本發(fā)明涉及海洋微生物培育設(shè)備領(lǐng)域，具體的說(shuō)是屬于海洋生物培養(yǎng)機(jī)電一體化領(lǐng)域，特別涉及一種多工位橈足類(lèi)浮游動(dòng)物培養(yǎng)裝置。

背景技術(shù)：

橈足類(lèi)浮游動(dòng)物是海洋生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，是生物鏈中的次級(jí)生產(chǎn)者，對(duì)維持海洋生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定起著重要作用。同時(shí)由于其含有豐富的不飽和脂肪酸，是食物鏈上一級(jí)的優(yōu)質(zhì)餌料，適于作為魚(yú)蝦等的開(kāi)口餌料。浮游動(dòng)物一般個(gè)體較小、生命周期短，極易受到外界環(huán)境變化的影響，野外采集遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要。因此，海洋浮游動(dòng)物作為餌料的規(guī)?；B(yǎng)殖一直是水產(chǎn)養(yǎng)殖方面熱點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)海洋浮游動(dòng)物的規(guī)?；a(chǎn)，重要是研制適合其生存的培養(yǎng)設(shè)備。橈足類(lèi)浮游動(dòng)物培養(yǎng)系統(tǒng)發(fā)展在浮游動(dòng)物的規(guī)模化培育方面起到了重要的推進(jìn)作用，但依然存在一些問(wèn)題亟待解決。

中國(guó)專(zhuān)利CN 1440236 A浮游動(dòng)物的培養(yǎng)方法和采用該方法的培養(yǎng)裝置以及培養(yǎng)物，公開(kāi)貯存含有浮游動(dòng)物的培養(yǎng)液的培養(yǎng)槽；設(shè)置在該培養(yǎng)槽內(nèi)的固液分離膜；用于通過(guò)該固液分離膜，從該培養(yǎng)液中除去該浮游動(dòng)物的繁殖阻礙物質(zhì)和/細(xì)菌的水溶性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的設(shè)備以及用于向該培養(yǎng)槽添加該浮游動(dòng)物的餌料和新鮮的培養(yǎng)液的設(shè)備。但是此設(shè)備無(wú)法實(shí)現(xiàn)多工位同時(shí)培養(yǎng)，且無(wú)法實(shí)現(xiàn)內(nèi)部培養(yǎng)水的循環(huán)過(guò)濾。

中國(guó)專(zhuān)利CN 101243781 A一種浮游動(dòng)物培養(yǎng)裝置，公開(kāi)了一種便于移動(dòng)的一體式培養(yǎng)箱，包含與支架固定的培養(yǎng)部和沖洗部以及相應(yīng)管路，但是，此培養(yǎng)還是只能實(shí)現(xiàn)一個(gè)批次的培養(yǎng)，且水溫、酸度等調(diào)節(jié)不方便，無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。

現(xiàn)有培養(yǎng)系統(tǒng)的單位效益還是偏低，并且浮游動(dòng)物及其卵的收集不方便，導(dǎo)致后期卵和幼體成活率不高。這與培養(yǎng)系統(tǒng)的自動(dòng)控制精度和范圍有關(guān)，亟需采用先進(jìn)的控制方法和高精度的檢測(cè)技術(shù)對(duì)培養(yǎng)裝置的溫度、PH值、餌料的定時(shí)投放以及糞便和卵的定時(shí)清理收集等方面進(jìn)行更加精準(zhǔn)檢測(cè)和控制，為浮游動(dòng)物的生長(zhǎng)提供更加合理準(zhǔn)確的培養(yǎng)環(huán)境。浮游動(dòng)物培養(yǎng)系統(tǒng)的研究和開(kāi)發(fā)必將大力推進(jìn)海洋浮游動(dòng)物作為餌料的規(guī)?；B(yǎng)殖，使其在海水養(yǎng)殖業(yè)中擁有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)上述不足之處，本發(fā)明的目的是提供一種實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的多工位橈足類(lèi)浮游動(dòng)物培養(yǎng)裝置及其培養(yǎng)方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案在于：多工位橈足類(lèi)浮游動(dòng)物培養(yǎng)裝置，它包括用于儲(chǔ)存海水的儲(chǔ)水箱和與儲(chǔ)水箱相連的上水管路，上水管路與至少一個(gè)用于培養(yǎng)橈足類(lèi)浮游動(dòng)物的培養(yǎng)箱相連，培養(yǎng)箱設(shè)有用于儲(chǔ)存和投放餌料的餌料箱，培養(yǎng)箱還設(shè)有用于收集卵和幼體的收集管路，培養(yǎng)箱通過(guò)回水管路與儲(chǔ)水箱相連，儲(chǔ)水箱設(shè)有進(jìn)水管路和排水管路，儲(chǔ)水箱還設(shè)有酸化機(jī)和溫度傳感器，上水管路、收集管路、回水管路、進(jìn)水管路和排水管路設(shè)有閥門(mén)，培養(yǎng)裝置還包括與酸化機(jī)、溫度傳感器和所有管路上的閥門(mén)相連并用于控制酸化機(jī)、溫度傳感器和所有閥門(mén)的控制箱。

