Устройство для счета молоди рыб Советский патент 1983 года по МПК G06M11/00 A01K61/00 

Изобретение относится к рыбному хозяйству, в частности к устрой.ствам для штучного учета рыб, и может быть применено для счета предме тов в -потоке проводящей жидкости. Известно устройство для автомати ческого счета мелких,объектов, содержащее отсчетную пластину с элект родами, вмонтированными в ячейки|13 Однако это устройство не нашло применения в рыбном хозяйстве для поштучного счета молоди рыб. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для подсчета рыб, состоящее из учетной камеры g двумя кольцевыми электродами, включенными в одно плечо мост вой схемы, в диагональ которой вклю чена первичная обмотка трансформаюра, вторичная обмотка которого по ключена к шине нулевого потенциала источника переменного тока, порогового элемента и счетчика-импульсов. При прохождении рыбы через электроды изменяется сопротивление электродов и происходит разбалансировка ранее уравновешенной мостовЪй схемы. Во вторичной обмотке трансформа тора появляется напряжение переменного тока, от которого срабатывают пороговой элемент и счетчик регистрирует прохождение рыбы 12. Недостатками этого устройства являются: необходимость балансировки мостовой схемы всякий раз, ко да изменяется температура и удель ная проводимость воды, что исключае возможность автоматического в реальных условиях водоемов и рыбо водных заводов, возможность штучног счета то/1ько крупных рыб и невозможность производить массовый счет молоди, а также низкая точность сче та из-за помех, возникающих при прохождении через учетную камеру плавающего мусора. Цель изобретения - повышение точ ности устройства, способного устойчиво работать в широком диапазон температуры и электропроводимости воды, исключающего ошибки счета вследствие пропуска через камеру, по сторонних предметов и обеспечивающего высокую производительность счета. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для счета молодЦ рыб, содержащее счетчик и инфор1 ационный канал, выполненный из чувствительных элементов в виде коль цевых электродов, один из которых подключен к источнику тока, а другой - к одному концу первичной обмот ки трансформатора, один конец вторичной обмотки трансформатора соединен с шиной нулевого потенциала, .введены камера с отверстиями для поштучного пропуска рыбы, коммутатор и дополнительные информационные каналы, а источник тока выполнен постоянным, камера с отверстиями для поштучного пропуска рыбьа снабжена направляющими в виде усеченных конусов, вершины которых направлены навстречу движению рыбы, и установ-. ленными между отверстиями камеры, в которых размещены кольцевые электроды, каждый информационный канал снабжен селектором полярности и элементом памяти, другой конец вторичной обмотки трансформатора через последовательно соединенные селектор полярности и элемент памяти подключен к соответствующему входу коммутатора, выход которого соединен со счетчиком, другой конец первичной обмотки трансформатора всех информационных каналов подключен к источнику тока. Кроме того, селектор полярности содержит инвертор, детекторы, расширитель, элемент И и усилитель, выход которого непосредственно через первый детектор, и через последовательно соединенные инвертор, второй детектор и расширитель подключен к входам элемента И, выход которого является выходом селектора полярности, вход усилителя является входом селектора полярности. Кроме того, соотношение диаметра отверстий камеры для поштучного пропуска рыбы и высоты тела рыбы составляет преимущественно 3-4 к 1. На фиг.1 приведена схема устройства; на фиг. 2 - схема селектора полярности; на фи.г.З - Kaiepa с отверстиями для поштучного пропуска ры- . бы, вид сверху; на фиг.4 - разрез А-А-на фиг.З. Устройство для счета молоди рыб состоит (фиг.1)из камеры 1 с отвер- стиями для поштучного пропуска рыбы с направляющими 2 и информационными каналами 3, в которых установлены чувствительные элементы 4 (кольцевые электроды ). Электроды каждого канала соединены последовательно с первичными обмотками трансформаторов 5 и общим источником 6 тока низкого напряжения, вторичные обмотки трансформаторов подключены на вход селекторов 7 полярности, выходы которых соединены с элементами 8 памяти, выходы которых соединены с входами коммутатора 9 (схема последовательного опроса каналов ), а выход последнего соединен со счетчиком 10. Селектор 7 полярности одинаков для всех информационных каналов (фиг. 2 ). Он включает в себя усилитель 11, инвертор 12, детекторы 13 и 14, расширитель 15 и элемент И 16. При этом выход усилителя 11 соединен с входом детектора 13 и входом инвертора 12. Выход детектора 13 соединен с одним входом элемент 16 непосредственно, а выход инвертора 12 соединен с