本發明涉及流速檢測技術領域，尤其涉及一種室內養殖池用測流裝置和測定方法。

背景技術：

水流與水生生物的生存、習性、繁殖和生長等方面密切相關。關于水流對魚類行為和生理影響的研究表明，魚類的攝食、集群、洄游及生殖等行為都依賴于魚類的游泳能力及其運動方式。研究發現，魚類在不同運動方式下會采用不同的代謝方式，魚類正常活動時依靠需氧代謝就可以得到足夠的能量，關于水流對甲殼動物行為及其生理影響的研究較少，如螃蟹。

目前，螃蟹養殖生產方式日趨多樣化，主要有池塘式、圍欄式、瓦甕式、網箱式等，這些模式存在放養密度低、互殘現象嚴重、存活率低、交配麻煩等問題。又由于常見的養殖方式以室外養殖為主，而室外氣候有些時候難以預料，人為干涉較難，不利于穩定產量。并且研究發現，在水產品養殖過程中，因養殖環境污染引發的水產養殖動物免疫力下降、抗病能力降低等現象是造成水產品安全問題的主要因素，而養殖環境污染的根源又在于飼料營養結構的不合理、投喂不科學、養殖模式不適宜。因此建立實驗室內模擬水產健康養殖模式研發安全、高效、環保型水產配合飼料，并實施科學投喂，以降低其對環境的污染，確保養殖環境健康，減少養殖動物疾病發生，是水產品安全生產的有效途徑。水產養殖生態學實驗室目前一般飼養水產品的水族裝置，例如水族箱、養殖池、池塘等，一般包括有供氣系統，供水系統，水凈化系統和水體加熱裝置，其中，如氧氣濃度、CO₂濃度、壓力、水溫的控制都是相當重要的環節，但在養殖過程中，水產品如螃蟹，螃蟹的排便及進食都在養殖池中進行，由于養殖池中裝滿水，會在養殖池底部集聚一些糞便和飼料殘渣，如果長時間不及時清理，殘餌、糞便、死亡的藻類等有機物過量沉積于養殖池底部，若無法完全分解，不僅會造成養殖池水體渾濁，還會造成養殖池底部沉積有蛋白質，從而誘發水體的二次污染，導致水體溶氧下降、硫化氫等有害物質濃度升高，同時不良養殖池池底也為病原菌的大量繁殖提供了溫床，目前養殖池的清理主要依靠人工，清理難度較大；而且投放飼料時也是通過飼養員用手撒播，不能保證飼料都均勻地分配，螃蟹若吃不到會致使大量飼料溶失于水中，從而造成飼養員會過量投飼，進而造成殘餌，排泄物及餌料殘渣能使養殖水體的有機物含量增高，過多的有機物會引發有機物消化菌的繁殖，并與氨氮轉化菌在生物膜中競爭生長空間、溶解氧及營養物。有機物消化菌的繁殖率比氨氮轉化菌要快得多，硝化細菌(自養細菌)很難和異養細菌競爭，造成硝化細菌生長得比較慢，使得養殖系統生物過濾器氨氮去除率低，從而導致氨氮超標。為此，有效地進行排泄物的清除以及如何有效進行撒飼料成為亟待解決的技術問題。而現有的實驗人員對于撒飼料常常會利用水壓以將螃蟹的糞便排出養殖池中，水壓的設定需要滿足既不能影響螃蟹的生長、攝食，又能將池底的殘餌糞便清理干凈，因此有必要對養殖池的進水流速進行測速，從而得到最佳的水壓值，因此研發一種方便操作，精度高的流速儀器以及測定流速的方法是十分必要的。

技術實現要素：

本發明所要解決的一個技術問題是針對上述現有技術現狀而提供一種方便組裝，測量精度高的室內養殖池用測流裝置。

本發明所要解決的又一個技術問題是針對上述現有技術現狀而提供一種應用有上述測流裝置對室內養殖池進行測速的測定方法。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：該室內養殖池用測流裝置，包括電源，其特征在于包括有：

