基于听觉诱发电位采集的鱼类听觉特性测量系统及其应用技术方案

本发明专利技术涉及基于听觉诱发电位采集的鱼类听觉特性测量系统及其应用，包含以下单元：声刺激信号合成单元，用于合成多种频率和多种声压级的声刺激信号；声刺激信号发射单元，用于向待测的鱼体发射所述多种频率和多种声压级的声刺激信号；听觉诱发电位信号采集单元，连接至待测的鱼体，用于获取所述待测的鱼体对所述多种频率和多种声压级的声刺激信号的反应；计算单元，用于根据所述待测的鱼体对所述多种频率和多种声压级的声刺激信号的反应得到所述待测的鱼体的听觉敏感特性曲线。述待测的鱼体的听觉敏感特性曲线。述待测的鱼体的听觉敏感特性曲线。

【技术实现步骤摘要】
基于听觉诱发电位采集的鱼类听觉特性测量系统及其应用


[0001]本专利技术涉及鱼体听觉敏感特性测量领域，具体指有基于听觉诱发电位采集的鱼类听觉特性测量系统。

技术介绍

[0002]鱼类具有与人类不同的听觉结构，不同的听觉结构在感受声音的过程中发挥出不同的作用。人为噪声对鱼类的影响已经成为鱼类养殖收益的重要影响因子之一。鱼类能够识别水中的声音，并根据鱼类距离噪声源的距离做出相应的行为，其区域可以划分为听觉区域、反应区域、遮蔽区域和致死区域，不同鱼类根据外界环境产生的听觉敏感特性的不同，其对声刺激产生的行为反应区域存在一定差异。
[0003]由于鱼体对声音敏感的生物学特性，在养殖过程中，人为噪声的干扰，如打桩噪声、船舶噪声等，往往会导致鱼体出现应激行为，出现浮头、聚集、群体跳出水面甚至死亡的情况。鱼类主要的听觉器官包括内耳、鱼鳔、侧线等，不同的听觉器官在功能上发挥不同的作用，并且能够感知不同频谱的振动。声音能够影响水生生物的交流、识别，随着水下人为噪声的增加，研究人为噪声对水生生物的听觉影响尤为重要。人为噪声对水生生物听觉的影响主要为两种：暂时性听觉阈值位移(temporary threshold shift，TTS)和永久性听觉阈值位移(permanent threshold shift，PTS)。水生生物，如鱼类和哺乳动物等，在经过长时间、高强度的人为噪声刺激会产生听觉阈值的升高。暂时性听觉阈值位移是指在一定噪声的刺激下，水生生物听觉阈值升高，但是在无噪声刺激的条件下进行恢复后，听觉阈值能够恢复到正常水平。而永久性听觉阈值位移则无法进行恢复，导致听觉阈值升高。因此，研究鱼类的听觉特性能够有效评估人为噪声对栖息地鱼类的潜在性影响，以实现对水域生态水声环境的有效监测。
[0004]传统的鱼类听觉特性测定系统包括行为学测试系统、内耳微音器电位系统等。这些系统通常需要对测量鱼类进行大量重复驯化训练，来观察试验鱼对声刺激的反应程度，存在结果重复性差、测量周期长、人工要求高、无法快速测量听觉特性等弊端，难以普及。
[0005]针对上述的现有技术存在的问题设计基于听觉诱发电位采集的鱼类听觉特性测量系统是本专利技术研究的目的。

