一种水生动物呼吸代谢间歇性循环测量机构

本发明涉及海洋工程装备，尤其涉及一种水生动物呼吸代谢间歇性循环测量机构。

背景技术：

1、呼吸代谢作为研究水生动物生理、能量和基础生理生态过程的重要特征之一，受到国内外研究者的广泛关注。呼吸代谢能反映生存环境和水生动物自身状态以及生活习性之间的内在联系。在未来，呼吸代谢仍然是研究水生动物生理和生物能量的重点之一，呼吸代谢生态学和生理学也是淡水和海水渔业资源以及近海海洋牧场研究的重要内容。

2、在水生动物的呼吸代谢测量方面，主要通过封闭流水法、静水法和开放流水法来间接获取呼吸代谢数据。尽管已有不少针对鱼类耗氧量测量方面的实验开展，但目前在水生动物呼吸代谢测量方面还存在以下问题：

3、1、水生动物呼吸数据的获取只能在实验室环境中进行，前期需要进行水生动物的捕捞、转移等过程，这会破坏待测样本的原生环境，导致获取的数据存在失真情况。

4、2、在水下缺乏成熟的装备对水生动物进行长时间、动态、循环性地测量，无法获得可靠的水生动物呼吸代谢数据。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决上述背景技术中提出的技术问题。

2、为了在水下环境中测量水生动物呼吸代谢过程，获得更精准、稳定的呼吸代谢数据，本发明提出了一种水生动物呼吸代谢间歇性循环测量机构，包括呼吸腔室和密闭舱，其中：

3、呼吸腔室与密闭舱通过螺纹连接；

4、密闭舱内布置有四个传感器，用于测量呼吸腔室中的水体参数；

5、呼吸腔室内有棘轮机构，用于辅助水生动物的诱捕、循环测量和释放。

6、优选的，所述呼吸腔室包括外壳、内衬套、环形栅栏、端盖、法兰、诱鱼灯和棘轮机构；其中：

7、外壳一端的外螺纹与密闭舱连接，另一端通过螺栓与端盖固定；

8、内衬套一端通过螺栓与法兰固定，另一端与端盖接触并可相对端盖旋转；

9、法兰中心孔与密闭舱内无刷电机传动轴固定；

10、诱鱼灯固定在端盖上；

11、棘轮机构装配在内衬套端面的凹槽中。

12、优选的，所述密闭舱包括耐压壳，过渡连接件，复合缆、co2传感器、o2传感器、温深传感器、摄像头和无刷电机；其中：

13、耐压壳一端与过渡连接件通过螺纹连接并使用轴向密封；

14、复合缆通过耐压壳底部的水密接头与密闭舱内的co2传感器、o2传感器、温深传感器、摄像头和无刷电机驱动器连接，用于传输传感器信号和控制电机转动以及为各类传感器及电机供电。

15、过渡连接件开有四个锥螺纹孔和中心通孔，中心通孔内安装有动密封圈，co2传感器、o2传感器、温深传感器和摄像头上的锥螺纹与过渡连接件上的锥螺纹孔连接并密封，传感器测量部分伸入呼吸腔室内，无刷电机传动轴穿过中心通孔，与过渡连接件之间形成动密封。

16、优选的，所述外壳内壁与内衬套外壁间隙配合，外壳周向均布两个80度扇形窗口，外壳内壁沿扇形窗口开有密封槽，密封槽内安装有密封条。

17、优选的，所述内衬套外壁与外壳内壁间隙配合并可相对于外壳旋转，内衬套内壁与环形栅栏外壁间隙配合，二者可相对旋转，内衬套周向均布两个80度扇形窗口，内衬套一端加工有两个对称分布的凹槽，凹槽内有销钉孔。

18、优选的，所述环形栅栏周向均布两个90度扇形窗口，环形栅栏壁上开有透水孔，环形栅栏一端加工有密封槽，密封槽内的密封圈与外壳过盈配合以增大环形栅栏与外壳之间的相对旋转阻力，环形栅栏外壁面加工有两个对称分布的卡槽。