支架；

顯示屏，該顯示屏與支架相連；

配重件，該配重件設置在所述支架的一端；

測量桿，該測量桿轉動連接在所述支架的另一端，該測量桿的端部設置有葉輪和光源，所述葉輪的轉速能轉換為光信號進而轉換為電信號以換算成水流速度；以及

測速傳感器，該測速傳感器設置在所述測量桿上，該測速傳感器能接收所述光源的反射光束以將測量轉換為電脈沖信號，該電脈沖信號能傳輸給數字信號處理器進行換算處理，以由所述顯示屏進行顯示，所述電源分別與所述顯示屏、測速傳感器、數字信號處理器和顯示屏相連，以提供電力來源。

進一步地，所述測量桿上還設置有呈倒置“L”型的標尺，所述標尺設置在所述葉輪和光源的上方。由于該測流裝置在測量時葉輪是置于養殖池水面下，故利用標尺與養殖池養殖池上布置標線對齊，以保證葉輪的葉輪軸始終保持與水流方向垂直。

進一步地，所述顯示屏位于所述測量桿頂端或通過電線與所述測量桿相連。

進一步地，所述支架包括有豎直桿和水平桿，而所述配重件和測量桿則分別設置于該水平桿的兩端，所述豎直桿與水平桿之間還設置有能改變水平桿與豎直桿夾角的調節件。通過調節件的設置能靈活改變豎直桿與水平桿的夾角，以適應多個測量位置及角度的測量。

進一步地，所述調節件包括有基座、能相對該基座轉動的活動件以及能將該活動件固定在基座某一轉動位置上的緊固件，所述活動件向外凸設有能固定所述豎直桿端部的環形箍。通過環形箍套設豎直桿，而基座固定在水平桿上，所以通過將環形箍與活動件固定，就能夠隨著活動件與基座的相對轉動從而帶動豎直桿與水平桿的相對轉動，從而靈活改變豎直桿與水平桿的夾角。

優選地，所述基座上開設有弧形槽，所述活動件為設置在所述環形箍上的第一支腳和第二支腳，所述第一支腳和第二支腳的端部連接有能貫穿所述弧形槽的第一連桿，而所述第一支腳和第二支腳的根部連接有第二連桿，所述第二連桿的末端穿出所述基座并與所述緊固件配合，以調整活動件與基座的相對位置，在緊固件相對第二連桿向外旋松的狀態下，活動件能隨著第一連桿沿弧形槽滑動而相對基座轉動，而在緊固件相對第二連桿向內旋緊的狀態下，活動件能相對基座固定。利用緊固件與活動件第二連桿的松緊配合以帶動第一連桿沿著弧形槽轉動的變化，從而調節豎直桿與水平桿的夾角。

本發明還提供一種應用上述室內養殖池用測流裝置對室內養殖池進行測定的方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)布置室內養殖池:先在所述養殖池的側壁設置能控制進水速度的噴管，然后在養殖池上布置至少兩根線，所述線上設置有至少兩個能確定測量位置及深度的測速標記點；

(2)設置測流裝置:將所述電源、顯示屏、配重件、測量桿、標尺和測速傳感器安裝在所述支架上，調節支架使測速傳感器至合適位置，旋轉測量桿使得標尺與步驟(1)中的線水平，此時所述葉輪的葉輪軸能與水流方向水平；

(3)測定流速，設置測流裝置的參數，并按照步驟(1)中每一個斷面的多個測速點確定測量位置及深度進行測量；

(4)調節噴管，通過步驟(3)中測定每一個斷面的多個測速點確定的測量位置及深度進行測量，然后得出各個位置的不同深度中既不影響養殖動物的生長、攝食，又能將池底的殘餌糞便清理干凈的流速，進而調整所述噴管的孔距、孔徑及數量。

進一步地，所述步驟(1)中的噴管包括有噴管主體，所述噴管主體內設置有相通連的兩路流道，一路作為均化養殖生物飼料的第一流道，另一路作為清理養殖生物排泄物的第二流道，所述第一流道包括有第一出口管以及用于控制該第一出口管的第一控制閥門，所述第二流道包括有與所述第一出口管垂直的第二出口管以及用于控制該第二出口管的第二控制閥門，且所述第二出口管的管壁上均勻開有至少兩個噴孔。當需要向養殖池撒養殖生物飼料時，只要關閉第一控制閥門，打開第二控制閥門，則海水通過噴管主體噴入第一出口管后能帶動養殖池海水的流動，以均化養殖生物飼料；當需要清理養殖生物排泄物時，只要關閉第二控制閥門，打開第一控制閥門，水流由噴孔射流而出，使養殖水旋轉，從而將養殖生物排泄物集中旋轉于養殖池中部，由于養殖池中部設置有能拆卸的過濾網，當打開過濾網時，即能將養殖生物排泄物排出養殖池。