優(yōu)選的是：還包括用于放置培養(yǎng)裝置的支架。

優(yōu)選的是：所述的培養(yǎng)箱的下端為錐形。

優(yōu)選的是：培養(yǎng)箱的下端錐形部分與上端連接處設(shè)有過(guò)濾網(wǎng)。

優(yōu)選的是：所述的餌料箱的頁(yè)面高于培養(yǎng)箱的液面。

優(yōu)選的是：所述的進(jìn)水管路上設(shè)有冷水機(jī)。

優(yōu)選的是：所述的上水管路與儲(chǔ)水箱底部的潛水泵相連。

本發(fā)明還提供一種培養(yǎng)橈足類(lèi)浮游動(dòng)物的方法，包括如下過(guò)程，

(1)進(jìn)水：通過(guò)進(jìn)水管向儲(chǔ)水箱中通入經(jīng)冷水機(jī)處理到合適溫度的海水，并通過(guò)潛水泵和上水管路通入到培養(yǎng)箱中，當(dāng)培養(yǎng)箱水位到達(dá)規(guī)定高度時(shí)海水經(jīng)回水管路流入儲(chǔ)水箱內(nèi)，形成內(nèi)水循環(huán)：

(2)培養(yǎng)：將橈足類(lèi)浮游動(dòng)物的卵或幼體投放至培養(yǎng)箱的下端，并安放過(guò)濾網(wǎng)，并通過(guò)控制箱進(jìn)行定期投放餌料，進(jìn)行培養(yǎng)；

(3)調(diào)節(jié)：培養(yǎng)過(guò)程中通過(guò)酸化機(jī)和溫度傳感器進(jìn)行溫度和pH值的檢測(cè)，并通過(guò)控制箱進(jìn)行控制，保持設(shè)定的水溫和pH值；

(4)換水：通過(guò)排水管路將儲(chǔ)水箱底部的食物殘?jiān)退苄园边M(jìn)行排出，同時(shí)通過(guò)進(jìn)水管路進(jìn)水補(bǔ)充，形成外水循環(huán)；

(5)收卵：當(dāng)一個(gè)周期培養(yǎng)結(jié)束時(shí)，通過(guò)控制箱控制收集管路打開(kāi)進(jìn)行收集；將橈足類(lèi)浮游動(dòng)物的成體和卵或幼體進(jìn)行分離，將卵或幼體再次進(jìn)行培養(yǎng)。

本發(fā)明的有益效果在于：

1、多工位培養(yǎng)箱設(shè)計(jì)。同一儲(chǔ)水箱結(jié)合多個(gè)培養(yǎng)箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了同水域多工位培養(yǎng)箱的實(shí)驗(yàn)方法，可以對(duì)相同水域不同橈足類(lèi)或同種橈足類(lèi)不同餌料投放方式進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，保證了對(duì)比實(shí)驗(yàn)的水質(zhì)一致性。同時(shí)，提高了培養(yǎng)效率，降低培養(yǎng)設(shè)備成本。

