大规模鱼类群体游泳能力测评装置

技术领域

本发明属于生物测量技术领域，具体是涉及一种大规模鱼类群体游泳能力测评装置。

背景技术

鱼类游泳能力是一项评估鱼类生长和存活的重要指标：研究发现，具备强游泳能力的鱼类个体相较弱游泳能力的个体往往表现出更强的抗病性和抗逆性；对鱼群进行游泳锻炼(aerobic training)能显著提高其抗病性和生长性能。因此，鱼类游泳能力研究被广泛应用于水产养殖领域，对鱼类游泳能力测评装置的需求随之而来。

目前，测评鱼类游泳能力的装置中，主要有：(1)Brett于1964年搭建可用于测量鱼类临界游泳速度的“鱼类呼吸测量仪”，该装置可形成水流闭环，通过控制水泵动力来改变内部水流速度，由此测得实验鱼的游泳能力，该装置被认为是第一台鱼类游泳能力测量装置；(2)Stobutzki于1997年搭建用于测量珊瑚礁鱼类游泳能力的泳道装置，该装置由6个独立泳道组成，通过水泵提供动力，并在泳道前端设立“倒U型”水槽稳定水流，可同时测量6尾实验鱼的游泳能力；(3)Loligo公司搭建测量鱼类游泳能力的泳道装置，泳道为椭圆形，以桨叶式发动机提供动力形成水流闭环，通过控制器对泳道内水流速度进行控制，是商业化非常成功的鱼类游泳能力测量装置。然而，上述的鱼类游泳能力测评装置存在明显弊端，如：可测量个体数量有限、生产应用场景少等，这些限制使得目前的鱼类游泳能力测评装置在生产上的产业化应用不具备可行性。

因此，提供一种用于大规模鱼类群体游泳能力测评的装置，能够高效并大批量测评鱼类游泳能力用于生产养殖，从而节省生产成本和生产时间，为水产养殖业带来切实经济效益，助力水产养殖业的可持续发展。

发明内容

本发明的目的在于提供能够大规模的对鱼类群体进行游泳能力测评的一种用于大规模鱼类群体游泳能力测评的装置。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

大规模鱼类群体游泳能力测评装置，包括电机、拦网、上层泳道、蜂窝整流器、U型整流器、轴承、螺旋桨、下层泳道、变频器、外水箱：所述外水箱内为分上层泳道和下层泳道，U型整流器和蜂窝整流器设在外水箱内，U型整流器置于外水箱尾端，连接上层泳道和下层泳道，蜂窝整流器置于上层泳道与U型整流器交接处；所述电机设于外水箱的下层泳道的头端，电机通过轴承与螺旋桨连接；所述变频器连接电机的另一端；外水箱内部的水流依次通过下层泳道、U型整流器、蜂窝整流器、上层泳道，在外水箱内部形成稳定环流；变频器用于通过改变电机功率控制泳道内部的水流速度；所述拦网置于上层泳道头端，用于阻拦大黄鱼。

优选的，所述外水箱分为上下两层泳道，外水箱的材质为耐腐蚀的不锈钢材质。

优选的，所述U型整流器为耐腐蚀的不锈钢材质，U型整流器的各U型槽之间的间距相等。

优选的，所述蜂窝整流器为耐腐蚀的不锈钢材质，呈蜂窝状。

优选的，所述电机采用陆用电机。

优选的，所述螺旋桨为耐腐蚀不锈钢材质，螺旋桨的直径应均小于下层泳道长和宽。

优选的，所述变频器的功率大于电机。

优选的，所述拦网采用软尼龙材质，以避免对鱼类产生伤害。

优选的，在一些实施方式中，上述外水箱、上下层泳道、蜂窝整流器、U型整流器、轴承、螺旋桨的材质为耐腐蚀的硬质材料。

优选的，在一些实施方式中，上述上下层泳道尺寸可变，以适用于不同规格的鱼。

优选的，在一些实施方式中，上述电机最大功率可变，以达到所需的最大水流速度。

优选的，在一些实施方式中，上述U型整流器由4个半圆组成，半圆之间的距离相等，以产生稳定水流。

优选的，在一些实施方式中，上述变频器可控制电机频率，使水流速度可控。

与现有的发明相比，本发明至少有以下优点和技术效果：

1、该装置上层泳道为开放式，方便开展其他操作；

2、该装置组装成本低、操作难度低、测评规模大、效率高，可控水流速度大，适用对象广，具有产业应用前景；

3、该装置可自由组合拼装，提升测评规模，提高测评效率，具有产业应用前景。

附图说明

图1为本发明提供的测评鱼类群体游泳能力的装置结构侧视图；

图2为本发明提供的测评鱼类群体游泳能力的装置结构俯视图；

图3为本发明提供的装置电机输出频率与泳道内部水流速度关系图；

图4为本发明提供的大黄鱼4月龄群体的游泳能力分布图；

图中各标记为：1-电机；2-拦网；3-上层泳道；4-蜂窝整流器；5-“U型”整流器；6-轴承；7-螺旋桨；8-下层泳道；9-变频器；10-外水箱。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案更明了，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述地实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部地实施例。