進一步地，所述噴孔間的距離為1～5cm，所述噴孔的孔徑為5～50mm，所述噴孔的數量為4～24。可通過調節噴管的開孔數目及大小，使得池底的水流能將殘餌糞便沖干凈。

進一步地，所述養殖池內掛設有能供養殖生物浮游的流刺網。比如養殖生物螃蟹處于1～2期時，螃蟹幼體即可脫離母體，隨著養殖池浮游，該流刺網能夠粘黏住螃蟹幼體，防止螃蟹幼體逃逸。

與現有技術相比，本發明的優點在于該室內養殖池用測流裝置組裝時，只需要將測量桿和配重件先安裝在支架的兩端，然后將顯示屏通過電線與測量桿相連，同時在測量桿上安裝測速傳感器，安裝方便快速，其所依據的技術原理為將葉輪的機械轉動轉換為光脈沖信號，可以實現流速計的小型化，甚至微型化，可用于測量養殖池內局部的水流速度，常規流速計無法觸及到的小范圍水流速度，本測流裝置采用光源與葉輪傳輸信號，減少了機械傳動的摩擦，延長使用壽命，提高了設備可靠性；另外，本發明提供的測量方法是根據測量位置的要求，先利用測流裝置測定每一個斷面的多個測速點確定的測量位置及深度進行測量，然后得出各個位置的不同深度中既不影響養殖動物如螃蟹的生長、攝食，又能將池底的殘餌糞便清理干凈的流速，進而調整養殖池側壁噴管進入養殖池的流量和噴管的孔徑、孔距，具有檢測方便、形成了一套能科學合理地針對養殖生物養殖需求進行測速的方法，適且于魚類、蝦蟹類等水產動物的養殖，具有廣闊的適用范圍。

附圖說明

圖1為本發明實施例中養殖池的結構示意圖；

圖2為本發明實施例中測流裝置的結構示意圖；

圖3為本發明實施例中測量裝置中水平桿上的結構示意圖；

圖4為本發明實施例中噴管一個角度的結構示意圖；

圖5為本發明實施例中噴管另一個角度的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。

實施例1室內養殖池7用測流裝置的安裝

具體的安裝步驟如下：

1、安裝支架1，先將豎直桿11和水平桿12利用調節件13組合安裝，其中，調節件13包括有基座131、能相對該基座131轉動的活動件14以及能將該活動件14固定在基座131某一轉動位置上的緊固件15，豎直桿11端部則安裝在活動件14向外凸設的環形箍141上，而活動件14則為設置在環形箍141上的第一支腳142和第二支腳143，組裝時將活動件14的第一支腳142和第二支腳143的端部連接的第一連桿144貫穿入弧形槽132中，而將第一支腳142和第二支腳143的連接有能穿出基座131并與緊固件15螺配的第二連桿145以調整活動件14與基座131的相對位置，當緊固件15相對第二連桿145向外旋松時，活動件14能隨著第一連桿144沿弧形槽132滑動而相對基座131轉動，而當緊固件15相對第二連桿145向內旋緊時，活動件14能相對基座131固定；

2、將固定好的豎直桿11設置在地面上，然后在水平桿12的一端設置配重件3，水平桿12的另一端轉動連接測量桿4，其中在測量桿4的端部設置葉輪41、光源和測速傳感器5，同時在測量桿4的中部設置呈倒置的“L”型的標尺6，葉輪41的轉速能轉換為光信號進而轉換為電信號以換算成水流速度，而設置在測量桿4上的測速傳感器5能接收光源的反射光束而將測量轉換為電脈沖信號，該電脈沖信號能傳輸給數字信號處理器進行換算處理；并由下面公式計算流速：

V＝KN/T+C(m/s)

