Name: Technika produkcji przywieszek balonowych do odzyskiwania ryb z czujnikami i żywych ryb (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-10-13T12:10:00.000+00:00
Duration: 7 min 41 s
Description: Poznaj technikę produkcji przywieszek balonowych do odzyskiwania ryb z czujnikami z konstrukcji hydrotechnicznych. Ta metoda umożliwia ocenę stanu fizycznego i biologicznej kondycji ryb po przejściu przez urządzenia hydrauliczne.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

To badanie zostało sfinansowane przez Biuro Technologii Wodnych Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych (DOE). Badania laboratoryjne zostały przeprowadzone w Pacific Northwest National Laboratory, które jest obsługiwane przez Battelle dla DOE w ramach kontraktu DE-AC05-76RL01830.

1. Enkapsulacja kwasowo-zasadowa
<ol>
	<li>Wymieszać w proporcji 1:2 wagowo H2C2O4(kwas szczawiowy)i NaHCO3 (wodorowęglan sodu) w kubku do mieszania (patrz tabela materiałów). Jeśli mieszanina kwasu i zasady w proszku jest skrystalizowana, zmiel ją za pomocą moździerza i tłuczka (<silna klasa="xfig">Rysunek 1A).</li>
	<li>Weź kapsułki na bazie warzyw w rozmiarze 3 i półautomatyczną maszynę do napełniania kapsułek, aby rozpocząć proces (patrz Tabela materiałów).</li>
	<li>Umieść arkusz nasadki płasko na czystej, suchej powierzchni. Wyrównaj arkusz hermetyzacji na wierzchu arkusza czapki za pomocą czarnych kołków, aby prawidłowo zamocować go na miejscu (<silna klasa = "xfig" > Rysunek 1B).</li>
	<li>Oddziel górną i dolną część kapsułki, chyba że używasz wstępnie oddzielonych kapsułek. Kapsułki warzywne w rozmiarze #3, po zamknięciu, mają wymiary całkowite 15,9 mm długości, 5,57 mm średnicy zewnętrznej (OD), 0,30 ml objętości i ważą 47 mg.</li>
	<li>Wlej nakrętki kapsułek do arkusza kapsułkowania (<silna klasa="xfig">Rysunek 1C). Delikatnie wtrząśnij blatami do otworów okrężnymi ruchami. Robiąc to, zakryj szczelinę w ściance arkusza hermetyzacji jedną ręką lub rozsiewaczem proszku, aby uniknąć rozlania wierzchołków (<silna klasa = "xfig" >Rysunek 1D).
	<ol>
		<li>Po wypełnieniu otworów wlej nadmiar saszetek kapsułek do czystego kubka (<silna klasa="xfig">Rysunek 1E). Zidentyfikuj odwrócone do góry nogami wierzchołki kapsułek i odwróć je na drugą stronę (<silna klasa="xfig">Rysunek 1F). Upewnij się, że wszystkie nakrętki kapsułek są skierowane we właściwym kierunku na arkuszu nasadki. Ważne jest, aby zapewnić odpowiednią orientację, ponieważ nieprawidłowe wyrównanie może spowodować, że górne części kapsuły nie połączą się prawidłowo z dnem kapsułki.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Wyjmij arkusz hermetyzacji i odłóż na bok wypełniony arkusz nasadki.</li>
	<li>Wyjmij korpus lub "dolny" arkusz. Umieść go na czystej, suchej, płaskiej powierzchni. Przymocuj arkusz hermetyzacji do dolnego arkusza, zapewniając prawidłowe wyrównanie, wykorzystując czarne kołki, aby prawidłowo ustawić go na miejscu.</li>
	<li>Wlej spody kapsułek do arkusza kapsułkowania i potrząśnij jak poprzednio okrężnymi ruchami, aby wypełnić otwory. Odlej nadmiar dna kapsułki. Zidentyfikuj wszelkie odwrócone do góry nogami dna kapsułek i odwróć je na drugą stronę.</li>
	<li>Wyjmij arkusz hermetyzacji z dolnego arkusza i odłóż go na bok.</li>
	<li>Wlej mieszaninę kwasu i zasady w proszku na wypełniony dolny arkusz (<silna klasa = "xfig" >Rysunek 1G). Użyj plastikowego rozsiewacza, aby napełnić dno kapsułek proszkiem (<silna klasa="xfig">Rysunek 1H). Sprawdź, czy wszystkie dna kapsułek są wypełnione (<silna klasa="xfig">Rysunek 1I). Usuń wszelkie niewykorzystane kwasy/zasady w proszku.</li>
	<li>Umieść arkusz czapki na płaskiej powierzchni i umieść środkowy arkusz na górze, wyrównując go z czarnymi kołkami, aby zapewnić prawidłowe dopasowanie. Upewnij się, że wszystkie górne części kapsułek są wyrównane z odpowiednimi otworami w środkowym arkuszu.</li>
	<li>Odwróć arkusz czapki z dołączonym środkowym arkuszem i wyrównaj go z wypełnionym dolnym arkuszem (<silna klasa = "xfig" >Rysunek 1J).</li>
	<li>Delikatnie dociśnij arkusz nasadki równomiernie ze wszystkich stron, aby połączyć górę i dół, dopasowując obie strony kapsułki do siebie (<silna klasa="xfig">Rysunek 1K).</li>
	<li>Usuń arkusz zaślepki i środkowy arkusz z dolnego arkusza. W tym momencie dno i góra kapsułki powinny być ze sobą odpowiednio połączone.
	<ol>
		<li>Sprawdź, czy górna i dolna część kapsułki są ściśle dopasowane; jeśli nie, ręcznie dociśnij górę i dół kapsułki do siebie, aby uzyskać ścisłe dopasowanie. Wyjmij napełnione kapsułki i umieść je w hermetycznym, zamykanym pojemniku (<silna klasa="xfig">Rysunek 1L). 