2、內(nèi)外水雙循環(huán)控制體系。儲(chǔ)水箱通過(guò)帶有止回閥的上水管路與多個(gè)培養(yǎng)箱相連，潛水泵將儲(chǔ)水箱海水分別導(dǎo)入培養(yǎng)箱，各培養(yǎng)箱溢出水經(jīng)回流管回流至儲(chǔ)水箱，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)環(huán)境的內(nèi)循環(huán)。同時(shí)，儲(chǔ)水箱水體會(huì)定期開(kāi)啟外循環(huán)模式，對(duì)整體水域水體更新，保證培養(yǎng)水質(zhì)，保證橈足類(lèi)浮游動(dòng)物的培養(yǎng)效果和成活率。

3、參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和精確控制。該培養(yǎng)系統(tǒng)對(duì)溫度、PH值、循環(huán)及餌料投放時(shí)間設(shè)定等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，生成相應(yīng)調(diào)節(jié)決策，通過(guò)酸堿度調(diào)節(jié)單元和溫度調(diào)節(jié)單元對(duì)培養(yǎng)環(huán)境進(jìn)行調(diào)控，使其保持在有利于浮游動(dòng)物生產(chǎn)發(fā)育的范圍內(nèi)。監(jiān)測(cè)及調(diào)節(jié)系統(tǒng)精度高，響應(yīng)快，能夠?qū)ε囵B(yǎng)環(huán)境實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)。

4、卵自動(dòng)收集。定時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟卵收集系統(tǒng)，大大提高了卵或幼體的成活率。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的設(shè)備原理圖。

圖中：1-儲(chǔ)水箱；2-支架；3-收集管路；4-閥門(mén)；5-餌料箱；6-培養(yǎng)箱；7-回水管路；8-過(guò)濾網(wǎng)；9-酸化機(jī)；10-控制箱；11-進(jìn)水管路；12-冷水機(jī)；13-進(jìn)水管路；14-溫度傳感器；15-上水管路；16-潛水泵。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示的多工位橈足類(lèi)浮游動(dòng)物培養(yǎng)裝置，它包括用于儲(chǔ)存海水的儲(chǔ)水箱1和與儲(chǔ)水箱1相連的上水管路15，上水管路15與至少一個(gè)用于培養(yǎng)橈足類(lèi)浮游動(dòng)物的培養(yǎng)箱6相連，培養(yǎng)箱6設(shè)有用于儲(chǔ)存和投放餌料的餌料箱5，培養(yǎng)箱5還設(shè)有用于收集卵和幼體的收集管路3，培養(yǎng)箱6通過(guò)回水管路7與儲(chǔ)水箱1相連，儲(chǔ)水箱1設(shè)有進(jìn)水管路11和排水管路13，儲(chǔ)水箱1還設(shè)有酸化機(jī)9和溫度傳感器14，上水管路15、收集管路3、回水管路7、進(jìn)水管路11和排水管路13設(shè)有閥門(mén)3，培養(yǎng)裝置還包括與酸化機(jī)12、溫度傳感器14和所有管路上的閥門(mén)3相連并用于控制酸化機(jī)9、溫度傳感器14和所有閥門(mén)3的控制箱10。其中，儲(chǔ)水箱1、培養(yǎng)箱6、餌料箱5和收集管路3均采用食品級(jí)聚四氟乙烯材質(zhì)。

進(jìn)一步的，上水管路15可以為一個(gè)總的上水管路再分為與各個(gè)培養(yǎng)箱相連的上水支管路，也可以為多個(gè)上水支管路直接與相應(yīng)的培養(yǎng)箱1相連。同樣的，回水管路7可以是與各個(gè)培養(yǎng)箱的回水支管路再匯總到一個(gè)總的回水管路上，也可以是每個(gè)與培養(yǎng)箱6相連的回水支管路直接與儲(chǔ)水箱1相連。上水管路15的閥門(mén)為單向閥，防止浮游動(dòng)物及其產(chǎn)生的卵回流到蓄水箱中。