вторым входом элемента 16 через последовательно, соединенные де тектор 14 и расширитель 15. Выход элемента 16 соединяется с элементом 8 памяти соответствующего канала. Селектор 7 полярности начальной фазы биполярных импульсов не я ляется единственным. Практически любой элемент И может быть использован для этой цепи, если на один из его входов подавать прямой сигнал (после его усиления и приведения к стандарт ному уровню ), а на второй ее вход подавать этот сигнал через расширитель импульсов или запоминающую ячей ку,например, на магнитных элементах. Возможно также применение микро процессора с заданием алгоритма рабо ты программными методами. Работа устройства происходит следующим образом. Для поштучного счета молодь .рыбы принудительно подается навход камеры 1 с током воды, скорость которо выше критической скорости учитываемо размерно-видовой группы молоди. Ориентированные течением рыбы проходят по одной хвостом вперед в счётные каналы, а для устранения прижатия их к. перегородкам учетной камеры слу жат направляющие 2 в виде, например усеченных конусов, основания которых примыкают к участкам между информаци онными каналами и сопрягаются с ними При отсутствии рыбы через электроды 4, врдный промежуток и первичные обмотки трансформаторов 5 протекает постоянный электрический ток, величи на которого определяется выраженинапряжение источника, сопротивление растекания электродов, зависящее от удельной проводимости воды и конструкции электродов, сопротивление первичной 1 обмотки трансформатора, обычно Так как Jn создает лишь незначительное постоянное подмагничивание трансформатора, то во вторичной его обмотке ЭДС равна 01 Когда в счетный канал попадает рыба (или какой-либо предмет, напри мер щепка ) то в течение короткого времени изменяются сопротивления межэлектродного промежутка и ток в .первичной обмотке трансформатора.: Это изменение тока и вызванное ::м и менение магнитного потока индуцирует во вторичной обмотке импульс ЭДС величину которой можно определить из выражения |E2l , де Н- - магнитная проницаемость сердечника, 5 - сечение сердечника, d - средний диаметр кольцевого магнитопровода, W jWj- число витков первичной и вторичной обмоток., й - изменение тока первичной обмотки за время 4i, определяемое скоростью движения рыбы через счетный канал. Известно, что для большинства внутренних водоемов проводимость тела рыб больше, а проводимость мусора меньше проводимости воды, поэтому при входе в счетный канал рыбы изменение тока имеет один знак, а при входе мусора - другой. При выходе рыбы или мусора из счетного канала характер изменения тока- меняется на противоположный. Соответственно, выходной,.сигнал Е. будет иметь форму биполярного импульса, полярность начальной фазы которого определяется объектом счета. Это позволяет с помощью селектора 7 полярности не учитывать проходящий через счетный канал мусор. В общем случае устройство не регистрирует все объекты, удельная проводимость которых равна или больше (меньше) проводимости потока проводящей жидкости, . Анализ показывает, что мало зависит от удельной проводимости воды, температуры и процессов электролиза, так как медленное изменение этих факторов сказывается лишь на величины начального тока трансформатора 5. Путем выбора параметров трансформатора((и,5,d, W.j,W2) и электродов при определенной скорости те-г чения воды можно получить требуемую амплитуду сигнала, что обеспечивает высокую чувствительность датчика в широком диапазоне электропроводимости и температуры воды. Сигнал с вторичной обмотки трансформатора в-виде биполярного импульса подается на селектор 7, где усиливается усилителем 11,и поступает на детектор 13 и инвертор 12. После детектирования прямой сигнал подается на первый вход элемента 16, а сигнал, инвертированный инверто-. ром 12, подается ira детектор 14 и с него на расширитель 15, который в исходном состоянии поддерживает на втором входе элемента 16 разрешающий сигнал. Прохождению рыбой счетного кансша соот-ветствует положительная полярность начальной фазы аьотульса. Тогда, при проходе рыбы положительный импульс после усиления попадает через детектор 13 на первый вход элемента Н 16, а инвертированный импульс не проходит через детектор 14 и на обоих входах элемента и 16 оказывается разрешающий сигНал. На выходе элемента 16 формируется импульс, которыйзапоминается элементом 8.Отрицательная же полуволна сигнала после инвертирования инвертором 12 проходит через детектор 14 на расширитель 15, который формирует запрещающий сигнал на втором входе элемента 16. Сигнал запрета имеет длительность больше, чем длительность сигнала датчика. Однак поскольку он сфорг-дарован после прохож дения положительной полуволны, то его наличие уже не изменит состояние элемента И 16.