		UWAGA: Aby zapewnić bezpieczną obsługę, konieczne jest, aby użytkownicy nosili środki ochrony osobistej (PPE) i ochronę twarzy. Należy zapewnić odpowiednią wentylację i podjąć środki ostrożności w celu uniknięcia połknięcia, wdychania i kontaktu substancji ze skórą, oczami lub ubraniem. Dodatkowo ważne jest, aby zapobiec powstawaniu kurzu. Szczegółowe informacje dotyczące bezpieczeństwa można znaleźć w karcie charakterystyki (SDS) kwasu szczawiowego i wodorowęglanu sodu. Aby zachować integralność kapsułek kwasowo-zasadowych, zaleca się przechowywanie ich z dala od bezpośredniego światła słonecznego i wysokiej wilgotności. Niewykorzystane kapsułki należy przechowywać w szczelnym, hermetycznym pojemniku. Tak długo, jak kapsułki są suche i wolne od wilgoci, można je skutecznie stosować, aby zapewnić optymalną funkcjonalność.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. Produkcja korków silikonowych
<ol>
	<li>Korzystając z drukarki 3D do modelowania osadzania topionego (FDM) (patrz Tabela materiałów), wydrukuj płytę formy przy użyciu pliku STL dostarczonego w pliku uzupełniającym 1.</li>
	<li>Umieść przezroczystą taśmę pakową na dolnej stronie płyty formy, tak aby każdy otwór był uszczelniony (<silna klasa = "xfig" >Rysunek 2A).</li>
	<li>Wymieszaj wagowo w proporcji 1:1 (np. po 50 g części A i części B) dostępnego w handlu silikonowego materiału formy do mieszania do kubka do mieszania (patrz Tabela materiałów). Za pomocą jednorazowej łyżki dokładnie mieszaj związek chemiczny przez około 5 minut lub do momentu, aż stanie się jednolity.</li>
	<li>Umieść płytkę formy z taśmą pakową na kartce papieru. Papier złapie potencjalny wyciek silikonu z płyty formy.</li>
	<li>Rozpocznij wlewanie mieszanki silikonu do każdego otworu korka, upewniając się, że wszystkie są wypełnione (<silna klasa = "xfig" >Rysunek 2B). Użyj gumowej ściągaczki, aby rozprowadzić silikon w każdym otworze korka (<silna klasa="xfig">Rysunek 2C). Usuń resztki mieszanki silikonu z powierzchni płyty formy.</li>
	<li>Pozostaw gumowe korki do wyschnięcia na 4 godziny. Po upewnieniu się, że korki całkowicie się utwardziły (np. mieszanina silikonu całkowicie wyschła i stwardniała), usuń taśmę z tyłu płytki formy (<silna klasa = "xfig" >Rysunek 2D), a następnie zacznij wyciągać korki z formy (<silna klasa = "xfig">Rysunek 2E).</li>
	<li>Usuń nadmiar silikonu przymocowanego do korków (<silna klasa="xfig">Rysunek 2F).</li>
</ol>
3. Montaż znacznika balonu
<ol>
	<li>Ostrożnie włóż narzędzie do przekłuwania (np. prostą wykałaczkę dentystyczną) do silikonowego korka (<silna klasa="xfig">Rysunek 3A) (patrz tabela materiałów). Włóż narzędzie do przekłuwania do igły strzykawki 15 G, a następnie wyjmij narzędzie do przekłuwania z silikonowego korka, pozostawiając w środku tylko igłę 15 G (<silna klasa = "xfig">Rysunek 3B). Narzędzie do przekłuwania utworzy szczelinę wewnątrz silikonowego korka bez przecinania lub usuwania materiału.</li>
	<li>Wytnij kawałek żyłki o wadze 50 funtów (patrz tabela materiałów) na długość 150 mm. Przełóż żyłkę przez igłę strzykawki 15 G i do silikonowego korka (<silna klasa="xfig">Rysunek 3C).
	<ol>
		<li>Ostrożnie trzymając korek i żyłkę razem, wyjmij igłę strzykawki 15 G z korpusu korka, pozostawiając żyłkę wewnątrz korka (<silna klasa="xfig">Rysunek 3D). Upewnij się, że długość żyłki jest równa po obu stronach korka.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Włóż dwie kapsułki wypełnione kwasem/zasadą w proszku do lateksowego balonu (<silna klasa="xfig">Rysunek 3E) (patrz Tabela materiałów). Rozszerz otwór balonu za pomocą narzędzia do rozszerzania gumki (tj. szczypiec do kastracji), a następnie ostrożnie włóż jeden silikonowy korek do otworu balonu (<silna klasa = "xfig" >Rysunek 3F), pozostawiając dwa końce żyłki na zewnątrz balonu.</li>
	<li>Umieść dwa pierścienie uszczelniające o przekroju okrągłym (1.6 mm szerokości, 8.1 mm średnicy, patrz tabela materiałów) na narzędziu do rozszerzania gumki i rozwiń je. Przełóż szyjkę balonu lateksowego przez dwa rozszerzone O-ringi (<silna klasa = "xfig" >Rysunek 3G). Ostrożnie odciągnij dwa O-ringi od narzędzia do rozprężania gumowej taśmy, pozostawiając je ciasno owinięte wokół szyjki balonu, wyśrodkowane na korku (<silna klasa = "xfig">Rysunek 3H).</li>
</ol>
4. Dołączanie znacznika balonu do czapek ryb z czujnikiem
<ol>
	<li>Przełóż jeden koniec żyłki przez jeden z małych otworów w nasadce Sensor Fish (patrz Tabela materiałów) i przełóż go przez duży otwór w środku nasadki (<silna klasa = "xfig" >Rysunek 4A).</li>
	<li>Zwiąż ze sobą dwa końce żyłki, pozostawiając około 13 do 26 mm między górną częścią nasadki a podstawą balonu. Podczas wiązania żyłki użyj czterech węzłów nałożonych jeden na drugi.</li>
	<li>Pozostaw dodatkową żyłkę wędkarską dołączoną, ponieważ przecięcie jej zbyt blisko węzła może potencjalnie spowodować rozwiązanie węzła (<silna klasa="xfig">Rysunek 4B).</li>
	<li>Przetestuj węzeł, chwytając palcami żyłkę z każdej strony węzła i ciągnąc tak mocno, jak to możliwe. Uważaj, aby nie zbliżać się zbyt blisko balonu, ponieważ może on przypadkowo rozerwać żyłkę przez gumowy korek.</li>
</ol>

