[实用新型]一种用于竖缝式鱼道内的鱼体流场与行为测量装置

说明书

一种用于竖缝式鱼道内的鱼体流场与行为测量装置，包括水槽，水槽的前端、后端分别设有第一水箱、第二水箱，所述第二水箱连接管道，管道连接抽水泵。在水槽的内部，靠近两个第一水箱、第二水箱的部位分别布有整流栅，水槽的内部排列着多个长隔板、短隔板，长、短隔板将整个水槽分隔成数个池室。在水槽的正上方，设有工业相机，用来拍摄实验鱼通过水槽时的行为，获取视频进行分析。在水槽的中间池室部位，其两侧分别设有激光发射系统、CCD相机。

技术领域

本实用新型涉及渔业技术领域，特别涉及了一种用于竖缝式鱼道内的鱼体流场与行为测量装置。

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的意义，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，这些测量工具仅可测量单点流速，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。

随着高速摄像机和高能脉冲激光器性能的不断提高，改进的图像处理算法，新颖的PIV程序和强大的计算机结构，速度数据的获取、处理、储存变得更快，PIV技术作为一种非侵入性的方法测量流体的速度场，不需要对流场内产生干扰的情况下，已经广泛应用于流体动力学的研究中。而目前研究鱼类行为学与周身流场的相对较少，仅仅停留在研究仿生鱼体的固定行为模式下的流场结构。对于实际鱼道工程的鱼类行为，仿生机械鱼无法应用。而能应用于实际鱼道工程中的，更是少之又少。

发明内容

为了建立起鱼道内鱼类行为与鱼体微流场的响应机制，本实用新型提出一种用于竖缝式鱼道内的鱼体流场与行为测量装置。

本实用新型采取的技术方案为：

一种用于竖缝式鱼道内的鱼体流场与行为测量装置，包括水槽，水槽的前端、后端分别设有第一水箱、第二水箱，所述第二水箱连接管道，管道连接抽水泵。在水槽的内部，靠近两个第一水箱、第二水箱的部位分别布有整流栅，水槽的内部排列着多个长隔板、短隔板，长、短隔板将整个水槽分隔成数个池室。在水槽的正上方，设有工业相机，用来拍摄实验鱼通过水槽时的行为，获取视频进行分析。在水槽的中间池室部位，其两侧分别设有激光发射系统、CCD相机。

所述水槽为四周透明的长条形玻璃钢结构水槽。

所述工业相机通过相机机架固定。

所述CCD相机通过操作架固定。

所述操作架包括带半圆弧边的L型钢架 、第一固定螺母、带凹槽的滑块、工型钢架、第二固定螺母、气泡水准仪；

带半圆弧边的L型钢架用来起到支撑作用，带凹槽的滑块通过凹槽镶嵌于带半圆弧边的L型钢架弧边当中，实现滑块在钢架上的上、下滑动，当确定合适位置之后，就用第一固定螺母将其固定在钢架上。

带凹槽的滑块上焊接有竖直放置的工型钢架，工型钢架上设有第二固定螺母，用来固定CCD相机，当固定后通过调节水平位置，观察气泡水准仪的气泡是否居中状态。

所述激光发射系统包括高能激光器、D型柱透镜，高能激光器产生的点光源穿过D型柱透镜的平面一侧，经过曲面一侧的折射，产生面光源，面光源穿透水槽照亮在中间池室的平面。