Устройство для определения предзаморного состояния в рыбохозяйственных водоемах Советский патент 1992 года по МПК A01K61/00 

Изобретение относится к промышленному рыбоводству, а именно к прудовому и садковому рыборазведению, и может быть использовано для определения предзамор- ного состояния в рыбохозяйственных водоемах.

В настоящее время для определения предзаморного состояния в рыбохозяйственных водоемах используют различные приборы, регистрирующие те или иные гидрохимические параметры (рН-метры, окси- метры, иономеры). Однако указанные приборы не предназначены непосредственно для определения предзаморного состоянии и служат для регистрации определенных физико-химических параметров воды 1.

Контроль отдельных гидрохимических параметров (рН, 02 и т.п.) не дает достаточно достоверного результата, так как не учитывает всех факторов, влияющих на

состояние водоема, например, таких как потребление кислорода на бактериальные процессы окисления, а также его расход на окисление органических веществ в придонных слоях воды и на окисление газов, выделяющихся со дна водоема. Кроме того, с помощью таких приборов затруднено осуществление непрерывного контроля за состоянием водоема а полевых условиях, так как требует определенных условий для содержания датчиков, которые при длительной эксплуатации покрываются пленкой обрастания и могут изменять свои технические характеристики. Приборы эти, как пра- вило, дорогостоящие и требуют квалифицированного обслуживания.

Известно устройство для сбора газов, выделяющихся из почв выростных прудов. Оно содержит емкость, установленную внутри каркаса, которую ставят непосредственно на дно водоема. Сама емкость представляет из себя колпак из полиэтилена, на верхнюю часть которого установлена опрокинутая склянка с нанесенной на боковую поверхность шкалой и газоотводной трубкой 2.

В таком устройстве возможно измерение количества газов, образующихся при анаэробном распаде имеющегося в илах органического вещества. Однако усиление эв- трофикации водоема, вызванное внесением комбикормов, в данном устройстве не отражается на количестве выделяющегося донного газа, поскольку корм и продукты жизнедеятельности рыб не попадают на поверхность дна под устройство. Для измерения количества газа, образующегося при деструкции свежего органического вещества, нужно было бы извлекать устройство из воды и вновь устанавливать на дно водоема каждый раз на новое место. Это не позволяет использовать данное устройство для определения предзаморной ситуации в водоеме. Кроме того, устройство не позволяет осуществлять контроль за состоянием водоема непрерывно в автоматическом режиме.

Целью изобретения является повышение достоверности прогнозирования замора рыбы путем обеспечения непрерывного контроля за выделением придонного газа.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения предзаморно- го состояния в рыбохозяйственных водоемах, содержащее градуированный сосуд для сбора придонного газа, установленный внутри каркаса, согласно изобретению дополнительно оснащено водозапорным клапаном, установленным в верхней части градуированного сосуда, двумя контактными пластинами, соединенными с регистрирующим прибором, одна из которых укреплена на внутренней боковой стенке сосуда на уровне нижней отметки градуированной

шкалы, а другая-на поплавке, соединенном посредством гибкой тяги с диаметрально противоположной стороной внутренней боковой стенки градуированного сосуда.

Кроме того, каркас снабжен направляющими, обеспечивающими перемещение градуированного сосуда вдоль оси симметрии каркаса и ограничителями глубины установки сосуда у дна водоема.

Цель достигается также тем, что водозапорный клапан выполнен в виде U-образной трубки, одна из ветвей которой расположена внутри градуированного сосуда у верхнего его основания, а другая ветвь - снаружи, причем длина последней устанавливается

по соотношению

Н Vn

Зь So

где Н - длина наружной ветви U-образной трубки;

Vn - объем градуированного сосуда от верхнего основания до нижней отметки градуированной шкалы;

5ь - площадь сечения градуированного сосуда на уровне нижней отметки градуированной шкалы;

So - площадь нижнего основания градуированного сосуда для сбора газа.

Описанная конструкция устройства позволяет проводить измерение количества гэзз, которое образуется при деструкции органического вещества в илах. Органическое взвешенное и растворенное вещество

проникает с водой не поверхность дна под устройство благодаря тому, что оно располагается на опорах в толще воды. Количество газа, выделяющегося из донных осадков водоема, тесно связано с факторами, влияющими на создание заморной ситуации. Это процессы, идущие с потреблением кислорода в воде и илах на химическое и биохимическое окисление газа растворенным в воде кислородом. Усиление органической

нагрузки на водоем, связанное с интенсивным кормлением рыбы, приводит к усилению выделения газа дном, быстрому его скоплению под устройством. Регистрация количества газа, тесно связанного с. процессами загрязнения водоема, позволяет наиболее достоверно прогнозировать наступление предзаморной ситуации.

