本實(shí)用新型屬于用于觀測(cè)微型水生生物的實(shí)驗(yàn)裝置領(lǐng)域，特別涉及該領(lǐng)域中的一種用于觀測(cè)微型水生生物對(duì)渦旋擾動(dòng)耐受程度的實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

微型水生生物（特別是海水中的微生物）的生存水體以湍流為主，而湍流又可以分解成不同尺度的渦旋結(jié)構(gòu)隨時(shí)空的變化，所以研究湍流對(duì)微型水生生物的影響可以通過(guò)觀測(cè)微型水生生物在渦度不同的渦旋結(jié)構(gòu)下的生活和生態(tài)來(lái)進(jìn)行。

現(xiàn)有技術(shù)中模擬渦旋結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)裝置尺寸大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，渦旋結(jié)構(gòu)渦度的可控性較差，且缺少通光窗口難以對(duì)其內(nèi)部進(jìn)行觀測(cè)，不適于裝入微型水生生物并觀測(cè)其生活狀態(tài)；此外現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)裝置模擬產(chǎn)生渦旋結(jié)構(gòu)的方式要么是直接將網(wǎng)格置入實(shí)驗(yàn)裝置內(nèi)上下前后往復(fù)移動(dòng)，要么是引入實(shí)驗(yàn)裝置外的水流構(gòu)成內(nèi)外水流循環(huán)，這都會(huì)破壞實(shí)驗(yàn)裝置內(nèi)微型水生生物的生態(tài)環(huán)境，影響觀測(cè)效果。受以上因素的制約，現(xiàn)有技術(shù)中缺少適于觀測(cè)微型水生生物在渦旋擾動(dòng)下生活狀態(tài)的實(shí)驗(yàn)裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題就是提供一種用于觀測(cè)微型水生生物對(duì)渦旋擾動(dòng)耐受程度的實(shí)驗(yàn)裝置。

本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種用于觀測(cè)微型水生生物對(duì)渦旋擾動(dòng)耐受程度的實(shí)驗(yàn)裝置，其改進(jìn)之處在于，所述的裝置包括帶注水口的長(zhǎng)方體水槽，該水槽的前壁和后壁均為透光材料，并且在前后壁之間設(shè)置豎向截面形狀為V形的觀測(cè)區(qū)域，在觀測(cè)區(qū)域內(nèi)放置磁力轉(zhuǎn)子；在水槽外設(shè)置電機(jī)，電機(jī)與控制其轉(zhuǎn)速的控制器電連接，電機(jī)的輸出軸上固定安裝磁力轉(zhuǎn)盤，將磁力轉(zhuǎn)盤貼近觀測(cè)區(qū)域的前壁或后壁，在磁力的作用下可使觀測(cè)區(qū)域內(nèi)的磁力轉(zhuǎn)子隔著水槽壁與磁力轉(zhuǎn)盤吸附在一起。

進(jìn)一步的，在水槽外與觀測(cè)區(qū)域一側(cè)相對(duì)的位置安裝光源，與觀測(cè)區(qū)域另一側(cè)相對(duì)的位置則安裝與顯像裝置電連接的CCD相機(jī)。

進(jìn)一步的，所述水槽的頂部設(shè)置與外界相通的注水口。

進(jìn)一步的，所述的水槽為比色皿。

進(jìn)一步的，所述的透光材料為光學(xué)玻璃。

進(jìn)一步的，所述水槽的外壁采用亞克力材料。

進(jìn)一步的，在水槽、電機(jī)、光源和CCD相機(jī)的底部均安裝有高度調(diào)節(jié)支架。

進(jìn)一步的，所述的實(shí)驗(yàn)裝置還包括一張絲孔板，各高度調(diào)節(jié)支架均通過(guò)與上述絲孔板上的絲孔相對(duì)應(yīng)的螺栓固定安裝在絲孔板上。