19、优选的，所述棘轮机构包括棘爪、扭簧和销钉，销钉穿过棘爪和扭簧，插入内衬套凹槽的销钉孔并固定，棘轮机构装配在内衬套凹槽中。

20、优选的，本发明在间歇性循环测量水生动物呼吸代谢过程中，包括以下步骤或方法：

21、呼吸腔室外壳、内衬套和环形栅栏上的扇形窗口对齐，呼吸腔室处于打开状态，棘轮机构的棘爪由于扭簧扭力作用而卡在环形栅栏外壁面的卡槽中；

22、无刷电机带动法兰和内衬套顺时针旋转时，棘爪带动环形栅栏同步顺时针旋转，呼吸腔室处于间歇性打开与关闭状态；

23、无刷电机带动法兰和内衬套逆时针旋转时，棘爪脱离环形栅栏外壁面的卡槽，环形栅栏由于与外壳之间的摩擦力而保持不动，呼吸腔室处于间歇性水体置换与关闭状态；

24、通过无刷电机顺时针和逆时针的配合旋转，呼吸腔室在“打开-关闭-水体置换-关闭”的状态中对水生动物呼吸代谢进行循环测量。

25、本发明采取以上技术方案，具有以下有益效果：

26、本发明在结构上简单可靠，只需要一套驱动装置并结合机械结构，即可对水生动物呼吸代谢过程进行间歇性循环测量，获得稳定可靠的水生动物呼吸代谢数据。

27、本发明通用性强，测量机构的呼吸室可测量各种鱼类及水生无脊椎动物的呼吸代谢数据

28、本发明适用性广，根据测量需求，在升级密闭舱材料强度后，可实现更大深度的水生动物呼吸代谢数据测量。

技术特征：

1.一种水生动物呼吸代谢间歇性循环测量机构，其特征在于，包括呼吸腔室和密闭舱；其中：

2.根据权利要求1所述的呼吸代谢间歇性循环测量机构，其特征在于，所述呼吸腔室包括外壳、内衬套、环形栅栏、端盖、诱鱼灯、法兰和棘轮机构，其中：

3.根据权利要求1所述的呼吸代谢间歇性循环测量机构，其特征在于，密闭舱包括耐压壳、温深传感器、复合缆、摄像头、过渡连接件、二氧化碳传感器、氧气传感器和无刷电机；其中：

4.根据权利要求1和2所述的呼吸代谢间歇性循环测量机构，其特征在于，所述外壳内壁与内衬套外壁间隙配合，所述外壳周向均布两个80度扇形窗口，所述外壳内壁沿扇形窗口开有密封槽，所述密封槽可粘贴密封条。

5.根据权利要求1和2所述的呼吸代谢间歇性循环测量机构，其特征在于，所述内衬套外壁与外壳内壁间隙配合并可相对于外壳旋转，所述内衬套内壁与环形栅栏外壁间隙配合，二者可相对旋转，所述内衬套周向均布两个80度扇形窗口，所述内衬套一端加工有两个对称分布的凹槽，所述凹槽内有销钉孔。

6.根据权利要求1和2所述的呼吸代谢间歇性循环测量机构，其特征在于，所述环形栅栏周向均布两个90度扇形窗口，所述环形栅栏壁上开有透水孔，所述环形栅栏一端加工有密封槽，所述密封槽内的密封圈与外壳过盈配合以增大环形栅栏与外壳之间的相对旋转阻力，所述环形栅栏外壁面加工有两个对称分布的卡槽。

7.根据权利要求1和2所述的呼吸代谢间歇性循环测量机构，其特征在于，所述棘轮机构包括棘爪、扭簧和销钉，所述销钉穿过棘爪和扭簧、插入内衬套凹槽的销钉孔并固定，所述棘轮机构装配在内衬套凹槽中。

8.根据权利要求7所述的呼吸代谢间歇性循环测量机构，其特征在于，包括：

9.根据权利要求7所述的一种水生动物呼吸代谢间歇性循环测量方法，所述方法包括：

技术总结
本发明提供一种水生动物呼吸代谢间歇性循环测量机构，涉及海洋工程装备技术领域，所述测量机构包括呼吸腔室和密闭舱；其中：呼吸腔室与密闭舱通过螺纹连接；密闭舱内布置有四个传感器，用于测量呼吸腔室中的水体参数；呼吸腔室内有棘轮机构，用于辅助水生动物的诱捕、循环测量和释放。本发明在结构上简单可靠，只需要一套驱动装置并结合机械结构，即可对水生动物呼吸代谢过程进行间歇性循环测量，获得稳定可靠的水生动物呼吸代谢数据。

技术研发人员：许多祥,范迪夏,崔维成,秦棒棒,高建生
受保护的技术使用者：西湖大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/5