Наличие водозапорного клапана, установленного в верхней части градуированиего сосуда, и контактных пластин, соединенных с регистрирующим прибором, позволяет автоматически регистрировать наступление предзаморной ситуации, При этом водозапорный клапан обеспечивает самопроизвольное выталкивание через наружную ветвь трубки газа, скопившегося в верхней части сосуда после его всплытия. А контактные пластины, замыкаясь, с помощью регистрирующего прибора фиксируют момент погружения сосуда после набора максимального объема газа, характеризующего предзаморную ситуацию в водоеме. Этому способствует то, что одна из пластин укреплена на уровне нижней отметки шкалы, а другая - на поплавке.

Направляющие каркаса обеспечивают свободное перемещение сосуда со дна водоема на его поверхность по мере накопления придонного газа и в обратном направлении после его выталкивания, а ограничители позволяют устанавливать сосуд у самого дна водоема в толще воды, способствуя тем самым свободному проникновению органических взвешенных и растворенных веществ на поверхность дна под устройство.

Условие автоматического режима работы выполняется также тем. что водозапор- ный клапан выполнен в виде U-образной трубки, одна из ветвей которой расположена внутри градуированного сосуда у верхнего основания, а другая - снаружи. При этом длина наружной ветви устанавливается по соотношению

Н

Vn

Зь S0

На фиг.1 схематически изображено предложенное устройство в нижнем положении, когда сосуд для сбора газа установлен у дна водоема: на фиг.2 - то же, в верхнем положении, при всплытии сосуда на поверхность водоема.

Устройство для определения предза- морного состояния в рыбохозяйственных водоемах состоит из градуированного сосуда 1 для сбора газа, установленного внутри каркаса 2. Устройство оснащено водозапор- ным клапаном 3, размещенным в верхней части градуированного сосуда, и двумя контактными пластинами 4 и 5. Пластина 4 укреплена на внутренней боковой стенке сосуда на уровне нижней отметки градуированной шкалы, а пластина - на поплавке 6, соединенном посредством гибкой тяги 7 с диаметрально противоположной внутренней боковой стенкой сосуда. Контактные

пластины соединены с регистрирующим прибором 8.

Сосуд для сбора газа размещен внутри каркаса с возможностью свободного перемещения вдоль оси его симметрии. Это обеспечивается тем, что каркас снабжен направляющими 9, а также тем, что креплени сосуда к направляющим осуществляется с. помощью колец 10, прикрепленных к нижнему основанию сосуда для сбора газа, которые надеваются на направляющие каркаса. Стойки каркаса имеют в нижней части ограничители 11 глубины установки сосуда у дна водоема. Наличие каркаса

обеспечивает устойчивость емкости при неблагоприятных погодных условиях.

Кроме того, водозапорный клапан 3 це лесообразно выполнять в виде изогнутой U-образной трубки, одна из ветвей которое-,

расположена внутри градуированного сосуда у верхнего основания, а другая - снаружи. Длину наружной ветви трубки целесообразно устанавливать по соотношению

и - Уп

И Зь So

где Н - длина наружной затеи трубки;

Vn - объем градуированного сосуда от верхнего основания до нижней отметки шкалы;

Зь - площадь сечения сосуда на уровне нижней отметки шкалы;

So - площадь нижнего основания сосуда для сбора газа.

Устройство работает следующим образом.

При изготовлении устройства емкость

калибруется таким образом, что нижняя отметка шкалы соответствует предельному значению газа, характеризующему предза- мсрное состояние в водоеме. Например, установлено, что для водоемов без

водообмена предзаморное состояние наступает при количестве выделяющегося придонного газа 1,7-2 л/м s сутки. Важно, чтобы устройство зарегистрировало минимальное количество выделяющегося газа,

при котором наступает предзаморная ситу: ация. Поэтому нижнююотметку шкалы делают на уровне объема 1,7 л (0,0017 м3), затем рассчитывают размеры внешней вертикальной ветви водозапорной трубки, учитывая

площадь основания емкости S0 и площадь ее сечения на уровне отметки шкалы Зь. Например, при S0 0,5 м2 и Зь 0,1 м2 высота Н внешней части трубки будет равна

Н

0,0017м3 0,034 м 3.4 см.

0,5 мг O.W

На уровне нижней отметки шкалы прикрепляется одна из контактных пластин 4 контактно-поплавкового датчика.

Градуированный сосуд 1 устанавливают у дна водоема на ограничители 11 каркаса 2. Газ, выделяющийся из донных осадков, проникает в сосуд и скапливается в его верхней части, что приводит к его всплытию. При этом важно, чтобы сосуд всплывал при скоплении в нем количества газа, меньшего его значения, при котором наступает пред- заморное состояние. Для этого сосуд изготавливают из легкого материала, например из тонкого оргстекла или металла, либо снабжают поплавками.

При наборе количества газа, характеризующего предзаморную ситуацию в водоеме (в нашем примере 1,7 л) происходит замыкание контактов пластин, что фиксируется региструющим прибором, например на ленте самописца. Одновременно срабатывает водозапорный клапан и газ из сосуда выталкивается. При этом сосуд заполняется водой и погружается на дно водоема. Этот цикл повторяется с периодичностью, зависящей от уровня загрязнения водоема и интенсивности выделения донных газов.

