Устройство для определения сечения мигрантов Советский патент 1988 года по МПК E02B1/02 E01B11/28 

(рие.1

Изобретение относится к водному и рыбному хозяйству, а именно к экспериментальным гидравлическим исследованиям струйных процессов.

Цель изобретения повышение точности бесконтактного контроля параметров мигрантов.

На фиг, 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 и 3 - диаграммы хода лучей в устройствеJ на фиг. 4 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство для определения сечения мигрантов содержит светоизлуча- ющие диоды 1, совмещающие и функции фотоприемников.

Светоизлучающие диоды размещены вокруг излучаемого объекта 2. Каждый из диодов соединен с демульти- плексором 3, через который на него от генератора А поступает сигнал модуляции, и с мультиплексором 5, выход которого через усилитель 6 по- дается на аналого-цифровой преобра- зователь 7. Коды с аналого-цифрово- го преобразователя поступают на мик- роЭВМ 8, с которой связано устройство 9 отображения информации.

В процессе работы происходит по.- очередное включение светодиодов 1, в силу чего световой луч обегает всю плоскость за период Демульти- плексор 3 поочередно подключает к каждому диоду 1 модулирующую частоту f о

Мультиплексор 5 также поочередно

опрашивает диоды 1, которые в это время работают в режиме фотодиодов. Микроэвм 8 вьщает синхроимпульсы на мультиплексор 5 и демультиплексор 3 Демультиплексор 3 включает i-й диод в режиме излучения, а мультиплексор 5 - все остальные диоды поочередно в режиме фотоприемников. При этом i-й диод излучает промодулированный световой импульс длительностью Т (фиг. 4).

За время си гнал, излучаемый i-M диодом и принятый диодом 1-го канала, обрабатывается. Измеряются его амплитуды и время прохождения от i-ro до 1-го диода. Таким образо за время работы i-ro диода в режиме излучения он излучает га-1 световой импульс длительностью Т,, (т - общее количество светодиодов в систему). При этом поочередно опрашивается т-1 диодов и по каждому каналу фиксируется амплитуда и задержка сигна

5

О

5

лов относительно излученных импульсов. После опроса т-1 каналов i-й диод излучает эхосигнал, который воспринимается этим же диодом, но уже работающим в режиме фотодиода, измеряется его амплитуда и задержка. Затем включается i+1-й диод.

После полного обхода контура в плоскости объекта (первой) можно составить матрицу коэффициентов, равных отношению мощности сигнала принимаемого 1-м фотодиодом, обозначаемого PJ , и мощности излучения Р , i-M светодиодом.

При заданной геометрии расположения диодов эта матрица однозначно описывает форму контура сечения рыбы, причем этот контур может быть записан в память как шаблон для каждого вида рыб и микропроцессор может самостоятельно сопоставить эти данные.

Кроме того, система позволяет вычислять и координаты смешенного относительно центра объекта (фиг. 3). Очевидно, что расстояние г 1 пройденное лучем от i-ro до 1-го диода равно 1

А( А(

а от i-ro, СИД, до S - диода г равно

г.

I S

Где г - г AI геометрические

размеры

и их можно вычислить

it Г Г -S

где С - скорость света в вакууме п - показатель преломления

воды t , t . - время прохождения луча

от i-ro до 1-го и S-ro

пи ода

Записывая полученное в координатной форме и учитывая расстояния, имеем

(х,-х,).(у,-у,) - |(х,-хе)(у,-у,) - t,,

А|(Х.-Х,)-Ь(У,-У,. )

(х,-Х5)-ь(у,-ур - t,.,

где х , Xj , Xj и у , у. , у , у - координаты по осям точки встречи А и R, i и S-X датчиков (фиг. 2 и 3),

Решая последнее уравнение, нахо- ДИМ координаты точки А, Аналогично определяется точки отражения луча из других СИД. Суммируя данные, можно построить полный контур рыбы. Через время ul рыба перемещается на расстояние 31 относительно плоскости отверстия, и определяется новый контур и так до Q-ro сечения.

По известным сечениям перемещающейся рыбы с помощью микропроцессора можно восстановить полную конфигурацию объекта и вывести ее изображение на устройство отображения 9.

Так как граница раздела рыба - поток и поток - воздух достаточно разделимы, то данная система может работать и при определении сечения струи в экспериментальной гидравлике. Таким образом, применение предлагаемой системы в условиях действующих рыбопропускных сооружений позво ляет не только избежать каких либо насильственных действий по отношению к мигрантам, но и дает полную картину численности ушедших на нерест мигрантов и их видовую принадлежност т.е. выход товарной продукции под отлов.

Q 5

n

5 5

0

Формула изобретения

Устройство для определения сечения мигрантов, содержащее группы излучателей и приемников излучения, мультиплексор, соединенный своими входами с детектором излучения, соединенный своими выходами с излучателями, и схему синхронизации, связанную с входами управления мультиплексора и демультиплексора, о т л и- ,чающееся тем, что, с целью повышения точности определения геометрических размеров мигрантов и снижения стоимости устройства за счет сокращения количества используемых излучателей и приемников излучения, устройство содержит модулятор, усилитель, аналого-цифровой преобразователь, процессор и блок отображения, а в качестве излучателей и приемников излучения используются одни и те же светоизлучающие диоды, при этом выходы светоизлучающих диодов соединены каждый с соответствующим выходом демультиплексора, вход которого подключен к выходу модулятора, а выход демультиплексора через усилитель и аналого-цифровой преобразователь связан с входом процессора, выход синхронизации которого соединен с управляющими входами мультиплексора и демультиплексора, а информационный выход - с блоком отображения информации.

Изобретение относится к водному к рыбному хозяйству, а именно к экспериментальным гидравлическим исследованиям струйных процессов. Цель изобретения - повышение точности определения геометрических размеров мигрантов и снижение стоимости устройства. Для определения контура излучаемого объекта 2 используется принцип световой локации рядом источников по периметру отверстия. Засветка соседних светоизлучающих диодов 1 исключается подачей и приемом модулированного сигнала и раздельной его обработкой. Последовательно сканирование обеспечивается демультиплексором 3, а раздельный прием и обработка сигнала - мультиплексором 5, Усиленный в усилителе 6 сигнал поступает на аналого-цифровой преобразователь 7. Определение амплитуды и задержки эхосигналов осуществляет микроэвм. 8. 4 ил. ( (Л 00 оо 4 СО

Фиг.2. iy

Фиг.З

Фиг.

-tin