Optimizing Balloon Tag Assembly to Recover Sensor Fish and Live Fish

<ol><li>Uria-Martinez, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((U.S.+Hydropower+Market+Report%5BTitle%5D)+AND+%22Oak+Ridge+National+Laboratory%22%5BJournal%5D)">U.S. Hydropower Market Report.</a> Oak Ridge National Laboratory. , (2021).</li>
<li>Kao, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+stream-reach+development%3A+a+comprehensive+assessment+of+hydropower+energy+potential+in+the+United+States%5BTitle%5D)+AND+%22Oak+Ridge+National+Laboratory%22%5BJournal%5D)">New stream-reach development: a comprehensive assessment of hydropower energy potential in the United States.</a> Oak Ridge National Laboratory. , (2014).</li>
<li>Martinez, J. J., Deng, Z. D., Mueller, R., Titzler, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+situ+characterization+of+the+biological+performance+of+a+Francis+turbine+retrofitted+with+a+modular+guide+vane%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Energy%22%5BJournal%5D)">In situ characterization of the biological performance of a Francis turbine retrofitted with a modular guide vane.</a> Applied Energy. 276, 115492(2020).</li>
<li>Čada, G. lenn F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+development+of+advanced+hydroelectric+turbines+to+improve+fish+passage+survival%5BTitle%5D)+AND+%22Fisheries%22%5BJournal%5D)">The development of advanced hydroelectric turbines to improve fish passage survival.</a> Fisheries. 26, 14-23 (2001).</li>
<li>Tuononen, E. I., Cooke, S. J., Timusk, E. R., Smokorowski, K. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extent+of+injury+and+mortality+arising+from+entrainment+of+fish+through+a+Very+Low+Head+hydropower+turbine+in+central+Ontario%2C+Canada%5BTitle%5D)+AND+%22Hydrobiologia%22%5BJournal%5D)">Extent of injury and mortality arising from entrainment of fish through a Very Low Head hydropower turbine in central Ontario, Canada.</a> Hydrobiologia. 849, 407-420 (2020).</li>
<li>Deng, Z., Carlson, T. J., Duncan, J. P., Richmond, M. C., Dauble, D. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+an+autonomous+sensor+to+evaluate+the+biological+performance+of+the+advanced+turbine+at+Wanapum+Dam%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Renewable+and+Sustainable+Energy%22%5BJournal%5D)">Use of an autonomous sensor to evaluate the biological performance of the advanced turbine at Wanapum Dam.</a> Journal of Renewable and Sustainable Energy. 2, 053104(2010).</li>
<li>Martinez, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydraulic+and+biological+characterization+of+a+large+Kaplan+turbine%5BTitle%5D)+AND+%22Renewable+energy%22%5BJournal%5D)">Hydraulic and biological characterization of a large Kaplan turbine.</a> Renewable energy. 131, 240-249 (2019).</li>
<li>Zhiqun Deng,, et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Six-degree-of-freedom+sensor+fish+design+and+instrumentation%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Six-degree-of-freedom sensor fish design and instrumentation.</a> 7, 3399-3415 (2007).</li>
<li>Deng, Z. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+and+implementation+of+a+new+autonomous+sensor+fish+to+support+advanced+hydropower+development%5BTitle%5D)+AND+%22Review+of+Scientific+Instruments%22%5BJournal%5D)">Design and implementation of a new autonomous sensor fish to support advanced hydropower development.</a> Review of Scientific Instruments. 85, 115001(2014).</li>
<li>Deng, Y., Jia, Y., Haoran, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+ionicity+and+chain+structure+on+the+physicochemical+properties+of+protic+ionic+liquids%5BTitle%5D)+AND+%22AIChE+Journal%22%5BJournal%5D)">Effects of ionicity and chain structure on the physicochemical properties of protic ionic liquids.</a> AIChE Journal. 66 (10), e16982(2020).</li>
<li>Salalila, A., Deng, Z. D., Martinez, J. J., Lu, J., Baumgartner, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+a+fish-friendly+self-cleaning+horizontal+irrigation+screen+using+autonomous+sensors%5BTitle%5D)+AND+%22Marine+and+Freshwater+Research%22%5BJournal%5D)">Evaluation of a fish-friendly self-cleaning horizontal irrigation screen using autonomous sensors.</a> Marine and Freshwater Research. 70, 1274-1283 (2019).</li>
<li>Martinez, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+situ+characterization+of+turbine+hydraulic+environment+to+support+development+of+fish-friendly+hydropower+guidelines+in+the+lower+Mekong+River+region%5BTitle%5D)+AND+%22Ecological+engineering%22%5BJournal%5D)">In situ characterization of turbine hydraulic environment to support development of fish-friendly hydropower guidelines in the lower Mekong River region.</a> Ecological engineering. 133, 88-97 (2019).</li>
