一种教学用红树和海鱼共生的实验装置
阅读说明：本技术 一种教学用红树和海鱼共生的实验装置 (Experimental device for symbiosis of mangrove and sea fish for teaching ) 是由 何锐楷 许乐乐 李永芹 王锂韫 李嘉丽 赖晓华 肖观清 戚湛 于 2020-07-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种教学用红树和海鱼共生的实验装置及方法,其中,实验装置包括主体框架、海鱼养殖箱、红树栽培箱和智能控制装置,智能控制装置包括单片机主控器和分别与单片机主控器连接的触控显示屏、水质监测传感器、LED照明灯管及潜水泵；主体框架由立柱和三层隔板组装而成,海鱼养殖箱和红树栽培箱分别放置在底层隔板和中层隔板上,LED照明灯管固定安装在上层隔板上,水质监测传感器、潜水泵分别设置在海鱼养殖箱内,潜水泵的出水管延伸至红树栽培箱内腔上部,在红树栽培箱内安装有虹吸排水装置,虹吸排水装置的出水口设置在海鱼养殖箱上方。本发明结构紧凑,能够模拟海洋鱼类与红树的生长环境实现鱼类与红树共生,可用于教学及研究。(The invention discloses an experimental device and method for symbiosis of mangrove and marine fish for teaching, wherein the experimental device comprises a main body frame, a marine fish culture box, a mangrove cultivation box and an intelligent control device, wherein the intelligent control device comprises a singlechip main controller, and a touch display screen, a water quality monitoring sensor, an LED lighting lamp tube and a submersible pump which are respectively connected with the singlechip main controller; main body frame is formed by stand and three-layer baffle equipment, and sea fish culture box and mangrove cultivation case are placed respectively on bottom baffle and middle level baffle, and LED lighting lamp tube fixed mounting is on upper baffle, and water quality monitoring sensor, immersible pump set up respectively and breed the incasement at sea fish, and the outlet pipe of immersible pump extends to mangrove cultivation incasement chamber upper portion, has installed siphon drainage device at the incasement of mangrove cultivation, and siphon drainage device's delivery port setting is bred the case top at sea fish. The invention has compact structure, can simulate the growth environment of marine fishes and mangroves to realize the symbiosis of the fishes and the mangroves, and can be used for teaching and research.)