進(jìn)一步的，所有的閥門(mén)3設(shè)為電磁閥，并通過(guò)控制箱10進(jìn)行控制閥門(mén)的開(kāi)啟或關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。

進(jìn)一步的，多工位橈足類(lèi)浮游動(dòng)物培養(yǎng)裝置還包括用于放置培養(yǎng)裝置的支架2，保證各個(gè)箱體之間的位置關(guān)系。同時(shí)，支架2下端可以設(shè)有輪子，便于整個(gè)培養(yǎng)裝置根據(jù)實(shí)際環(huán)境進(jìn)行移動(dòng)和調(diào)節(jié)。

進(jìn)一步的，培養(yǎng)箱6的下端為錐形，且培養(yǎng)箱6的下端錐形部分與上端連接處設(shè)有過(guò)濾網(wǎng)8，這是為了將橈足類(lèi)浮游動(dòng)物及其卵集中到錐形區(qū)域便于進(jìn)行收集，不經(jīng)過(guò)隔離的話，橈足類(lèi)浮游動(dòng)物將散布整個(gè)培養(yǎng)箱內(nèi)，不便于集中收集。其中，過(guò)濾網(wǎng)8可以采用80目的紗網(wǎng)，周?chē)捎貌讳P鋼材質(zhì)的固定環(huán)進(jìn)行固定，其中固定環(huán)與培養(yǎng)箱下端錐形部分與上端連接處的形狀和尺寸相配合，通過(guò)不銹鋼的重力，避免過(guò)濾網(wǎng)8在培養(yǎng)箱6中浮起來(lái)，同時(shí)，也可以通過(guò)其他固定扣、固定繩等固定裝置將過(guò)濾網(wǎng)8固定在培養(yǎng)箱內(nèi)。橈足類(lèi)動(dòng)物餌料為多種海洋微藻按一定比例調(diào)配的藻液，將其置于餌料箱5中，根據(jù)浮游動(dòng)物需要按時(shí)定量投放，避免了人工投放造成的投放時(shí)間和投放量不均的現(xiàn)象。

進(jìn)一步的，餌料箱5的頁(yè)面高于培養(yǎng)箱6的液面，閥體打開(kāi)后餌料可利用重力自行流入培養(yǎng)箱內(nèi)，非常方便。

進(jìn)一步的，進(jìn)水管路11上設(shè)有冷水機(jī)12，通過(guò)冷水機(jī)12可將進(jìn)入儲(chǔ)水箱1的水溫調(diào)節(jié)到合適的溫度，便于橈足類(lèi)浮游動(dòng)物的生長(zhǎng)。

進(jìn)一步的，上水管路15與儲(chǔ)水箱1底部的潛水泵16相連，通過(guò)潛水泵16提供向培養(yǎng)箱6輸送水的動(dòng)力，以及外水循環(huán)時(shí)的水流動(dòng)力。

進(jìn)一步的，pH值傳感器采集培養(yǎng)液的pH值，通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換送至CPU，CPU將培養(yǎng)液的pH值與浮游動(dòng)物需要的PH值(7.2-8.2)進(jìn)行比較，對(duì)培養(yǎng)液中投放合理的調(diào)節(jié)劑，若培養(yǎng)液的pH值過(guò)酸則控制pH值調(diào)節(jié)器加入堿液，若培養(yǎng)液的pH值過(guò)堿則控制pH值調(diào)節(jié)器加入酸液，一旦pH值恢復(fù)到正常范圍內(nèi)則關(guān)閉pH值調(diào)節(jié)器。

進(jìn)一步的，利用帶有鉑熱電阻探頭Pt100的溫度變送器對(duì)培養(yǎng)液溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)信號(hào)通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換送至CPU，依據(jù)溫度設(shè)定值控制溫度，使培養(yǎng)液保持合理的溫度范圍。

進(jìn)一步的，使用霍爾水流量計(jì)監(jiān)測(cè)水流量，當(dāng)水通過(guò)磁性轉(zhuǎn)子組件時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)并且轉(zhuǎn)速隨著流量變化而變化，霍爾傳感器輸出電脈沖信號(hào)，因此電脈沖信號(hào)的頻率與被測(cè)流體的流量成正比，CPU對(duì)電脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)即可計(jì)算出流體流量。