При проходе через датчик мусора начальная фаза сигнала отрицательна, схема расширителя формирует запрещающий сигнал на .втором входе элемента 16 и приход разрешающего сигнала на первый вход элемента 16 { после появления положительной по. луволны сигнала ) jHe вызывает изменения ее состояния, импульс на выходе отсутствует. ,

Наличие элементов 8 памяти обеспечивает сохранность информации при одновременном прохождении рыб через несколько каналов. Все элементы 8 памяти поочередно опрашиваются коммтатором 9 и информация о количестве прошедших через камеру 1 рыб подается на вход счетчика 10 в виде после довательности стандатных импульсов. Одновременно со считыванием информации в элементах 8 памяти производится и ее стирание ( установка, нуля ). Частота опроса ячеек памяти (частота коммутацииJ определяется длиной тела рыбы Ср, скоростью течения воды V и числом счетных каналов N из условия

.

Число счетных каналов зависит от размеров рыб, величины критической скорости и расхода воды. Выполненные экспериментальные исследования показали, что для успешного разделения рыб по каналам диаметр счетного канала не должен превышать 3-4 высоты тела рыбы. Следовательно, для создания необходимой скорости течения ВО.ДЫ через учетную камеру количество отверстий (каналов fдолжно быть тково, чтобы их суммарная эффективная площадь сечения обеспечивала пропуск заданного расхода воды.

При заводском разведении рыб, как правило, в каждой емкости содержится молодь примерно равного размера. С целью счета молоди разных размерны групп учетная камера может быть выпонена сменной, с соответствующими размерами счетных каналов.

Расчетное быстродействие счетчика при счете молоди, выпускаемой из бассейна, составляет (без учета времени на переключение устройства с одного бассейна на другой ) до 300 тыс. штук в 1 час.

Использование устройства для счета молоди рыб только на рыбоводных заводах позволит производить автоматический поштучный учет молоди независимо от изменения температуры или удельной проводимости воды, повысить надежность, производительность и точность счета, заменить трудоемкий ручной счет, создавать предпосылки для автоматизации погрузо-разгрузочных работ, избежать травмирования рыб в процессе счета.

V.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧЕТА МОЛОДИ РЫБ, содержащее счетчик и информационный канал, выполненный из чувствительных элементов в виде кольцевых электродов, один кз которых под- ключен к источнику тока, а другой к одному концу первичной обмотки трансформатора, один конец вторичной обмотки трансформатора соединен с шиной нулевого потенциала, о т л ичающееся тем, что, с целью повышения точности и производительности устройства, в него введены, камера с отверстиями для поштучного пропуска рыбы, коммутатор и дополнительные информационные каналы, а источник тока выполнен постояншлм, камера с отверстиями для поштучного пропуска рыбы с,набжена направляющими. выполненными в виде усеченных конусов, вершины которых направлены навстречу движения рыбы, и установленными между отверстиями камеры, в которых размещены кольцевые электроды, каждый информационный канал снабжен селектором полярности и элементом памяти, другой конец вторичной обмотки трансформатора через последователь, но соединенные селектор полярности и элемент памяти подключен к соответствующему входу коммутатора, выход которого соединен со счетчиком, другой конец первичной обмотки трансформатора всех информационных каналов подключен к источнику тока. 2.Устройство по п.1,о т л и ч а-1 ю щ е е с я тем, что селектор по(Л лярности содержит инвертор, детекторы, расширитель, элемент И и усилитель , выход которого непосредствен но через первый детектор и через последовательно соединенные инвертор, второй детектор и расширитель подклю чен к входам элемента И, выход которого является выходом селектораполярности, вход усилителя является 4 входом селектора полярности. оо d: 3.Устройство по П.1, о т л ичающеес-Я тем, что соотношение диаметра отверстий камеры для г поштучного пропуска рыбы и высоты тела рыбы составляет преимущестО5 венно 3-4 к 1.