技术领域
本发明专利属于红树与海洋鱼类养殖设备的技术领域，具体是一种教学用红树和海鱼共生的实验装置。
背景技术
在传统的水产养殖中，因为缺乏水体的循环，随着鱼的***物积累，水体的氨氮量增加，毒性也逐步增大，而且还需要投入大量的饲料。另外，传统的水产养殖，动物对饲料的利用率并不高。动物产生的***物与饲料残渣在微生物的作用下发生分解，进而产生大量的氨与硝酸盐等物质导致水体环境富营养化。情况严重可致使水生生物的大量死亡，对养殖造成巨大损失。
海水养殖是利用浅海、滩涂、港湾、围塘等海域进行饲养和繁殖海产经济动植物的生产方式，是人类定向利用海洋生物资源、发展海洋水产业的重要途径之一。在海水养殖的开发过程中，会对海边潮间带的植物产生破坏，不能实现良性的生态循环。为此，需要研究设计一种适合海水养殖且不破坏生态环境的系统同时满足食物生产、环境保护、生态观光等要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能适用于海鱼养殖与红树共生的实验装置，能够模拟海洋鱼类与红树的生长环境并实现鱼类与红树共生，可用于教学及研究。
为解决上述背景技术提到的问题，本发明专利的技术方案是：一种教学用红树和海鱼共生的实验装置，其特征在于：包括主体框架、海鱼养殖箱、红树栽培箱和智能控制装置，所述智能控制装置包括单片机主控器、触控显示屏、水质监测传感器、LED照明灯管和潜水泵，触控显示屏、水质监测传感器、LED照明灯管和潜水泵分别与单片机主控器连接；所述主体框架由立柱和三层隔板组装而成，所述海鱼养殖箱和红树栽培箱分别放置在主体框架的底层隔板和中层隔板上，LED照明灯管固定安装在上层隔板的底面上，所述水质监测传感器、潜水泵分别设置在海鱼养殖箱内，所述潜水泵的出水管延伸至红树栽培箱内腔上部，在所述红树栽培箱内安装有一虹吸排水装置，虹吸排水装置的出水口设置在海鱼养殖箱上方。
进一步地，所述水质监测传感器包括PH传感器、氨氮传感器、温度传感器。
进一步地，所述红树栽培箱底面上开设有一安装孔，所述虹吸排水装置包括溢流管、出水管和套盖在溢流管上部外侧的虹吸罩，虹吸罩的开口处侧壁上设有条形进水口，溢流管下部穿过安装孔且溢流管的管壁与安装孔孔壁密封连接，出水管螺纹连接在溢流管下端上。
进一步地，所述LED照明灯管设有6根，并排设置且均布固定在上层隔板的底面上。
进一步地，所述主体框架由不锈钢材料支撑，且表面涂覆有防止海水腐蚀的涂层。
本发明还公开一种教学用红树和海鱼共生的实验方法，其特征在于：采用上述教学用红树和海鱼共生的实验装置，实验过程包括如下步骤：S1：准备至少3套实验装置，在红树栽培箱内放入陶粒栽培基质，移栽入红树；在海鱼养殖箱内注入海水，放入海鱼；3套实验装置中移栽的红树及放入的海鱼数量不同，在触控屏上设定实验天数，且根据潮汐预报表设定30天内潜水泵的启停时间，模拟潮汐环境，根据经纬度日落日出时刻表设定LED照明灯管的开关时间，模拟光照环境；S2：在实验期间，每天定时记录海鱼养殖箱内的水质情况、海鱼及红树的生长状况；并在实验期间内不定期的添加淡水或含盐浓度较高的海水，并做记录；S3：整理3套实验装置的实验数据记录，形成红树和海鱼共生的实验报告。
本发明专利的有益效果是：
本发明专利的目的在于解决现有技术中的不足并提供一种教学用红树和海鱼共生的实验装置，其目的在于实现具有智能化控制运行的海洋鱼类与红树共生系统，并减少养殖过程中人力投入，提高效率，以解决上述背景技术中提到的问题。
附图说明
下面结合附图和
具体实施方式
对本发明专利作进一步详细的说明；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸。
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明中智能控制装置的电气连接框图。
图3是本发明中海鱼养殖箱内部图。
图4是本发明中虹吸排水装置的结构示意图。
图5是图4的结构分解示意图。
图6是本发明中虹吸排水装置的溢流管安装后的状态示意图。
具体实施方式
如图1-3所示，本发明一种教学用红树和海鱼共生的实验装置，包括主体框架1、海鱼养殖箱2、红树栽培箱3和智能控制装置。