式中:V：測流時段內平均流速(m/s)K：槳葉水力螺距C：流速儀常數

T：測流歷時(單位為S)N:T時段內信號數

本測流裝置使用時，K、C均為常數，測流時，只要測出T和N，即可算出流速；正常時，插上插頭開機，拔出關機；

3、安裝顯示屏2，通過電線9與測量桿4相連在測量桿4的頂端，電脈沖信號傳輸給數字信號處理器進行換算后的數值通過顯示屏2進行顯示，電源分別與顯示屏2、測速傳感器5、數字信號處理器和顯示器相連，以提供電力來源(如圖2～3所示)。

實施例2室內養殖池7的布置

1、先在養殖池7的側壁設置能控制進水速度的噴管8，噴管8包括有噴管主體81，噴管主體81內設置有相通連的兩路流道，一路作為均化養殖生物如螃蟹飼料的第一流道，另一路作為清理螃蟹排泄物的第二流道，第一流道包括有第一出口管82以及用于控制該第一出口管82的第一控制閥門83，第二流道包括有與第一出口管82垂直的第二出口管84以及用于控制該第二出口管84的第二控制閥門85，且第二出口管84的管壁上均勻開有多個噴孔86，為了更好地凈化海水，噴管主體81上還可以設置有海水凈化器；當需要向養殖池7撒螃蟹飼料時，只要關閉第一控制閥門83，打開第二控制閥門85，則海水通過噴管主體81噴入第一出口管82后能帶動養殖池7海水的流動，以均化螃蟹飼料；當需要清理螃蟹排泄物時，只要關閉第二控制閥門85，打開第一控制閥門83，水流由噴孔86射流而出，使養殖水旋轉，從而將螃蟹排泄物集中旋轉于養殖池7中部，由于養殖池7中部設置有能拆卸的過濾網，當打開過濾網時，即能將螃蟹排泄物排出養殖池7。

2、然后在養殖池7上布置四根線9以拉成呈“米”字形，并以交叉點A為中心，取每一個斷面的測速點，測速點呈放射狀并取16個點，具體的16個點為養殖池7與線9的交點以及各交點與交叉點之間的中心點A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N、O、P、Q，具體見圖1所示。

實施例3流速的測定以及噴管8的調節

按照實施例1和2的方法將測流裝置和室內養殖池7安裝布置好后進行試驗；

1、試驗過程如下：水溫控制在25℃，隨機選擇10～20只幼蟹放入養殖池7中，適應10min，然后當需要向養殖池7撒螃蟹飼料時，只要關閉第一控制閥門83，打開第二控制閥門85，則海水通過噴管主體81噴入第一出口管82后能帶動養殖池7海水的流動，以均化螃蟹飼料；當需要清理螃蟹排泄物時，只要關閉第二控制閥門85，打開第一控制閥門83，水流由噴孔86射流而出，使養殖水旋轉，從而將螃蟹排泄物集中旋轉于養殖池7中部，由于養殖池7中部設置有能拆卸的過濾網，當打開過濾網時，即能將螃蟹排泄物排出養殖池7；

2、試驗步驟：主要分成兩塊：一塊為既能確定均化養殖池7中所撒螃蟹飼料同時還能能將螃蟹排泄物集中旋轉于養殖池7中部的最佳流速，一塊為確定噴管8的孔距、孔徑及數量(如圖4～5所示)。

3、試驗分為三組：斷面測速點均為17個點(A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N、O、P、Q)，深度為養殖水下5cm、40cm和75cm(具體見表1)；

表1

當向池水中均勻潑撒直徑為2mm的沉性餌料時，池底餌料分布會隨著流速的變化而均化程度不同，水流情況如上表，可以看出，當養殖池7底部流速大于7cm/s時，才能同時將池底餌料勻化并將池底的殘餌沖走。因此，在養殖管理過程，可通過調節養殖池7進水流量和噴管8的孔距、孔徑及數量，優選為，關閉第二控制閥門85，第一控制閥門的進水流量介于2-3m³/h或是關閉第一控制閥門，第二控制閥門的進水流量介于2-3m³/h，噴管8的孔距為9～11cm、孔徑為6～6.2mm及數量為7～8時，養殖池7底部流速會大于7cm/s。