進(jìn)一步的，配置STM32的實(shí)時(shí)時(shí)鐘外設(shè)為當(dāng)前時(shí)間，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的計(jì)時(shí)、定時(shí)功能，從而CPU通過(guò)控制電磁閥實(shí)現(xiàn)餌料的每隔5h(根據(jù)培養(yǎng)生物及餌料類(lèi)型適當(dāng)調(diào)整)一次投放、卵的每隔3天(根據(jù)培養(yǎng)生物適當(dāng)調(diào)整)進(jìn)行一次采集。

進(jìn)一步的，CPU控制LCD液晶顯示屏，把采集到的pH值、溫度、流量等信息顯示在LCD液晶顯示屏上，并顯示出實(shí)時(shí)時(shí)間，方便實(shí)驗(yàn)人員及時(shí)獲取相關(guān)信息。

本發(fā)明還提供一種培養(yǎng)橈足類(lèi)浮游動(dòng)物的方法，包括如下過(guò)程，

(1)進(jìn)水：通過(guò)進(jìn)水管路11向儲(chǔ)水箱1中通入經(jīng)冷水機(jī)12處理到合適溫度的海水，并通過(guò)潛水泵16和上水管路15通入到培養(yǎng)箱6中，當(dāng)培養(yǎng)箱6水位到達(dá)規(guī)定高度時(shí)海水經(jīng)回水管路流入儲(chǔ)水箱1內(nèi)，形成內(nèi)水循環(huán)。

(2)培養(yǎng)：將橈足類(lèi)浮游動(dòng)物的卵或幼體投放至培養(yǎng)箱6的下端，并安放過(guò)濾網(wǎng)8，并通過(guò)控制箱10進(jìn)行定期投放餌料，進(jìn)行培養(yǎng)。

(3)調(diào)節(jié)：培養(yǎng)過(guò)程中通過(guò)酸化機(jī)9和溫度傳感器14進(jìn)行溫度和pH值的檢測(cè)，并通過(guò)控制箱10進(jìn)行控制，保持設(shè)定的水溫和pH值；具體的說(shuō)，酸化機(jī)9實(shí)時(shí)監(jiān)控并調(diào)節(jié)環(huán)境的PH值，使水質(zhì)pH值始終處于適合浮游動(dòng)物正?；顒?dòng)及攝食的理想范圍。溫度傳感器14實(shí)時(shí)監(jiān)控水質(zhì)溫度，并通過(guò)冷水機(jī)12進(jìn)行調(diào)節(jié)水溫。

(4)換水：通過(guò)排水管路13將儲(chǔ)水箱1底部的食物殘?jiān)退苄园边M(jìn)行排出，同時(shí)通過(guò)進(jìn)水管路11進(jìn)水補(bǔ)充，形成外水循環(huán)。

(5)收卵：當(dāng)一個(gè)周期培養(yǎng)結(jié)束時(shí)，通過(guò)控制箱10控制收集管路3打開(kāi)進(jìn)行收集；將橈足類(lèi)浮游動(dòng)物的成體和卵或幼體進(jìn)行分離，將卵或幼體再次進(jìn)行培養(yǎng)。

本培養(yǎng)裝置的內(nèi)外水循環(huán)、溫度調(diào)節(jié)、pH值調(diào)節(jié)、餌料投放和卵收集過(guò)程均由控制箱完成，實(shí)現(xiàn)了控制過(guò)程的智能化，精確化?？刂葡渖峡稍O(shè)有顯示屏，可以實(shí)時(shí)顯示環(huán)境情況(溫度、PH值等)，通過(guò)按鈕可根據(jù)需要進(jìn)行參數(shù)設(shè)定。整個(gè)系統(tǒng)操作方便，控制精準(zhǔn)，有效保障了動(dòng)物培養(yǎng)過(guò)程，同時(shí)，裝置采用多工位方式，提高了生產(chǎn)效率，并為同環(huán)境下對(duì)比試驗(yàn)提供條件。