用静压杆4轻触蟹体，保持3秒使蟹自然安静蛰伏；停留3秒后开始计时测量，测量时长8秒，停顿2秒后再测定一次，以此类推，总共测定11次；分析上述11个功率谱图及其特征频率f1＝1265Hz、f2＝6500Hz，并与未置放蟹样的背景声功率谱图比较。
结果分析：
图7中样品谱b，在I段和II段(1265～6500Hz)交界处尖锐峰型，与图2，样品谱b明显不同，III段(6500～8000Hz)出现不规则变得陡峭。初步判断，河蟹生活异常。因此不必绘制频段1265～6500Hz的平均幅值H与离水时间T的关系曲线(H1265～6500Hz-T)。
下一步应仔细检查河蟹的健康状况及产生原因，立即采取措施。
本实用新型未涉及部分与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。