技术实现思路

[0006]针对上述现有技术存在的问题，本专利技术在于提供基于听觉诱发电位采集的鱼类听觉特性测量系统，能够有效解决上述现有技术存在的问题。
[0007]本专利技术的技术方案是：
[0008]基于听觉诱发电位采集的鱼类听觉特性测量系统，包含以下单元：
[0009]声刺激信号合成单元，用于合成多种频率和多种声压级的声刺激信号；
[0010]声刺激信号发射单元，用于向待测的鱼体发射所述多种频率和多种声压级的声刺激信号；
[0011]听觉诱发电位信号采集单元，连接至待测的鱼体，用于获取所述待测的鱼体对所述多种频率和多种声压级的声刺激信号的反应；
[0012]计算单元，用于根据所述待测的鱼体对所述多种频率和多种声压级的声刺激信号的反应得到所述待测的鱼体的听觉敏感特性曲线。
[0013]进一步地，所述声刺激信号发射单元包括水下扬声器，以及连接至所述水下扬声器的功率放大模块，所述功率放大模块的放大功率可调，进而改变所述水下扬声器发出的声刺激信号的声压级。
[0014]进一步地，所述听觉诱发电位信号采集单元由依次连接的差分提取模块、滤波模块、单端放大模块组成。
[0015]进一步地，所述滤波模块包括陷波滤波器、低通滤波器和高通滤波器；
[0016]所述陷波滤波器的陷波的中心频率为40Hz－60Hz；
[0017]所述低通滤波器为八阶低通滤波器，所述八阶低通滤波器的通频率为3kHz以下；
[0018]所述高通滤波器为二阶高通滤波器，所述二阶高通滤波器的通频率为10Hz以上。
[0019]进一步地，所述陷波滤波器为双T型有源滤波结构。
[0020]进一步地，所述单端放大模块由反相放大电路组成。
[0021]进一步地，所述听觉诱发电位信号采集单元包含记录电极、参考电极、接地电极，所述记录电极电连接至待测的鱼体，所述参考电极电连接至所述待测的鱼体位于记录电极的一侧，所述接地电极放置于盛放有所述待测的鱼体的水槽中。
[0022]进一步地，所述声刺激信号发射单元、所述听觉诱发电位信号采集单元、所述计算单元具体用于：
[0023]所述声刺激信号发射单元向待测的鱼体发射声压级逐级衰减且第一频率的所述声刺激信号，所述听觉诱发电位信号采集单元获取所述待测的鱼体对声压级逐级衰减且第一频率的所述声刺激信号的听觉诱发电位响应，所述计算单元计算所述待测的鱼体对所述声刺激信号产生听觉诱发电位响应的最低声压级，获得所述待测的鱼体对第一频率的所述声刺激信号的声压级听觉阈值；
[0024]所述声刺激信号发射单元向待测的鱼体发射所述最低声压级且多种频率的所述声刺激信号，所述听觉诱发电位信号采集单元获取所述待测的鱼体对所述最低声压级且多种频率的所述声刺激信号的听觉诱发电位响应，所述计算单元计算所述待测的鱼体对所述最低声压级在所述声刺激信号的频率听觉阈值；
[0025]所述计算单元最后通过对应所述声压级听觉阈值和所述频率得到所述待测的鱼体在不同频率的听觉阈值，作为鱼体听觉敏感特性曲线。
[0026]进一步地，所述声刺激信号发射单元向待测的鱼体发射n次声压级逐级衰减且第一频率的所述声刺激信号，前n/2次所述声刺激信号的载波相位与后n/2次所述声刺激信号的载波相位相反；
[0027]所述声刺激信号发射单元向待测的鱼体发射n次所述最低声压级且多种频率的所述声刺激信号，前n/2次所述声刺激信号的载波相位与后n/2次所述声刺激信号的载波相位相反。
[0028]进一步提供基于听觉诱发电位采集的鱼类听觉特性测量系统在环境噪声测量中的应用。
[0029]因此，本专利技术提供以下的效果和/或优点：
[0030]本专利技术基于鱼体的原始发声信号，设计基于听觉诱发电位采集的鱼类听觉特性测量系统，向鱼体发射声刺激信号，接收鱼体产生的反应，从而得到鱼体的听觉敏感特性进行测量，将鱼体能够产生反应的频率范围和声压级范围结合在一起，即可得到待测的鱼体的听觉敏感特性曲线。该系统可真实测量鱼体的听觉敏感频率。
[0031]本系统利用鱼类对不同频率、声压级强度的声刺激产生相应的听觉诱发电位原理，通过提取诱发电位波形，判定鱼体对不同声刺激信号的神经响应，以达到测定鱼类听觉特性的目的。该系统不需对试验鱼进行长期的驯化，操作便捷、测定迅速、测量过程中不会对鱼体造成损伤。
[0032]本专利技术基于差分放大器实现的生物电采集放大电路，在保证放大效果的同时，具有成本极低、调试方便、噪声低等优点。
[0033]应当明白，本专利技术的上文的概述和下面的详细说明是示例性和解释性的，并且意在提供对如要求保护的本专利技术的进一步的解释。
附图说明
[0034]图1为本专利技术的结构示意图。
[0035]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于听觉诱发电位采集的鱼类听觉特性测量系统，其特征在于：包含以下单元：声刺激信号合成单元，用于合成多种频率和多种声压级的声刺激信号；声刺激信号发射单元，用于向待测的鱼体发射所述多种频率和多种声压级的声刺激信号；听觉诱发电位信号采集单元，连接至待测的鱼体，用于获取所述待测的鱼体对所述多种频率和多种声压级的声刺激信号的反应；计算单元，用于根据所述待测的鱼体对所述多种频率和多种声压级的声刺激信号的反应得到所述待测的鱼体的听觉敏感特性曲线。2.根据权利要求1所述的基于听觉诱发电位采集的鱼类听觉特性测量系统，其特征在于：所述声刺激信号发射单元包括水下扬声器，以及连接至所述水下扬声器的功率放大模块，所述功率放大模块的放大功率可调，进而改变所述水下扬声器发出的声刺激信号的声压级。3.根据权利要求1所述的基于听觉诱发电位采集的鱼类听觉特性测量系统，其特征在于：所述听觉诱发电位信号采集单元由依次连接的差分提取模块、滤波模块、单端放大模块组成。4.根据权利要求3所述的基于听觉诱发电位采集的鱼类听觉特性测量系统，其特征在于：所述滤波模块包括陷波滤波器、低通滤波器和高通滤波器；所述陷波滤波器的陷波的中心频率为40Hz－60Hz；所述低通滤波器为八阶低通滤波器，所述八阶低通滤波器的通频率为3kHz以下；所述高通滤波器为二阶高通滤波器，所述二阶高通滤波器的通频率为10Hz以上。5.根据权利要求4所述的基于听觉诱发电位采集的鱼类听觉特性测量系统，其特征在于：所述陷波滤波器为双T型有源滤波结构。6.根据权利要求3所述的基于听觉诱发电位采集的鱼类听觉特性测量系统，其特征在于：所述单端放大模块由反相放大电路组成。7.根据权利要求1所述的基于听觉诱发电位采集的鱼类听觉特性测量系统，其特征在于：所述听觉诱发电位信号采集单元包含记录电极、参考电极、接...

【专利技术属性】
技术研发人员：高瞻远，宋忠长，张宇，李泓泉，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：