<li>Heisey, P. G., Mathur, D., D'Allesandro, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+technique+for+assessing+fish+passage+survival+at+hydro+power+stations%5BTitle%5D)+AND+%22International+Atomic+Energy+Agency%22%5BJournal%5D)">A new technique for assessing fish passage survival at hydro power stations.</a> International Atomic Energy Agency. , (1993).</li>
<li>Heisey, P. G., Mathur, D., Rineer, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+reliable+tag-recapture+technique+for+estimating+turbine+passage+survival%3A+application+to+young-of-the-year+American+shad+%28Alosa+sapidissima%29%5BTitle%5D)+AND+%22Canadian+Journal+of+Fisheries+and+Aquatic+Sciences%22%5BJournal%5D)">A reliable tag-recapture technique for estimating turbine passage survival: application to young-of-the-year American shad (Alosa sapidissima).</a> Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. 49 (9), 1826-1834 (1992).</li>
<li>Mathur, D., Heisey, P. G., Euston, E. T., Skalski, J. R., Hays, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Turbine+passage+survival+estimation+for+chinook+salmon+smolts+%28Oncorhynchus+tshawytscha%29+at+a+large+dam+on+the+Columbia+River%5BTitle%5D)+AND+%22Canadian+Journal+of+Fisheries+and+Aquatic+Sciences%22%5BJournal%5D)">Turbine passage survival estimation for chinook salmon smolts (Oncorhynchus tshawytscha) at a large dam on the Columbia River.</a> Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. 53 (3), 542-549 (1996).</li>
<li>Mathur, D., Heisey, P. G., Robinson, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Turbine-passage+mortality+of+juvenile+American+shad+at+a+low-head+hydroelectric+dam%5BTitle%5D)+AND+%22Transactions+of+the+American+Fisheries+Society%22%5BJournal%5D)">Turbine-passage mortality of juvenile American shad at a low-head hydroelectric dam.</a> Transactions of the American Fisheries Society. 123 (1), 108-111 (1994).</li>
<li>Watson, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Safe+passage+of+American+Eels+through+a+novel+hydropower+turbine%5BTitle%5D)+AND+%22Transactions+of+the+American+Fisheries+Society%22%5BJournal%5D)">Safe passage of American Eels through a novel hydropower turbine.</a> Transactions of the American Fisheries Society. 151, 711-724 (2022).</li>
<li>Al-Tabakha, M. oawia M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+capsule+shell+composition+on+the+performance+indicators+of+hypromellose+capsule+in+comparison+to+hard+gelatin+capsules%5BTitle%5D)+AND+%22Drug+Development+and+Industrial+Pharmacy%22%5BJournal%5D)">Influence of capsule shell composition on the performance indicators of hypromellose capsule in comparison to hard gelatin capsules.</a> Drug Development and Industrial Pharmacy. 41 (10), 1726-1737 (2015).</li>
<li>Hydropower Vision. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22U.S.+Department+of+Energy%22">U.S. Department of Energy</a>. , https://www.energy.gov/eere/water/articles/hydropower-vision-report-full-report (2016).</li>
<li>Duncan, J. oanne P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physical+and+ecological+evaluation+of+a+fish-friendly+surface+spillway%5BTitle%5D)+AND+%22Ecological+Engineering%22%5BJournal%5D)">Physical and ecological evaluation of a fish-friendly surface spillway.</a> Ecological Engineering. 110, 107-116 (2018).</li>
<li>Trumbo, B. radly A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improving+hydroturbine+pressures+to+enhance+salmon+passage+survival+and+recovery%5BTitle%5D)+AND+%22Reviews+in+fish+biology+and+fisheries%22%5BJournal%5D)">Improving hydroturbine pressures to enhance salmon passage survival and recovery.</a> Reviews in fish biology and fisheries. 24, 955-965 (2014).</li>
<li>Pohanish, R. P. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPohanish%2C+RP+%22Sittig%27s+handbook+of+toxic+and+hazardous+chemicals+and+carcinogens%22">Sittig's handbook of toxic and hazardous chemicals and carcinogens</a>. , William Andrew Publishing. (2017).</li>
<li>U.S. Food and Drug Administration. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22CFR+-+Code+of+Federal+Regulations+Title+21%22">CFR - Code of Federal Regulations Title 21</a>. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.accessdata.fda.gov/scripts/cdrh/cfdocs/cfcfr/CFRSearch.cfm?fr=184.1033
	">https://www.accessdata.fda.gov/scripts/cdrh/cfdocs/cfcfr/CFRSearch.cfm?fr=184.1033
	</a> (1994).</li>
</ol>

