[实用新型]一种研究鱼类行为与周身流场的实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及渔业技术领域，具体地指一种研究鱼类行为与周身流场的实验装置。

背景技术

大坝的修建破坏了河流原有的生态系统，对其中洄游性鱼类的生长和繁殖有着不利的影响。鱼道修建已经成为鱼类上溯必不可少的结构。某一特定鱼种的游泳能力是修建鱼道时所要考虑的主要因素之一。估计鱼的游泳能力往往需要理解鱼道中复杂的流场状况。因此，研究鱼类周身的流场对洄游性鱼类物种多样性的保护具有重大意义，而周身流场的变化与鱼内的行为是密不可分的，例如摆尾、顶流前进、顶流倒退以及在复杂水力环境下做出的快速启动和逃逸行为。

目前商业测量流场的仪器有ADV(Acoustic Doppler Velocimetry，声学多普勒流速仪)、便携式流速仪等，这些测量工具可以单点测量该点的流速，且由于其必须接触流体内部，所获得的流场往往并不准确。粒子图像测速(ParticalImageVelocimetry，PIV)技术，由于其非侵入性和瞬时性的优点，弥补了上述带来的不足，从而精确获得水槽中二维平面的流场情况。结合红外高清摄像设备可以实时捕捉鱼类行为，将两者结合便可以获得鱼类不同行为反应下对应的流场结构。

PIV技术作为一种非侵入性的方法测量流体的速度场，已经广泛应用于流体动力学的研究中，目前研究的实验方法仅停留在用PIV技术研究鱼类摆尾产生的流场，并没有研究流场与整个鱼类行为的对应关系。这种单一的研究方法仅能获得鱼体尾部的流场，忽视对鱼的整体的变化，得到的结果往往不具有代表性。其次，它仅仅只是研究鱼体流场的结构，而不与鱼类行为结合起来，指导实际工程的实用性不够。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种研究鱼类行为与周身流场的实验装置，以获得鱼类不同行为反应下对应的流场结构，建立鱼类行为与鱼体微流场的响应机制。

本实用新型为解决上述技术问题，所采用的技术方案是：一种研究鱼类行为与周身流场的实验装置，包括透明水槽，所述透明水槽内设有隔板，所述隔板安装于可升降操作架上，所述隔板上方的透明水槽内部空间设置鱼体和PIV示踪粒子；

所述透明水槽侧面设有激光发射器，所述透明水槽上方设有CCD高速摄像机，所述CCD高速摄像机与图像处理系统连接，所述CCD高速摄像机上方设有红外高清摄像头，所述红外高清摄像头也与图像处理系统连接。

优选地，所述激光发射器与透明水槽侧面之间还设有D型柱透镜。

优选地，所述透明水槽为长方体形状，所述隔板为与透明水槽形状匹配的矩形板材结构。

优选地，所述可升降操作架包括位于透明水槽外侧的四个伸缩杆，所述伸缩杆顶部与L型支架一端固定连接，所述L型支架另一端与隔板上表面固定连接。

优选地，所述红外高清摄像头通过支撑架固定。

本实用新型的有益效果：本实用新型可以获得鱼类不同行为反应下对应的流场结构，建立了鱼类行为与鱼体微流场的响应机制。

附图说明

图1为一种研究鱼类行为与周身流场的实验装置的结构示意图；

图2为图1中透明水槽1与可升降操作架3的安装透视结构示意图；

图3为鱼体摆尾示意图；

图中，透明水槽1、隔板2、可升降操作架3、伸缩杆3.1、L型支架3.2、鱼体4、PIV示踪粒子5、激光发射器6、CCD高速摄像机7、图像处理系统8、红外高清摄像头9、支撑架9.1、D型柱透镜10。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

如图1至3所示，一种研究鱼类行为与周身流场的实验装置，包括透明水槽1，所述透明水槽1内设有隔板2，所述隔板2安装于可升降操作架3上，所述隔板2上方的透明水槽1内部空间设置鱼体4和PIV示踪粒子5；

所述透明水槽1侧面设有激光发射器6，所述透明水槽1上方设有CCD高速摄像机7，所述CCD高速摄像机7与图像处理系统8连接，所述CCD高速摄像机7上方设有红外高清摄像头9，所述红外高清摄像头9也与图像处理系统8连接。

优选地，所述激光发射器6与透明水槽1侧面之间还设有D型柱透镜10。

优选地，所述透明水槽1为长方体形状，所述隔板2为与透明水槽1形状匹配的矩形板材结构。

优选地，所述可升降操作架3包括位于透明水槽1外侧的四个伸缩杆3.1，所述伸缩杆3.1顶部与L型支架3.2一端固定连接，所述L型支架3.2另一端与隔板2上表面固定连接。