所述智能控制装置5包括单片机主控器6、触控显示屏7、水质监测传感器8、LED照明灯管9和潜水泵10。触控显示屏7、水质监测传感器8分别与单片机主控器6连接；LED照明灯管9和潜水泵10分别通过继电器11、继电器12和单片机主控器6连接。
所述主体框架1由立柱和三层隔板组装而成，所述海鱼养殖箱2和红树栽培箱3分别放置在主体框架1的底层隔板和中层隔板上，LED照明灯管9固定安装在上层隔板的底面上。所述水质监测传感器8、潜水泵10分别设置在海鱼养殖箱2内，所述潜水泵10的出水管延伸至红树栽培箱内腔上部。在所述红树栽培箱3内安装有一虹吸排水装置4，虹吸排水装置4的出水口设置在海鱼养殖箱2的上方。潜水泵10将海鱼养殖箱2内的海水抽至红树栽培箱3中，当红树栽培箱3中的液位到一定高度时，则通过虹吸排水装置排到海鱼养殖箱2内，如此设计，可以模拟潮汐的环境。
进一步地，所述水质监测传感器8包括PH传感器81、氨氮传感器82、温度传感器83。所述LED照明灯管9设有6根，并排设置且均布固定在上层隔板的底面上。
所述触控显示屏7能实时显示当前时间，以及显示PH传感器81、氨氮传感器82、温度传感器83所测得数据。还能手动触摸控制潜水泵10的启动或停止和LED照明灯管9的开启和关闭。
优选的，所述主体框架1由不锈钢材料支撑，且表面涂覆有防止海水腐蚀的涂层，能够延长使用寿命。
具体的，如图4-6所示，所述红树栽培箱3底面上开设有一安装孔，所述虹吸排水装置4包括溢流管41、出水管42和套盖在溢流管上部外侧的虹吸罩43，虹吸罩43的开口处侧壁上设有条形进水口431，溢流管41下部穿过安装孔且溢流管的管壁与安装孔孔壁密封连接，出水管42呈Z字形且一端与溢流管41下端螺纹连接。
虹吸排水装置的工作过程如下：1、当潜水泵10运行，海鱼养殖箱2中水泵至红树栽培箱3，红树栽培箱3的水位开始升高，水从虹吸罩43底部的条形进水口431进入虹吸罩43与溢流管41之间的空腔中，当水位继续上升到溢流管41的开口处时，水从溢流管41开口处往下溢流。2、当水从溢流管41另一端开口流出时，会使虹吸罩43与溢流管4-2之间的夹缝中大气与外部大气交换受阻，同时潜水泵10持续运行中，红树栽培箱3水位继续上升，水持续进入虹吸罩43与溢流管41之间的空腔中，从溢流管41顶部开口处流下；如此，水从开口处流下后，会导致虹吸罩43与溢流管41之间的空腔气压下降，继而引起虹吸效应，更多的水从溢流管41开口处往下排出，循环往复。直至红树栽培箱3的水位下降到挡水管4-1条状开口处，虹吸罩43与溢流管41之间的空腔中的气压与虹吸罩43外侧大气压平衡，虹吸作用停止，水停止从溢流管41开口处往下排出。3、当水位再次升高时，返回1过程进入下一个虹吸循环。
本发明还提供一种教学用红树和海鱼共生的实验方法，采用上述教学用红树和海鱼共生的实验装置，实验过程包括如下步骤：
S1：准备至少3套实验装置，在红树栽培箱内放入陶粒栽培基质，移栽入红树；在海鱼养殖箱内注入海水，放入海鱼；3套实验装置中移栽的红树及放入的海鱼数量不同，在触控屏上设定实验天数（如30天），且根据潮汐预报表设定30天内潜水泵的启停时间，模拟潮汐环境，根据经纬度日落日出时刻表设定LED照明灯管的开关时间，模拟光照环境。
S2：在实验期间，每天定时记录海鱼养殖箱内的水质情况、海鱼及红树的生长状况；并在实验期间内不定期的添加淡水或含盐浓度较高的海水，并做记录。
实验期间，具体可以在第5天、第16天、第27天添加淡水，模拟出现下雨等情况海水变淡的环境，在第5天、第10天、第22天添加淡水，模拟出现下雨等情况海水变淡的环境，可以在第18天、第27天添加含盐浓度较高的海水，模拟因海水蒸发等盐度变高的环境。
S3：整理3套实验装置的实验数据记录，形成红树和海鱼共生的实验报告。
以上实验方法可以用于研究适合海鱼和红树共生的环境，以及单位面积内海鱼养殖密度和红树种植密度，获得平衡的生态环境，为人工养殖提供可靠的模型及数据，有利于降低实际投产中的试验成本等。并且还可以通过人工的干预，使系统自动调节在最佳状态，如系统发现海鱼养殖箱中水源的PH值、氨氮含量超标时，可以控制潜水泵启动，使水循环指红树栽培箱中，通过净化循环，使海鱼养殖箱中的水源达标。
以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明的实质和范围。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。