Autorzy nie pozostają w konflikcie interesów.

W badaniu tym stwierdzono, że zawieszki balonowe z trzema kapsułkami, którym wstrzyknięto 5 ml wody o temperaturze 18,3 °C, miały wolniejszy czas rozruchu i konsekwentnie większą objętość w porównaniu z zawieszkami balonowymi z dwiema kapsułkami i czterema kapsułkami. Gdy zawieszki balonowe zostały wstrzyknięte wodą o temperaturze 12,7 °C, średnia objętość była mniejsza, a czas nadmuchiwania dłuższy. Najpierw zaczyna opróżniać się trzykapsułka, następnie czterokapsułka, a na końcu dwie kapsułki. Okresy inflacji i deflacj...

Energia wodna jest znaczącym zasobem energii odnawialnej na całym świecie. Szacuje się, że w Stanach Zjednoczonych energia wodna dostarcza około 38%, czyli 274 TWh energii elektrycznej wytwarzanej ze źródeł odnawialnych1 i może przyczynić się do zwiększenia około 460 TWh rocznie2. Jednak wraz z rozwojem energetyki wodnej, obawy o obrażenia i śmiertelność ryb podczas przepływu hydraulicznego stały się najważniejsze3. Różne mechanizmy przyczyniają się do urazów ryb podczas przejścia, w tym szybka dekompresja (barotrauma), naprężenia ścinające, turbulencje, uderzenia, kawitacja i zgrzytanie4. Chociaż te mechanizmy urazów mogą nie mieć natychmiastowego wpływu na ogólną kondycję ryb, mogą sprawić, że będą one bardziej podatne na choroby, infekcje grzybicze, pasożyty i drapieżnictwo5. Ponadto bezpośrednie obrażenia fizyczne wynikające ze zderzeń z turbinami lub innymi konstrukcjami hydraulicznymi mogą prowadzić do znacznej śmiertelności, co podkreśla znaczenie ograniczania tych zagrożeń w rozwoju energetyki wodnej.
Jedną z najczęstszych metod oceny warunków przejścia dla ryb jest wypuszczanie ryb z czujnika i żywych ryb przez struktury hydrauliczne6,7. Sensor Fish to autonomiczne urządzenie przeznaczone do badania warunków fizycznych, jakich doświadczają ryby podczas przechodzenia przez konstrukcje hydrauliczne, w tym turbiny, przelewy i alternatywy dla obejścia zapory8,9. Wyposażony w akcelerometr 3D, żyroskop 3D, czujnik temperatury i czujnik ciśnienia9, Sensor Fish dostarcza cennych danych na temat warunków przejścia ryb.
Znaczniki balonów, które są samonapełniającymi się balonami przymocowanymi zewnętrznie do Sensor Fish i żywych ryb, pomagają w ich regeneracji po przejściu przez struktury hydrauliczne. Zawieszki balonowe składają się z rozpuszczalnych kapsułek wypełnionych substancjami chemicznymi wytwarzającymi gaz (np. kwasem szczawiowym i wodorowęglanem sodu), silikonowym korkiem i żyłką wędkarską. Przed rozstawieniem woda jest wstrzykiwana do balonu przez silikonowy korek. Woda rozpuszcza kapsułki na bazie roślin, wywołując reakcję chemiczną, w wyniku której gaz napełnia balon. W tej reakcji neutralizacji wodorowęglan sodu, słaba zasada, i kwas szczawiowy, słaby kwas, reagują, tworząc dwutlenek węgla, wodę i szczawian sodu10. Reakcja chemiczna jest przedstawiona poniżej:
2NaHCO3+ H2C2O4 → 2CO2 + 2H2O + Na2C2O4
Napompowany balon zwiększa wyporność ryb czujnikowych i żywych ryb, umożliwiając im unoszenie się na powierzchni wody dla łatwiejszego odzyskiwania.
Liczba znaczników balonów wymaganych do osiągnięcia flotacji i ułatwienia pobrania próbki (np. Sensor Fish lub żywej ryby) może się różnić w zależności od charakterystyki objętości i masy próbki. Czas napełniania zawieszki balonowej można regulować, wstrzykując wodę o różnych temperaturach. Zimniejsza woda wydłuży czas napompowania, podczas gdy cieplejsza woda go skróci. Znaczniki balonowe zostały z powodzeniem wykorzystane w różnych miejscach, w tym w Farmers Screen, unikalnej poziomej, płaskiej konstrukcji ekranu z rybami i szczątkami w Hood River w stanie Oregon11, oraz turbiny Francisa na zaporze Nam Ngum w Laotańskiej Republice Ludowo-Demokratycznej12. Innym dostępnym na rynku przykładem znacznika balonu jest Hi-Z Turb'N Tag13,14. Hi-Z Turb'N Tag umożliwia regulację czasu pompowania w zakresie od 2 min do 60 min, w zależności od temperatury wtryskiwanej wody13. Technologia ta została wykorzystana w badaniach ryb na wielu stanowiskach terenowych, w tym w badaniach z udziałem smoltów łososia Chinook wypuszczonych na zaporze Rocky Reach na rzece Columbia i młodych amerykańskich ryb w Hadley Falls Dam na rzece Connecticut15,16. Obie technologie wykorzystują kwasowo-zasadowe reakcje chemiczne do napompowania znaczników balonowych w celu ich odzyskania.
Ta metoda oferuje opłacalność i prostotę produkcji, z szacowanym kosztem materiału wynoszącym zaledwie $0.50 za balon. Jak opisano tutaj, proces produkcyjny jest łatwy do naśladowania, dzięki czemu produkcja zawieszek balonowych jest dostępna dla każdego.

<table><tbody><tr><td>Drukowana w 3D SILIKONOWA PŁYTKA BLOKUJĄCA</td><td>NA</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>ARC800 Czujnik ryb</td><td>ATS</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>FDM Drukarka 3D</td><td>NA</td><td>NA Ręczna</td><td></td></tr><tr><td>maszyna do napełniania kapsułek CN-400CL (rozmiar #3)</td> <td>Kapsułka</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>Mold Star 15 SLOW</td><td>Smooth-On</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>Odporny na olej Buna-N O-ring</td><td>McMaster-Carr</td><td>SN: 9262K141</td><td></td></tr><tr><td>Kwas szczawiowy, 98%, bezwodny proszek (C2H2O4)&nbsp;</td><td>Thermo Scientific&nbsp;</td><td>CAS: 144-62-7</td><td></td></tr><tr><td>Narzędzie do rozszerzania gumowej opaski</td><td>iplusmile</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>Oddzielone kapsułki z celulozy roślinnej (rozmiar #3)</td> <td>Połączenie kapsułki</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>Uśmiechnięta buźka YoYo Balon lateksowy</td><td>Balony YoYo itp.</td><td>Wodorowęglan</td> sodu w proszku (<td></td></tr><tr><td>CHNaO3)&nbsp;</td><td>Sigma</td><td>CAS: 144-55-8</td><td></td></tr><tr><td>Pleciona żyłka wędkarska Spectra Fiber (50 funtów)</td><td>Moc Pro</td><td>Ameryka</td><td></td></tr></tbody></table> Północna

technika produkcji przywieszek balonowych do odzyskiwania ryb z czujnikami i żywych ryb