進(jìn)一步的，磁力轉(zhuǎn)盤貼近觀測(cè)區(qū)域的位置在其前壁或后壁的上部。

本實(shí)用新型的有益效果是：

本實(shí)用新型所公開的實(shí)驗(yàn)裝置，整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，無(wú)需對(duì)設(shè)置在水槽外的電機(jī)進(jìn)行防水密封，利用磁力使水槽外的磁力轉(zhuǎn)盤可以隔著水槽壁帶動(dòng)磁力轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，磁力轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)可以明顯擾動(dòng)觀測(cè)區(qū)域內(nèi)的水體，從而在觀測(cè)區(qū)域的水體內(nèi)產(chǎn)生渦旋結(jié)構(gòu)，將需要觀測(cè)的微型水生生物，例如海水中的微生物放入水槽內(nèi)，即可觀測(cè)微型水生生物對(duì)渦旋擾動(dòng)的耐受程度。在模擬形成渦旋結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，磁力轉(zhuǎn)盤和磁力轉(zhuǎn)子完全隔離，磁力轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)不會(huì)干擾微型水生生物的生態(tài)環(huán)境，水槽內(nèi)外也沒有水循環(huán)，從而保持了微型水生生物的生物活性，實(shí)現(xiàn)非干擾觀測(cè)。

本實(shí)用新型所公開的實(shí)驗(yàn)裝置，通過(guò)安裝在觀測(cè)區(qū)域兩側(cè)的光源和CCD相機(jī)，即可實(shí)現(xiàn)在顯像裝置上對(duì)觀測(cè)區(qū)域內(nèi)微型水生生物在渦旋擾動(dòng)狀態(tài)下活動(dòng)的長(zhǎng)時(shí)間實(shí)時(shí)觀測(cè)與記錄。

本實(shí)用新型所公開的實(shí)驗(yàn)裝置，在水槽、電機(jī)、光源和CCD相機(jī)的底部均安裝有高度調(diào)節(jié)支架，以便根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要隨時(shí)調(diào)整水槽高度以及磁力轉(zhuǎn)盤、光源和CCD相機(jī)朝向觀測(cè)區(qū)域的位置。各高度調(diào)節(jié)支架均固定安裝在絲孔板上，既方便安裝，又使整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置更加牢固，防止實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的晃動(dòng)干擾觀測(cè)。

本實(shí)用新型所公開的實(shí)驗(yàn)裝置，如果不在水槽內(nèi)設(shè)置觀測(cè)區(qū)域，加入長(zhǎng)方體水槽內(nèi)的微型水生生物容易聚集在水槽的四角，這樣不利于觀測(cè)，而在水槽內(nèi)設(shè)置觀測(cè)區(qū)域后，由于觀測(cè)區(qū)域的豎向截面形狀為V形，可以使微型水生生物大多聚集在觀測(cè)區(qū)域的中心。由于磁力轉(zhuǎn)盤貼近觀測(cè)區(qū)域的位置在其前壁或后壁的上部，加上水的粘性，可以在觀測(cè)區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生多個(gè)渦旋結(jié)構(gòu)，且各渦旋結(jié)構(gòu)的渦度從上到下逐漸減小。

本實(shí)用新型所公開的實(shí)驗(yàn)方法，可以通過(guò)調(diào)整磁力轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速，改變磁力轉(zhuǎn)子對(duì)觀測(cè)區(qū)域內(nèi)水體的擾動(dòng)大小，模擬產(chǎn)生大小有別，渦度可調(diào)可控的渦旋結(jié)構(gòu)。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1所公開的實(shí)驗(yàn)裝置各部件間的連接關(guān)系示意圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例1所公開的水槽的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例1中磁力轉(zhuǎn)盤和磁力轉(zhuǎn)子吸附在一起的原理示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

實(shí)施例1，如圖1所示，本實(shí)施例公開了一種用于觀測(cè)微型水生生物對(duì)渦旋擾動(dòng)耐受程度的實(shí)驗(yàn)裝置，所述的裝置包括帶注水口的長(zhǎng)方體水槽1，如圖2所示，該水槽1的前壁和后壁均為透光材料，并且在前后壁之間設(shè)置豎向截面形狀為V形的觀測(cè)區(qū)域11，在觀測(cè)區(qū)域11內(nèi)放置磁力轉(zhuǎn)子12；在水槽外設(shè)置電機(jī)2，電機(jī)2與控制其轉(zhuǎn)速的控制器21電連接，電機(jī)2的輸出軸上固定安裝磁力轉(zhuǎn)盤22，將磁力轉(zhuǎn)盤22貼近觀測(cè)區(qū)域11的前壁，在磁力的作用下可使觀測(cè)區(qū)域內(nèi)的磁力轉(zhuǎn)子12隔著水槽前壁與磁力轉(zhuǎn)盤22吸附在一起，磁力轉(zhuǎn)盤22和磁力轉(zhuǎn)子12吸附在一起的原理如圖3所示。在本實(shí)施例中，觀測(cè)區(qū)域11的前壁和后壁也是水槽1的前壁和后壁。