Например, в водоеме без водообмена зарегистрировано одно всплытие и погружение устройства за двое суток, Таким образом, делают вывод о том, что в данном водоеме выделяется

1,7

0,85 л/м в сутки,

что свидетельствует об отсутствии предза- морной ситуации.

В водоемах с другим уровнем водообмена и другими значениями предельного количества донного газа, характеризующего предзаморное состояние, можно использовать то же устройство, оттарированное и изготовленное для водоемов без водообмена. При этом наступление предзаморного состояния будет зафиксировано регистрирующим прибором большим количеством всплытий и погружений устройства.

Например, установлено, что в водоеме с 10-суточным водообменом предельное значение донного газа, характеризующее предзаморное состояние, соответствует 4,2-5,0 л/м3 за сутки.

Регистрирующим прибором зафиксировано, что устройство, установленное в таком водоеме, всплывало и погружалось 5 раз за

двое суток. Расчет показал, что количество газа, выделяемое за сутки, равно

- -к 4,2 л/м , что свидетельствует о

наступлении заморного состояния в данном водоеме. Кроме того, данное устройство легко может быть изготовлено для водоемов с разным уровнем водообмена путем тарирования емкости и нанесения нижней от0 метки шкалы с контактной пластиной на уровне заранее установленного значения объема газа, являющегося предельным для данного водоема. При этом соответственно рассчитывается длина внешней ветви водо5 запорной трубки по указанному соотношению.

Экспериментальное исследование данного устройства для определения предзаморного состояния в различных видах

0 водоемов показало, что предлагаемое устройство обеспечивает осуществление непрерывного контроля и получение оперативной информации о состоянии водоемов и дает возможность достоверно про5 гнозировать наступление заморных явлений и своевременно принимать меры к их предотвращению.

Формула изобретения

1, Устройство для определения предза0 мерного состояния в рыбохозяйственных водоемах, содержащее градуированный сосуд для сбора придонного газа, установленный внутри каркаса, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности

5 прогнозирования замора рыбы путем обеспечения непрерывного контроля за выделением придонного газа, оно дополнительно оснащено регистрирующим прибором, поплавком, водозапорным клапаном, установ0 ленным в верхней части градуированногс сосуда, и двумя контактными пластинами соединенными с регистрирующим прибо ром, одна из которых укреплена на внутрен ней боковой стенке сосуда на уровне

5 нижней отметки градуированной шкалы, г другая - на поплавке, соединенном посред ством гибкой тяги с диаметрально противо положной стороной внутренней боковое стенки градиурованного сосуда.

0 2. Устройство по п. 1,отличающее с я тем, что каркас снабжен направляющи ми, обеспечивающими перемещение граду ированного сосуда вдоль оси симметрт каркаса, и ограничителями глубины уста

5 новки сосуда у дна водоема.

3. Устройство по п.1,отличающее с я тем, что водозапорный клапан выпопнеь в виде U-образной трубки, одна из ветвеЈ которой расположена внутри градуирован ного сосуда у верхнего его основания, а дру

гая ветвь - снаружи, причем длина последней устанавливается по соотношению:

н- Vn

Н Sb So

где Н - длина наружной ветви U-образной трубки;

Vn - объем градуированного сосуда от верхнего основания до нижней отметки градуированной шкалы;

Зь - площадь сечения градуированного сосуда на уровне нижней отметки градуированной шкалы;

So- площадь нижнего основания градуированного сосуда для сбора газа.

Использование: прогнозирование за- морных ситуаций в водоемах в полевых условиях, непрерывный контроль за состоянием водоема. Сущность изобретения: устройство содержит емкость для сбора газа, установленную на опоры, с нанесенной шкалой, нижняя отметка которой соответствует объему газа, характеризующему предзаморную ситуацию в водоеме. Емкость снабжена водозапорным клапаном в виде полой, открытой с двух сторон изогнутой трубки, один конец которой размещен внутри емкости в верхней ее части, а другой - снаружи. Длина вертикальной части трубки, размещенной снаружи, вдвое больше длины вертикальной ее части, размещенной внутри, и определяется по соотношению H Vn/SbSo, где Н - длина вертикальной части трубги, размещенной снаружи; Vn объем газа, характеризующий предзаморную ситуацию в водоеме; 5ь - площадь сечения емкости на уровне нижней отметки шкалы, So площадь основания емкости. Устройство снабжено также приспособлением для автоматического контроля предзаморной ситуации в водоеме, которое состоит из двух контактных пластин, соединенных с регистрирующим прибором, размещенным вне емкости. Одна из контактных пластин прикреплена к поплавку, размещенному на свободном конце кронштейна, а другая шарнирно прикреплена к противоположной стене емкости на уровне нижней отметки шкалы. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. СО С х| ел ю со (Л

V//////////////////////////////////////////////////

Шиг.1Фиг. 2.

8