Balloon Tag Manufacturing Technique for Sensor Fish and Live Fish Recovery

Ryby mogą doświadczać urazów i śmiertelności, gdy przechodzą przez hydrauliczne kanały transportu na zaporach wodnych, nawet jeśli te transporty są zaprojektowane tak, aby były przyjazne dla ryb, takie jak systemy obejściowe w dolnym biegu rzeki, zmodyfikowane przelewy i turbiny. Główne metody stosowane do badania warunków przepławki ryb w konstrukcjach hydraulicznych obejmują bezpośrednie badania in situ z wykorzystaniem technologii Sensor Fish i żywych ryb. Dane z czujników Fish pomagają zidentyfikować fizyczne czynniki stresogenne i ich lokalizację w środowisku przepławki dla ryb, podczas gdy żywe ryby są oceniane pod kątem urazów i śmiertelności. Znaczniki balonowe, które są samonapełniającymi się balonami przymocowanymi zewnętrznie do ryb czujnikowych i żywych ryb, pomagają w ich regeneracji po przejściu przez konstrukcje hydrauliczne.
Ten artykuł skupia się na rozwoju znaczników balonowych z różną liczbą rozpuszczalnych kapsułek na bazie roślin, zawierających mieszaninę kwasu szczawiowego, proszku wodorowęglanu sodu i wody o dwóch różnych temperaturach. Nasze badania wykazały, że zawieszki balonowe z trzema kapsułkami, którym wstrzyknięto 5 ml wody o temperaturze 18,3 °C, konsekwentnie osiągały pożądaną objętość balonu. Znaczniki te miały średnią objętość inflacji 114 cm3 z odchyleniem standardowym 1,2 cm3. Spośród zawieszek balonowych, którym wstrzyknięto wodę o temperaturze 18,3 °C, zaobserwowano, że zawieszki balonowe z dwiema kapsułami potrzebowały najwięcej czasu, aby osiągnąć pełne napompowanie. Ponadto zawieszki balonowe z czterema kapsułami wykazały szybszy czas rozpoczęcia napełniania, podczas gdy znaczniki balonowe z trzema kapsułami wykazały szybszy czas rozpoczęcia deflacji. Ogólnie rzecz biorąc, podejście to okazuje się skuteczne w walidacji wydajności nowych technologii, ulepszaniu konstrukcji turbin i podejmowaniu decyzji operacyjnych w celu poprawy warunków przepławki dla ryb. Służy jako cenne narzędzie do badań i ocen terenowych, pomagając w doskonaleniu zarówno projektowania, jak i eksploatacji konstrukcji hydraulicznych.

Przeprowadzono badanie w celu ustalenia optymalnych metod wytwarzania znaczników balonowych, koncentrując się na objętości i temperaturze wody wstrzykiwanej do balonu. W badaniu przeanalizowano różne parametry wejściowe, w tym czas rozpoczęcia nadmuchiwania, czas pełnego nadmuchania, czas rozpoczęcia wypuszczania powietrza oraz objętość balonu przy pełnym nadmuchaniu. Badanie zostało przeprowadzone przy biurku w temperaturze otoczenia 21 °C.
Na potrzeby badania przygotowano łącznie 360 znaczni...

Przedstawiono protokół projektowania i produkcji znaczników balonowych do odzyskiwania ryb sensorowych i żywych ryb, co pozwala na ocenę ich stanu fizycznego i wydajności biologicznej w konstrukcjach hydraulicznych. Metoda optymalizuje wydajność znacznika balonu, biorąc pod uwagę takie czynniki, jak objętość balonu, czasy napełniania/opróżniania, dobór składników i charakterystyka wstrzykiwanej wody.

Technika produkcji przywieszek balonowych do odzyskiwania ryb z czujnikami i żywych ryb

Fish may experience injuries and mortality when they pass through hydraulic conveyances at hydropower dams, even if these conveyances are designed to be ...

