Устройство для подсчета молоди рыб в потоке воды

 

ОП ИСАИИЕ

ИЗОВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцнапнстнческнх респубики (ti)920787 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22)Заявлено 18.07.80 (21) 2963745/18-24 с присоединением заявки М— (23) Приоритет (51)M. Кл.

С Об И 11/00

Гаеударствеиый квмитвт

СССР по делан изабрвтвиий и открытии (53) УДК 621.374. .32(088.8) Опубликовано 15.04,82. Бюллетень М 14

Дата опубликования описания 15.04.82 (72) Автор изобретения

А. И. Иарколия

Всесоюзный научно-исследовательский ин рыбного хозяйства и океанограф (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДСЧЕТА МОЛОДИ РЫБ В ПОТОКЕ

ВОДЫ

Изобретение относится к рыбной промышленности и может быть использовано для подсчета рыб, проходящих в канале, например, молоди рыб, выпускаемых рыбоводными и выростными хозяйствами. 5

Извест но уст оойст во для подсчета рыб в потоке воды, состоящее из преобразователей звука, усилителей и счетного механизма 11.

Наиболее близким техническим реше- О нием к изобретению является устройство, которое содержит преобразователи звука, подключенные к приемному тракту, соединенному со счетно-логической схемой. включающее блок управления и счетный механизм, состоящий из регистров счета, запоминания, вычитания и суммирования. В этом устоойстве для перекрытия поперечного сечения

20 потока воды, один преобразователь ультразвука установлен на дне его одной стороны потока, а другой на поверхности воды - с другой, проти" воположной стороны, при этом каждый преобразователь формирует лучи веерообразной формы (2 ).

Недостатками известного устройства являются малая разрешающая способность по глубине воды (из-за широкой диаграммы направленности преобразователей) и наличие зон тени вблизи берегов потока, обусловленные установкой преобразователей, в которых рыбы не подсчитываются, что приводит к ошибкам, особенно при подсчете молоди рыб, проходящих плот ными стайками, Цель изобретения — увеличение точности уст ройст ва.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее излучатели звука и поеобразователи звука, подключенные к приемному тракту, соединенному со счетно-логическим блоком, снабжено линейной акустической антенной, устанавливаемой вертикально у одной из сторон канала с возможностью полного перекрытия em по глуби3 920787 не, состоящей из расположенных один над другим преобразователей звука чувствительных только к сигналам, приходящим перпендикулярно к их поверхностям, подключенных каждый к своему приемному тракту, а излучатель звука расположен на цне канала под пинейной акустической антенной.

На фиг, 1 показана блок-схема устройства; на фиг. 2 †. схема установки излучателя звука и приемной линейной акустической антенны; на фиг. 3 устройство, общий вид.

Блок-.схема устройства содержит излучатель 1 звука, преобразователи

2 звука, усилители 3, пороговые детекторы 4, формирователи 5 узких импульгов. сумматор б и счетно-логический блок, включающий блок управления 7, регистры счета 8, вычитания

9, суммирования 10, запоминания 11, электромеханический счетчик 12. Преобразователи 2 ультразвука составляют линейную акустическую антенну 13. Излучатель 1 звука имеет диаграмму направленности равную 90 . Он установлен на дне под акустической антенной

13 так, чтобы его акустическая ось была наклонена под углом 45, что позвопяет облучать все поперечное сечение потока воды, Акустическую антенну 13 устанавливают вертикально у берега потока над излучателем 1 звука. Преобразователи

2 ультразвука акустической антенны 3$

13 чувствительны только к тем эхо-сигналам.от рыб, которые приходят перпендикулярно к их повеохности. Сигналы, идущие под другими углами, ими не воспринимаются.

Это обеспечивается тем, что преоб4О разователи 2 работают в области ближнего акустического поля, в так называемой "прожекторной" зоне. Ближняя или "прожекторная" зона преобразователя характеризуется тем, что на рас4$ стояниях от него до D /3., где D диаметр преобразователя; 1 - длина волны в воде; акустическое поле не расходится. В пределах этой зоны распространяется плоская волна, т.е. акустическое поле повторяет форму излучателя и, следовательно, поеобра зователь работает как прожектор.

Это свойство преобразователя дела ет его чувствительным только к сигналам, приходящим исключительно под углом 90 к его поверхности, ччо позволяет принимать им эхо-сигналы

4 от рыб с узкого участ ка поперечного, сечения потока воды, причем размер преобразователя определяет разрешающую способность устройства на глубине.

Вертикальный размер акустической антенны выбирается заведомо больше глубины канала, в котором предстоит подсчет рыб, благодаря чему изменения уровня воды не влияют на работу устройства.

Таким образом, акустическая антенна 13 позволяет полност ью контоолировать поток воды, благодаря чому, что лучи преобразователей, составляющих акустическую антенну, не пересекаясь, пеоекрывают вместе все поперечное сечение потока воды.

Каждый преобразователь 2 звука подключен к своему приемному тракту, состоящему из усилителя 3, порогового детектора 4 и формирователя 5 узких импульсов. Выходы приемных трактов подключены к сумматору 6, а выход сумматора подключен к счетно-логичес" кому блоку. Приемные тракты всех преобразователей 2 идентичны.

Устройства работает следующим образом.

Излучатель 1 звука генерирует короткийй импульс. Этот импульс также исиспользуется для запуска блока управления 7. Импульс звука распространяется в воде и облучает все поперечное сечение потока воды.

