一種室內培養海水近表層生物的裝置、方法與流程

本發明涉及海洋科學研究領域，具體說了是一種室內培養海水近表層生物的裝置、方法。

背景技術：

人口劇增，資源短缺，這是當今人類面臨的最嚴重的環境問題之一。顯然，能否妥善地解決這一問題，直接關系到人類未來的生死存亡。雖然由于可耕土地資源不足，陸地上可耕地的開發已近極限，但地球上還有廣闊的海洋可供開發，大海完全有可能成為人類未來的糧倉。海洋所能提供給我們的并不是傳統意義上的糧食——大米、小麥和玉米等，而是廣義的糧食——其他能夠滿足人類營養需要的食物。一些海洋學家指出，僅僅是位于近海域自然生長的海藻，每年的生長量就已相對于世界小麥產量的15倍，如果把這些藻類加工成食品，就可以為人類提供足夠的蛋白。把藻類作為食品，我們并不陌生，人們比較熟悉的可食用藻類就有：褐藻類的海帶、裙帶菜、羊棲菜、馬尾藻、紅藻類的紫菜、石花菜，綠藻類的石莼、滸苔等，它們在人工的精心養殖下，產量正在不斷增加；除海藻類，海洋中還有豐富的肉眼看不見的浮游生物，有人作過計算，若能把它們捕撈出來，加工成食品，足可滿足300億人的需要；至于海洋中眾多的魚蝦，則是人們熟悉的食物。海水近表層由于受日光照充分，不管藻類、浮游生物還是魚蝦在此區域繁多，為此，室內培育海水近表層生物，并研究其生長規律，對于人類探究“大海完全有可能成為人類未來的糧倉”主題具有非常重要的意義。

技術實現要素：

為解決上述技術問題，本發明提供一種室內培養海水近表層生物的裝置、方法，能較真實地模擬海水近表層的生物生存環境的實現方法，包括充足的陽光、從深海底層升上來富含硅、磷等營養成分（由于自然力作用）的海水及周期交替海灘爆曬和海水中浸泡條件（由于潮汐作用）。用于室內培養海水近表層生物，為研究近表層海水的生物生長規律提供技術保障。

為實現上述技術目的，所采用的技術方案是：一種室內培養海水近表層生物的裝置，包括控制電路、電動推桿、浮動海水箱、培養海水箱以及照明燈，浮動海水箱設置在電動推桿上，浮動海水箱的底部與培養海水箱底部通過水管相連通，在培養海水箱的上方設有照明燈，在培養海水箱內設有放置海水近表層生物的隔板和浮球傳感器，所述的控制電路包括電源模塊、浮球傳感器、定時控制器以及驅動繼電器，電源模塊向與照明燈串聯的浮球傳感器、定時控制器以及驅動繼電器供電，定時控制器與驅動繼電器連接，驅動繼電器與電動推桿連接，驅動電動推桿帶動浮動海水箱垂直上下運動。

本發明所述的照明燈為疝氣燈、電源模塊為安全電壓模塊。

一種室內培養海水近表層生物的方法，包括以下步驟：

步驟一、將浮動海水箱（2）內充滿海水，海水近表層生物放置于培養海水箱（3）的隔板上；

步驟二、啟動電源，通過定時控制器（9）設定海水近表層生物浸水時間和照光時間；

步驟三、當到達定時控制器（9）設定的浸水時間，定時控制器（9）驅動繼電器閉合，電動推桿（1）在正向電壓作用下帶動浮動海水箱（2）一起向上運動，當浮動海水箱（2）高于培養海水箱（3）時，海水從水管（5）流入培養海水箱（3），培養海水箱（3）內的海水使浮球傳感器（7）浮起，浮球傳感器（7）斷開，照明燈關閉；

步驟四、當到達定時控制器（9）設定的照光時間，定時控制器（9）驅動驅動繼電器斷開，電動推桿（1）在反向電壓作用下帶動浮動海水箱（2）一起向下運動，當浮動海水箱（2）低于培養海水箱（3）時，海水從水管（5）流回浮動海水箱（2），培養海水箱（3）內的浮球傳感器（7）下落，浮球傳感器（7）接通，照明燈點亮；

步驟五、重復步驟三、四，直至海水近表層生物培養完成。

本發明有益效果是：本裝置方便控制，實用性強，成本較低，可以適用高等院校、中學試驗室教學及研究使用，對于研究室內培育海水近表層生物，并研究其生長規律具有重要作用。

根據需培養的海水近表層生物的特性設定海水浸泡時間及光照時間，通過該裝備與方法實現對海水近表層生物的合理性培養。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明的電路原理圖；

圖中：1、電動推桿，2、浮動海水箱，3、培養海水箱，4、照明燈，5、水管，6、隔板，7、浮球傳感器，8、電源模塊，9、定時控制器，10、驅動繼電器。

具體實施方式

一種室內培養海水近表層生物的方法要達到的兩個方面的條件（①從深海底層升上來富含硅、磷等營養成分（由于自然力作用）的海水；②周期交替海灘上爆曬和海水中浸泡條件），主要通過電路控制的提升裝置、連通器原理來實現；充足的光照主要通過液面開關控制的疝氣燈來實現。控制電路原理圖見圖1；方法實現示意圖見圖2。

由圖1可見，本方法的實現通過四部分裝置來達到：控制電路、電動推桿和培養海水箱、浮動海水箱。培養生物放置在培養海水箱的隔板上，隔板上有海水與浮球傳感器電纜通過的縫隙；培養海水箱內放置有檢驗海水是否排出的浮球傳感器，并與疝氣燈串聯在24V直流回路（原220V交流電源經繼電器轉化）中，當培養海水箱中海水排出到浮動海水箱中，疝氣燈亮，對培養物進行光照。當浮動海水箱中的海水進入到培養海水箱中，海水淹沒培養物，疝氣燈熄滅。對于要模擬海水浸泡和外露都需光照的生物，可以把浮球傳感器的位置重新設定，讓疝氣燈一直亮。以此來模擬近表層，滿足生活不同深度生物的光照要求。

定時控制器用來設置和控制培養物光照與浸泡時間，并通過定時控制器的輸出端來驅動繼電器給電動推桿加上正向與反向電壓，以使電動推桿上下活動，從而帶動浮動海水箱升高與降低，從而構成連通器，方便培養箱的生物實現周期交替海灘爆曬和海水中浸泡；培養海水箱底部通過軟管與浮動海水箱底部相連，浮動海水箱內裝有富含硅、磷的海水，當浮動海水箱上升，富含硅、磷的海水從培養海水箱的底部進入箱內，模擬從深海底層升上來富含硅、磷等營養成分（由于自然力作用）的海水。

當浮動海水箱升高時，浮動海水箱中的海水會通過水箱接頭與膠皮水管（水箱連通裝置）注入到培養海水箱中并淹沒培養物，此時，浮球傳感器浮起，疝氣燈熄滅；當浮動海水箱下降時，培養海水箱中的海水會通過水箱接頭與膠皮水管（水箱連通裝置）回流到浮動海水箱中，此時，浮球傳感器下降，燈照電路接通，疝氣燈點亮，對培養物進行光照。