Badania te koncentrują się na opracowaniu i ocenie opłacalnych znaczników balonowych do badań przepławków dla ryb w konstrukcjach hydrotechnicznych. Naszym celem jest ocena skuteczności różnych konfiguracji znaczników balonowych w odzyskiwaniu ryb czujnikowych i żywych ryb po przejściu przez te struktury hydrauliczne. Opracowany przez nas protokół etykietowania balonów oferuje opłacalność, możliwość dostosowania i regulowane czasy napełniania.Jest to tanie rozwiązanie dla badań na dużą skalę przy ograniczonym budżecie. Pomaga zrozumieć wpływ struktur hydraulicznych na ryby i może być dostosowany do różnych gatunków i środowisk. Opracowaliśmy opłacalny proces produkcji przywieszek balonowych.Pozwoli to lepiej zrozumieć osiągi znaczników balonów w różnych warunkach, umożliwiając testowanie dostosowane do potrzeb i ułatwiając ocenę wpływu na środowisko przy opracowywaniu i eksploatacji systemów hydroenergetycznych przyjaznych rybom. Na początek w filiżance do mieszania wymieszaj kwas szczawiowy i wodorowęglan sodu, zachowując stosunek wagowy od jednego do dwóch. Jeśli mieszanina proszku na bazie kwasu stanie się krystaliczna, zmiel ją na drobny proszek za pomocą moździerza i tłuczka.Aby napełnić kapsułki za pomocą półautomatycznej maszyny do napełniania kapsułek, umieść arkusz nakrętki na czystej, suchej powierzchni. Wyrównaj arkusz hermetyzacji z arkuszem nakrętki, oddziel górną i dolną część kapsułki, chyba że używasz wstępnie oddzielonych kapsułek. Wlej nakrętki kapsułek do arkusza kapsułkowania i delikatnie potrząśnij arkuszem okrężnymi ruchami, aby wypełnić otwory z wierzchołkami.Zbierz resztki kapsułek do czystego kubka. Odłącz arkusz hermetyzacji od całkowicie wypełnionego arkusza nasadki i odłóż arkusz nasadki na bok. Zidentyfikuj i odwróć górne części kapsułek, które są odwrócone do góry nogami.Następnie umieść korpus lub dolny arkusz na czystej, suchej, płaskiej powierzchni. Przymocuj arkusz hermetyzacji do dolnego arkusza i zabezpiecz wyrównanie czarnymi kołkami. Wylej spód kapsułki na arkusz kapsułki i wstrząśnij zgodnie z wcześniejszym opisem, aby wypełnić wszystkie otwory.Następnie odlej nadmiar dna kapsułek z arkusza. Wyjmij arkusz hermetyzacji z wypełnionego dolnego arkusza. Odwróć wszystkie dna kapsułek znalezione do góry nogami.Teraz rozprowadź mieszaninę proszku na bazie kwasowej na wypełnionym dolnym arkuszu. Za pomocą plastikowego rozsiewacza napełnij dna kapsułek proszkiem. Po umieszczeniu wypełnionego arkusza czapki na płaskiej powierzchni, zamontuj środkowy arkusz na jego górze.Odwróć arkusz czapki przymocowany do środkowego arkusza na wypełnionym dolnym arkuszu, zapewniając prawidłowe wzajemne wyrównanie. Dociśnij delikatnie, ale równomiernie ze wszystkich stron arkusza nakrętki, aby połączyć i dopasować górę i dół kapsułek. Następnie usuń arkusz czapki i środkowy arkusz z dolnego arkusza, pozostawiając połączone góry i dolne części kapsułki.Sprawdź każdą kapsułkę, aby upewnić się, że jej górna i dolna część są dobrze dopasowane. Jeśli nie, ręcznie dociśnij i dokręć górę i dół razem. Na koniec przenieś napełnione kapsułki do hermetycznego, zamykanego pojemnika.Na początek wymieszaj oba komercyjne składniki silikonowego materiału formy w kubku do mieszania, zachowując stosunek wagowy jeden do jednego. Dokładnie mieszaj jednorazową łyżką przez około pięć minut, aż mieszanina stanie się jednolita. Następnie umieść wydrukowaną w 3D płytkę formy wyposażoną w taśmę pakową na arkuszu papieru.Wlej mieszaninę silikonu do każdego otworu korka, upewniając się, że wszystkie otwory są wypełnione. Za pomocą gumowej ściągaczki równomiernie rozprowadź silikon w każdym otworze korka, zanim usuniesz resztki silikonu. Pozostaw gumowe korki do wyschnięcia na cztery godziny.Gdy korki całkowicie się utwardzą, na co wskazuje całkowite wyschnięcie i stwardnienie mieszanki silikonowej, zdejmij taśmę z tyłu płyty formy i wyciągnij korki z formy. Na koniec wyczyść nadmiar silikonu przymocowany do korków. Aby rozpocząć montaż zawieszki balonowej, ostrożnie włóż narzędzie do przekłuwania do silikonowego korka.Następnie włóż narzędzie do przekłuwania przymocowane do korka do igły strzykawkowej o rozmiarze 15. Następnie wyjmij narzędzie do przekłuwania z silikonowego korka, pozostawiając tylko igłę osadzoną w korku. Wytnij sześciocalowy kawałek z 50-funtowej żyłki wędkarskiej.Włóż kawałek żyłki do silikonowego korka przez igłę o rozmiarze 15, trzymając razem korek i żyłkę. Ostrożnie wycofaj igłę z korka, pozostawiając żyłkę wewnątrz korka. Następnie włóż dwie kapsułki wypełnione proszkiem na bazie kwasu do lateksowego balonu.Za pomocą narzędzia do rozszerzania gumki, takiego jak szczypce do kastracji, delikatnie rozszerz otwór balonu. Następnie ostrożnie włóż jeden silikonowy korek do otworu balonu, upewniając się, że oba końce żyłki znajdują się na zewnątrz balonu. Umieść dwa O-ringi na narzędziu do rozszerzania gumki i rozwiń je.Przepchnij szyjkę balonu lateksowego przez dwa rozszerzone O-ringi. Ostrożnie odciągnij dwa O-ringi od narzędzia do rozprężania gumowej opaski, pozostawiając je ciasno owinięte wokół szyjki balonu wyśrodkowane na korku. Przełóż jeden koniec żyłki przez jeden z małych otworów w nasadce czujnika i przeciągnij go przez duży otwór pośrodku.Zwiąż ze sobą oba końce żyłki, pozostawiając odstęp od 0,5 do jednego cala od górnej części nasadki do podstawy balonu. Trzymaj dodatkową żyłkę wędkarską przymocowaną, ponieważ przecięcie jej zbyt blisko węzła może spowodować jej rozwiązanie. Badanie średniego czasu napełniania dla znaczników balonowych z różnymi objętościami wody w dwóch różnych temperaturach wykazało, że pełna inflacja następowała szybciej przy użyciu wody o temperaturze 18,3 stopni Celsjusza w porównaniu do 12,7 stopni Celsjusza.Wolniejsze rozpuszczanie się kapsułek w niższych temperaturach powodowało opóźnioną inflację. Wśród badanych warunków trzy zawieszki balonowe kapsuły, którym wstrzyknięto pięć mililitrów wody o temperaturze 18,3 stopni Celsjusza, wykazywały stałą wielkość przy średniej objętości 114 centymetrów sześciennych. W temperaturze 18,3 stopnia Celsjusza cztery zawieszki balonowe kapsuły wykazały szybszy czas startu napełniania.Jednak pełne czasy napompowania dla dwóch zawieszek balonowych kapsuły i czterech kapsuł były prawie identyczne. Najpierw zaczęła opróżniać się zawieszka z trzema balonami kapsuły, następnie z czterema kapsułami, a na końcu z dwoma balonami kapsuły.

balloon-tag-manufacturing-technique-for-sensor-fish-live-fish

Research

JoVE Journal

Engineering

Inżynieria

Życie większości ryb opiera się na pływaniu. Niniejszy protokół opisuje techniki rejestrowania różnych sposobów pływania dostępnych dla pojedynczych osobników oraz ławic ryb, a także zawiera mierniki związane z fizjologią i zachowaniem podczas pływania.

