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DAQ系列魚類與水生生物呼吸代謝測量系統(tǒng)是由丹麥奧爾堡大學(xué)和哥本哈根大學(xué)研制的世界上***,、*為廣泛應(yīng)用的水生生物特別是魚類呼吸測量儀器，主要用于魚類,、水生無脊椎動物,、魚卵及其胚胎乃至浮游生物的耗氧量測量，同時還可以配置CO2傳感器和PH計以測量CO2排放,、PH值等,，與攝像頭和行為分析軟件配合進(jìn)行軌跡定位記錄等。廣泛應(yīng)用于海洋淡水魚類等水生生物生態(tài)學(xué),、水體環(huán)境毒理學(xué),、水產(chǎn)養(yǎng)殖、魚類行為生理生態(tài),、水生動物發(fā)育生態(tài)及水族箱等研究,。右圖為幼體虹鱒魚的呼吸代謝測量，可以看出,，在開始時由于處理魚時造成的應(yīng)急反應(yīng),，耗氧量很高，隨后即達(dá)到一個較低的平穩(wěn)水平——相當(dāng)于其基礎(chǔ)代謝率,。

1,、系統(tǒng)組成及原理

主要包括數(shù)據(jù)采集及分析單元、O2等測量單元,、水環(huán)境控制單元,、呼吸室及其它配件或備選件。

DAQ魚類與水生生物呼吸代謝測量原理為“間歇式”,，集合了“開放式”（實(shí)時測量）和“封閉式”（測量簡單但精度差）的優(yōu)點(diǎn),，同時又克服了開放式測量時間解析度差、封閉式不能連續(xù)長時間測量等缺點(diǎn),?！伴g歇式”測量的呼吸室放置在水浴槽（周邊水體）內(nèi)，循環(huán)泵可以確保呼吸室內(nèi)水體的均一并保證有足量的水體流經(jīng)傳感器,，而水體交換泵可以使周邊水體與呼吸室內(nèi)水體進(jìn)行交換。測量時水體交換泵關(guān)閉（呼吸室類似封閉式）,，然后由計算機(jī)控制開啟交換泵,，周邊水體被泵入呼吸室從而使氧氣水平達(dá)到測量前的水平。整個過程分3個步驟：測量、水體交換,、等待,，測量時循環(huán)泵開啟，水體交換時交換泵開啟循環(huán)泵關(guān)閉,，等待時交換泵關(guān)閉循環(huán)泵開啟,，每10分鐘即可測量1次。如此以來,，象“開放式”一樣,，實(shí)驗(yàn)可以無限期地進(jìn)行下去，從而進(jìn)行長時間的實(shí)驗(yàn)分析監(jiān)測,。在每個測量期,，由于動物的呼吸耗氧，溶解氧濃度隨著測量時間的延長而降低并呈直線相關(guān)關(guān)系,，動物耗氧率（每小時每公斤體重消耗的毫克氧氣）等于相關(guān)曲線的斜率乘以呼吸室的靜體積除以動物的體重,。

2、技術(shù)性能指標(biāo)

1）,、數(shù)據(jù)采集和分析單元：包括主機(jī)和軟件,，主機(jī)有數(shù)據(jù)采集和繼電控制作用，為8通道（同時對8個靜態(tài)呼吸室的魚進(jìn)行測量實(shí)驗(yàn)）,，USB接口,，與計算機(jī)連接使用，主要性能指標(biāo)如下：