Рыбы, находящиеся в воде, рассеивают звук по всем направлениям.

Часть рассеянной звуковой энергии в виде эхо-сигнала воспринимается преобразователем 2, напротив которого находится рыба. Благодаря тому, что преобразователи 2 чувствительны только к тем сигналам, которые приходяч с направлений, перпендикулярных к их поверхностям, отражения от поверхности и дна, а также от рыб, находящихся на других горизонтах, не воспринимаются данным конкретным преобразователем.

Эхо-сигналы, принятые преобразователем 2, усиливаются усилителем 3, который снабжен стробирующим устройствомм (не показан) для исключения отражений от противоположного берега канала.

С выхода усилителя 3, эхо-сигналы поступают на пороговый детектор, кочорый выдает импульсы постоянной амплитуды, с длительностями равными

87 6

-N,,„DàâHîå раз ости между числом эхо-сигналов, принятых в настоящем

k îì такте, и числом эхо-с .гналов, принятые в предыдущем (k-1)«ом такте.

Операция вычитания производится по следующему правилу

По команде "Запоминание" с выхода регистра 8 счета на вход регистра 11 запоминания, поступает число N и 3a" поминается в нем до следующего (k >

+ 1)-ro такта.

По команде "Суммирование" с выхода регистра 9 вычитания на вход регистра 10 суммирования, поступает число

Ь к, которое складывается с суммой разностей за все предыдущие циклы работы, равной

;Г„„„=б„„а4, ... 6, Полученное в результате сложения число отображается на табло электромеханического счетчика 12.

На этом завершается k"ûé такт работы устройства. 8 следующем (k + 1)ом такте повторяются все операции.

Таким образом устройство регистрирует только тех рыб, которые впервые появляются в зоне действия преобразователей 2.

Устройство позволяет вести подсчет рыб, проходящих в непосредст венной близости от преобразователей 2, поскольку у них отсутствует мертвая зона, которая всегда существует вблизи приемно-излучающих преобразоваройства позволяет существенно облегчить и автоматизировать один из самых трудоемких процессов - подсчета молоI ди рыб, выпускаемых рыбоводными и выростными хозяйствами, который обыч" но осуществляется вручную, поскольку данное устройство может устанавливаться на канале, по которому молодь рыб сбрасывается в реки. Причем достоинством устройства является возможность использования его рля бесконтактного подсчета, при котором выживаемость молоди намного повышается.

5 9207 длительностям эхо-сигналов. Пороговый детектор снабжен селектором импульсов (не показан), который пропускает импульсы только от рыб, имеющие длительность, равную длительности посылки.

Формирователь 5 узких импульсов а >О, если Ик) И служит для исключения ошибок из-за к 1 к 1 к- и возможного одновременного прихода эхо-сигналов по соседним каналам, 1в

Ь =О, еслиМ

Таким образом, после излучения импульса, эхо-сигналы от рыб, проходящих зону действия преобразователей

2, поступают на вход сумматора 6.

Причем рыбы подсчитываются по всему поперечному сечению потока, а отражения от поверхности дна и противо- д положного берега, а также нерыбных объектов (ветки, тина и т,п.) отсут" 1 - к- К ствуют. Сумматор 6 объединяют импуль" сы приходящие по всем каналам и с егс выхода они поступают на счетно-логи- З0 ческую схему. Счетно-логическая схема управляемая блоком 7, обрабатывает поступившие импульсы и результат счета отражается на табло электромеханического счетчика 12.

33

Обработка поступивших импульсов осущест вляется следующим образом, Импульсы, поступающие с выхода сумматора 6 в каждом цикле работы (излучение - прием), соответствующие количеству рыб, находящихся в поперечном сечении потока, записываются в регистр счета 8, в виде числа Ик, где М - количество принятых эхо-сигналов, à k-номер цикла работы устройства. Это же число Мк одновременно записывается телей. Внедрение предлагаемого уств регистр вычитания 9.

После окончания приема эхо"сигналов блок управления 7 последовательно выдает в соответствующие регистры команды "Вычитание", "Запоминание", $O

"Суммирование".

По команде "Вычитание". с выхода регистра 11 запоминания на вход регистра 9 вычитания, поступает число

Y к „, равное числу принятых эхо-сигналов в предыдущем (k-1)-ом такте работы. Результатом выполнения команды

"Вычитание" является число Ьк = Хк920787

Формула изобретения

Устройство для подсчета молоди рыб в потоке воды, содержащее излучатели звука и преобразователи звука, подключенные к приемному тракту, соединенному со счетно-логическим блоком, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения точности устройства, оно снабжено линейной акустической антенной, устанавливаемой вертикально у одной из сторон канала с возможностью полного перекрытия его по глубине, состоящей из расположенных один над другим преобразова елеи звука, чувствительных только к сигналам, приходящим перпендикулярно к их поверхностям, подключенных каждый к своему приемному тракту, а излучатель звука расположен на дне канала под линейной акустической антенной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

10 1. Авторское свидетельство СССР

N 352431, кл. А 01 К 61/00, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР 644424, кл. А 01 К 61/00, 1977 (прототип).

920787

Заказ 2347/59

Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул„ Проектная, 4

Составитель Н. Ваганова

Редактор Т. Парфенова Техред Е. Харитончик Корректор В. Бутяга