Ocena wydajności pływania u ryb

Transport retrogradny barwnika fluorescencyjnego pozwala na oznakowanie subpopulacji neuronów na podstawie projekcji anatomicznej. Oznakowane aksony mogą być celowane wizualnie in vivo, co umożliwia rejestrację pozakomórkową z zidentyfikowanych aksonów. Technika ta ułatwia rejestrację w przypadkach, gdy neurony nie mogą zostać oznakowane poprzez manipulacje genetyczne lub gdy ich izolacja za pomocą „ślepych” metod in vivo jest utrudniona.

Retrogradne znakowanie fluorescencyjne umożliwia ukierunkowaną zewnątrzkomórkową rejestrację pojedynczych jednostek z zidentyfikowanych neuronów in vivo

Opisano użycie automatycznego systemu wideo 3D, który może śledzić pojedyncze osoby i grupy danio pręgowanych. Jako przykład zastosowania badamy wpływ antagonisty receptora NMDA MK-801 na ławice danio pręgowanego.

Wykorzystanie zautomatyzowanego systemu śledzenia 3D do rejestrowania osobników i ławic dorosłych ryb pręgowanego

Opisano szereg podstawowych metod umożliwiających badanie ekologii reprodukcyjnej ryb trzymanych w akwariach. Są to przydatne protokoły do zbierania ryb za pomocą SCUBA, transportu żywych ryb i obserwacji zachowań reprodukcyjnych dziko żyjących ryb trzymanych w akwariach.

Podstawowe metody badania ekologii rozrodu ryb w akwariach

Ten artykuł ilustruje procedurę wszczepienia mikroakustycznego znacznika młodemu minogowi pacyficznemu i węgorzowi amerykańskiemu. Nasza aplikacja opiera się na badaniach laboratoryjnych, które wskazują, że znaczniki akustyczne mogą być z powodzeniem wszczepiane bez widocznego wpływu na zdolność pływania lub przeżywalność oraz minimalnej utraty znaczników.

Wszczepienie nowego znacznika mikroakustycznego młodemu minogowi pacyficznemu i węgorzowi amerykańskiemu

Prezentowana jest nowatorska technika bezprzewodowa do rejestrowania zewnątrzkomórkowych sygnałów nerwowych z mózgu swobodnie pływających złotych rybek. Urządzenie rejestrujące składa się z dwóch tetrod, mikronapędu, rejestratora danych neuronowych i wodoodpornej obudowy. Wszystkie części są wykonywane na zamówienie, z wyjątkiem rejestratora danych i jego złącza.

Bezprzewodowa elektrofizjologiczna rejestracja neuronów przez ruchome tetrody u swobodnie pływających ryb

Ten artykuł zawiera szczegółową procedurę optymalnych praktyk obsługi i wszczepienia mikroprzekaźnika akustycznego do młodocianych amerykańskich shadów. Wyniki naszego badania laboratoryjnego sugerują, że te techniki znakowania mogą być stosowane w badaniach terenowych młodocianych amerykańskich shad z wysokim prawdopodobieństwem przeżycia.

Techniki obsługi i znakowania do wszczepiania młodocianych American Shad za pomocą nowego mikroprzekaźnika akustycznego

Zaoferowaliśmy metodę bezpośredniej syntezy cienkiej warstwy ZnO o wysokiej osi c (0002) poprzez chemiczne osadzanie z fazy gazowej wspomagane plazmą. Zsyntetyzowana cienka warstwa ZnO w połączeniu z elektrodą palcową Pt została wykorzystana jako warstwa detekcyjna dla fotodetektora ultrafioletowego, wykazując wysoką wydajność dzięki połączeniu dobrej czułości i niezawodności.

Synteza i charakterystyka cienkiej warstwy ZnO o wysokiej osi c za pomocą plazmowego systemu chemicznego osadzania z fazy gazowej i jego zastosowania w fotodetektorze UV

Tutaj opisujemy, jak zbudować solidny mechanizm transportu sprężyny dla wskaźnika wirującego wirnika. To urządzenie bezpiecznie unieruchamia wirnik i utrzymuje go pod podciśnieniem podczas transportu. Opisujemy również opakowania, które minimalizują ryzyko uszkodzenia podczas transportu. Testy wykazały, że nasza konstrukcja sprawdza się pod kątem typowych wstrząsów podczas transportu.

Jak zbudować pakiet sprężyny próżniowej do obracających się mierników wirnika?

Ten artykuł bada przydatność druku atramentowego do produkcji barwnikowych ogniw słonecznych. Opracowano niezawierający spoiwa atrament nanocząsteczkowy TiO2 i wydrukowano go na podłożu szklanym FTO. Zadrukowana warstwa została wyprodukowana w komórce o powierzchni czynnej 0,25cm2 i wydajności 3,5%.

Druk cyfrowy dwutlenku tytanu do ogniw słonecznych uczulonych na barwnik

Poznaj technikę produkcji przywieszek balonowych do odzyskiwania ryb z czujnikami z konstrukcji hydrotechnicznych. Ta metoda umożliwia ocenę stanu fizycznego i biologicznej kondycji ryb po przejściu przez urządzenia hydrauliczne.

Technika produkcji przywieszek balonowych do odzyskiwania ryb z czujnikami i żywych ryb

Przeglądaj więcej filmów