上述的注水口可以是專門的注水通道，但本實(shí)施例為方便起見，省去水槽頂蓋使水槽頂部直接與外界相通成為注水口。上述的水槽可以由亞克力材料拼接組成，使水槽具有耐腐蝕性，適于容納海水等具有腐蝕性的液體，也可以直接使用比色皿，價(jià)格低且調(diào)換方便。所述的透光材料還可以使用專門的光學(xué)玻璃以改善觀測(cè)效果。觀測(cè)區(qū)域的豎向截面形狀為V形，從上到下寬度逐漸縮小，也可以影響各個(gè)渦旋結(jié)構(gòu)的直徑和渦度。

上述的電機(jī)可以選用微型GA12-N20直流減速電機(jī)，額定電壓6V，轉(zhuǎn)速50~500r/min?？刂破鬟x取HW-A-1020型調(diào)速器。控制器控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的原理是通過(guò)改變輸出方波的占空比使負(fù)載上的平均電流功率從0-100%變化，利用脈寬調(diào)制(PWM)方式從而改變負(fù)載，控制電機(jī)轉(zhuǎn)速?？刂坪?jiǎn)單靈活，動(dòng)態(tài)響應(yīng)好，可根據(jù)實(shí)際需要及時(shí)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，電源的能量功率能得到充分利用、電路的效率高。

在水槽1外與觀測(cè)區(qū)域11前壁相對(duì)的位置安裝光源3，與觀測(cè)區(qū)域11后壁相對(duì)的位置則安裝與顯像裝置41電連接的CCD相機(jī)4。在水槽1、電機(jī)2、光源3和CCD相機(jī)4的底部均安裝有高度調(diào)節(jié)支架5，通過(guò)安裝在電機(jī)底部的高度調(diào)節(jié)支架可以上下調(diào)整安裝在電機(jī)輸出軸上的磁力轉(zhuǎn)盤貼近觀測(cè)區(qū)域的位置，在本實(shí)施例中，磁力轉(zhuǎn)盤貼近觀測(cè)區(qū)域的位置在其前壁的上部。所述的實(shí)驗(yàn)裝置還包括一張絲孔板6，各高度調(diào)節(jié)支架5均通過(guò)與上述絲孔板上的絲孔相對(duì)應(yīng)的螺栓固定安裝在絲孔板6上。

本實(shí)施例還公開了一種用于觀測(cè)微型水生生物對(duì)渦旋擾動(dòng)耐受程度的實(shí)驗(yàn)方法，使用上述的裝置，包括如下步驟：

（1）調(diào)整各個(gè)高度調(diào)節(jié)支架高度，使磁力轉(zhuǎn)盤貼近觀測(cè)區(qū)域前壁的上部，光源和CCD相機(jī)對(duì)準(zhǔn)觀測(cè)區(qū)域；

（2）向水槽的觀測(cè)區(qū)域內(nèi)注水并加入微型水生生物；

（3）啟動(dòng)電機(jī)使磁力轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，磁力轉(zhuǎn)盤通過(guò)磁力帶動(dòng)觀測(cè)區(qū)域內(nèi)的磁力轉(zhuǎn)子隔著水槽前壁與其同步轉(zhuǎn)動(dòng)；

（4）磁力轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)使觀測(cè)區(qū)域的水體產(chǎn)生從上到下渦度逐漸減弱的渦旋結(jié)構(gòu)，調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速可以改變磁力轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速以調(diào)整渦旋結(jié)構(gòu)的渦度；

（5）啟動(dòng)光源及CCD相機(jī)，即可在顯像裝置上顯示微型水生生物在渦旋擾動(dòng)下的活動(dòng)，以便觀測(cè)微型水生生物對(duì)渦旋擾動(dòng)的耐受程度。