可以接光纖熒光氧氣傳感器或原電池氧電極,；

程序控制水體交換泵的開啟時間

實(shí)時記錄顯示呼吸室內(nèi)O2隨時間的變化,；

實(shí)時記錄顯示周邊水體（水浴槽）O2隨時間變化；

實(shí)時記錄耗氧率隨時間的變化,；

自動計算顯示平均耗氧量,、相關(guān)系數(shù)R2；

實(shí)施記錄顯示溫度隨時間的變化,；

解析度16bit,，模擬輸出6 x 0-5VDC

測量數(shù)據(jù)自動儲存成Excel文檔和所有原始數(shù)據(jù)的txt文檔

重量1.4kg，大小21x20x74cm,。

2）,、O2等測量單元：O2傳感器有光纖氧氣傳感器、原電池氧電極供選配,。

熒光光纖氧氣傳感器具有很高的時空分辨率,，但價格昂貴。檢測極限可達(dá)15ppb,，可在線測量水體和空氣中的氧氣,，可長期在線監(jiān)測,，穩(wěn)定性極強(qiáng)，響應(yīng)時間小于1秒,。對于小型魚類及其它微小生物,、需要高分辨率的實(shí)驗(yàn)等情況下必須選擇此類傳感器；具體性能指標(biāo)： Mini型熒光光纖氧傳感器,， Mini光纖氧探頭外徑2.8mm,，內(nèi)徑2.0mm，被覆有光隔離材料以避免生物自發(fā)光造成的干擾,，因而可以測量藻類等（有葉綠素?zé)晒猓┚哂袃?nèi)部自發(fā)光的生物耗氧,；零氧耗、高穩(wěn)定性,，響應(yīng)時間快于6秒（氣相測量）,；可測量液相和氣相氧濃度，測量范圍0-50%空氣氧,、0 - 22.5 mg/L,，測量極限0.15 %空氣氧、15 ppb溶解氧,；氧濃度在線溫度補(bǔ)償,，不受電磁信號干擾

原電池氧電極價格低，但精度也低,，需要一些維護(hù)措施和校對,，具溫度補(bǔ)償，測量精度好于±1％,，響應(yīng)時間低于20秒時間,，一般在傳感器和數(shù)采中間加一個前置放大器配合使用；

3）,、水環(huán)境控制模塊包括水溫監(jiān)測控制系統(tǒng),、氧氣監(jiān)測與調(diào)節(jié)系統(tǒng)及CO2/pH監(jiān)測與控制系統(tǒng)等，每個監(jiān)測控制系統(tǒng)又有單通道和4通道供選配,。

水溫監(jiān)測控制系統(tǒng)包括控制器主機(jī),、溫度傳感器、潛水泵,、不銹鋼撒熱旋管等,；Pt100溫度傳感器，測量范圍-200°C至850°C,；Eheim潛水泵,；溫度調(diào)控范圍-20°C 至 60°C ，**功耗3.5瓦,，響應(yīng)時間1-60妙,，精度優(yōu)于0.2°C

氧氣監(jiān)測與調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括控制器主機(jī),、原電池氧電極、螺線閥等,；原電池氧電極，測量范圍0-200%,；響應(yīng)時間0.4-60妙,，精度讀數(shù)的0.1%，**功耗3.5瓦,。系統(tǒng)通過程控螺旋閥加氧或加氮以控制水質(zhì)處于過氧或缺氧狀態(tài),。

CO2/pH監(jiān)測控制系統(tǒng)包括控制器主機(jī)、pH機(jī),、螺旋閥,、氣石及CapCTRL調(diào)控軟件等， 通過監(jiān)測PH值間接確定水中CO2含量并調(diào)節(jié)控制水的PH和CO2含量并實(shí)時監(jiān)測,，PH值測量范圍0-14,，分辨率0.01.用于監(jiān)測和控制水體pH或pCO2。

4）,、 根據(jù)研究實(shí)驗(yàn)設(shè)計需求,，可以有如下方案配置：

溶解氧測量為原電池氧電極技術(shù)，適于500ml以上的呼吸室及呼吸室周邊水域溶解氧控制,，具體有1通道,、4通道、8通道供選擇（上圖為1通道系統(tǒng),，呼吸室未在示意圖中出現(xiàn)）

溶解氧測量為光纖熒光傳感器技術(shù),，具體有1通道、4通道,、8通道供選擇（下圖為4通道系統(tǒng),，呼吸室未在圖中出現(xiàn)）

5）、呼吸室分靜態(tài)呼吸室和游泳室（活動呼吸室）兩類,。對于靜態(tài)呼吸室的選擇,，一般動物濕重或動物體積與呼吸室的比率為1:10；對于游泳室,，動物濕重或動物體積與游泳室的比例應(yīng)大致為1:200,。另外還配備有供研究測量魚卵或胚胎、水生無脊椎動物及浮游植物氧釋放的微型呼吸室,，研究測量水生微小生物及血液樣品的Tucker呼吸室等,。

靜態(tài)呼吸室：玻璃或丙烯酸有機(jī)玻璃，直徑3.3cm到190cm各種規(guī)格公選配,，長度根據(jù)用戶需求而定（魚類的長度）

游泳室：包括外部溫控水浴池,、活動室,、馬達(dá)、潛水泵等,，不同型號技術(shù)指標(biāo)如下表：

潛水泵為離心式,，流速每分鐘4.5升到57升各種規(guī)格供選配，技術(shù)規(guī)格如下：

微型呼吸室,，硼硅酸鹽玻璃,，直徑有11.2、14.5mm,、18.5mm及22.2mm各種規(guī)格供選配,，與微型被覆玻璃的磁力攪拌棒及非損傷性熒光光纖氧傳感器配合使用。微型攪拌器適于0.1-5ml體積的攪拌,，功率為0.1-0.25W,，可遙控1-4個微型磁力攪拌棒的攪

3、產(chǎn)地：歐洲