参见图1和2，本实施例提供一种大规模鱼类群体游泳能力测评装置，包括：电机1、拦网2、上层泳道3、蜂窝整流器4、“U型”整流器5、轴承6、螺旋桨7、下层泳道8、变频器9、外水箱10。其中，电机1连接轴承6和螺旋桨7，电机1连接变频器9，外水箱10内分为上层泳道3和下层泳道8；电机1置于下层泳道8头端，“U型”整流器5置于外水箱10尾端，蜂窝整流器4置于上层泳道3尾端，拦网2置于上层泳道3头端。

将海水或淡水(依据实验鱼对象决定)注入外水箱10，打开电机1，使螺旋桨7工作并产生水动力，水流依次通过下层泳道8、“U型”整流器5、蜂窝整流器4、上层泳道3、拦网2，回到下层泳道8，在外水箱内部形成稳定环流。通过改变变频器9输出频率，来控制电机1输出功率，以此调节螺旋桨7转速，达到控制外水箱内部水流速度的目的。利用流速计即可测得变频器9每个输出频率对应的上层泳道3内部水流速度。本实施例中电机输出频率与上层泳道水流速度关系参见图3。

上层泳道3的内部用于放置被测评的实验鱼对象，“U型”整流器5和蜂窝整流器4使上层泳道3内部形成均匀层流，拦网2防止实验鱼对象逃离上层泳道3。

本实施例中所采用的外水箱10为耐腐蚀不锈钢材质，长方体结构，长度为200cm，宽度为27cm，高度为40cm。其中，上层泳道3和下层泳道8高度均为20cm。需要说明的是，采用耐腐蚀不锈钢材质，长方体结构，长度为200cm，宽度为27cm，高度为40cm的外水箱，只是本实施例的一种优选的实施方式，本发明并不仅限于此，在其他实施例中也可采用其他材质和其他尺寸的外水箱。

本实施例中所采用的电机1的品牌为Pooss，功率为0.75kw。需要说明的是，采用品牌为Pooss，功率为0.75kw的电机，只是本实施例的一种优选的实施方式，本发明并不仅限于此，在其他实施例中也可以采用其他品牌和功率的电机。

本实施例中所采用的变频器9的品牌为台达，型号为EV4300-0.75G1。需要说明的是，采用品牌为台达，型号为EV4300-0.75G1的变频器，只是本实施例的一种优选的实施方式，本发明并不仅限于此，在其他实施例中也可采用其他品牌和型号的变频器。

本实施例中所采用的“U型”整流器5的材质为耐腐蚀不锈钢材质，由4个半径分别为20cm、15cm、10cm、5cm的等距半圆组成。需要说明的是，采用材质为耐腐蚀不锈钢材质，由4个直径分别为40cm、30cm、20cm、10cm的等距半圆组成的“U型”整流器，只是本实施例的一种优选的实施方式，本发明并不仅限于此，在其他实施例中“U型”整流器也可根据泳道尺寸做相应改变。

本实施例中所采用的蜂窝整流器4的孔径为4.8mm。需要说明的是，采用4.8mm孔径的整流器，只是本实施例的一种优选的实施方式，本发明并不仅限于此，在其他实施例中整流器孔径也可根据泳道尺寸做相应改变。

本实施例中所采用的螺旋桨7材质为耐腐蚀不锈钢材质，直径为15cm。需要说明的是，采用材质为耐腐蚀不锈钢材质，直径15cm的螺旋桨，只是本实施例的一种优选的实施方式，本发明并不仅限于此，在其他实施例中螺旋桨材质和尺寸也可根据泳道尺寸做相应改变。

此外，本实施例以4月龄大黄鱼为实验对象，对500尾大黄鱼群体进行游泳能力测评，结果参见图4。

本发明可以快速对大规模鱼类群体进行游泳能力测评。该装置主要包括：电机、拦网、上下层泳道、整流器、螺旋桨、变频器、外水箱。电机连接螺旋桨，在外水箱的下层泳道头端产生水动力，经由下层泳道、整流器、上层泳道，形成内部环流；整流器使得下层泳道水流到达上层泳道后产生稳定层流；变频器连接电机，通过改变电机功率来控制泳道内部的水流速度；拦网置于上层泳道的水流方向尾端，用于阻拦鱼类。

使用方法为：先由电机带动螺旋桨在外水箱内部形成环流，通过整流器使上层泳道产生稳定层流，再将测试鱼类放入上层泳道，然后通过变频器改变电机功率来调节泳道内部的水流速度，可控速度为3cm/s～120cm/s。本发明较传统的测评装置，大大缩短鱼类游泳能力测评时限，大大提高测评规模，装置成本低，效率高，具有广阔的产业应用前景。

上述实施例仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。