Устройство для подсчета молоди рыб в потоке воды Советский патент 1982 года по МПК G06M11/00 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДСЧЕТА МОЛОДИ РЫБ В ПОТОКЕ Изобретение относится к рыбной промышленности и может быть использовано для подсчета рыб, проходящих в канале, например, молоди рыб, выпускаемых рыбоводными и выростными хозяйствами, Известно устройство для подсчета рыб в потоке воды, состоящее из прео разователей звука, усилителей и счет ного механизма tl. Наиболее близким техническим реше нием к изобретению является устройст во, которое содержит преобразователи звука, подключенные к приемному трак ту, соединенному со счетно-логическо схемой, включающее блок управления и счетный механизм, состоящий из региCTDOB счета, запоминания, вычитания и суммирования. В этом устоойстве для перекрытия поперечного сечения потока воды, один преобразователь ультразвука установлен на дне его одной стороны потока, а другой на поверхности воды - с другой, протиВОДЫвоположной 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 плотными стайками. Цель изобретения - увеличение точности устройства. 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 его по глуби392не, состоящей из расположенных один над аругим преобразователей звука чувствительных только к сигналам, приходящим перпендикулярно к их поверхностям, подклюменных каждый к своему приемному тракту, а излучател 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 8ИД„ Блок-схема устройства содержит излучатель 1 звука, преобразователи 1звука, усилители 3, пороговые детекторы 4, формирователи 5 узких импульсов, сумматор 6 и счетно-логический блок, включающий блок управления 7. регистры счета 8, вычитания 9, суммирования 10, запоминания 11, электромеханический счетчик 12. Преобразователи 2 ультразвука составляю линейную акустическую антенну 13« Из лучатель 1 звука имеет диаграмму напраеленности равную 90. Он установлен на дне под акуст 1ческой антенной 13 так, чтобы его акустическая ось была наклонена под углом iS, что позволяет облучать все поперечное се чение потока воды. Акустическую антенну 13 устанавли вают вертикально у берега потока над излучателем 1 звука. Преобразователи 2ультразвука акустической антенны 13 чувствительны только к тем эхо-сиг налам.от рыб, которые приходят перпе дикулярно к их поверхности. Сигналы, идущие под другими углами, ими не во принимаются Это обеспечивается тем, что преоб разователи 2 работают в области ближ него акустического поля, в так называемой прожекторной зоне. Ближняя или прожекторная зона преобразователя характеризуется тем, что на рас стояниях от него до D /Я , где D диаметр преобразователя; Я - 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 си|- налам, приходящим исключительно под углом 90 к его поверхности, что позволяет принимать им эхо-сигналы ОТ рыб с узкого участка поперечного. сечения потока воды, причем размер преобразователя определ)1ет 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 полностью контсолировать поток воды, благодаря тому, что лучи преобразователей, составляющих акустическую антенну, не пересекаясь, перекрывают вместе все поперечное сечение потока воды. Каждый преобразователь 2 звука подключен к своему приемному тракту, состоящему из усилителя 3, порогового детектора и формирователя 5 узких импульсов. Выходы приемных трактов подключены к сумматору 6, а Bbixofi сумматора подключен к счетно-логическому блоку. Приёмные тракты всех преобразователей 2 идентичны. Устройство работает следующим образом. Излучатель 1 звука генерирует короткий 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 приходят 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 устройством (не показан) для исключения отраисений от противоположного берега канала. С выхода усилителя 3, эхо-сигналы поступают на пороговый детектор, который выдает импульсы постоянной амплитуды, с длительностями равными 59 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 служит для исключения ошибок из-за возможного одновременного прихода эхо-сигналов по соседним каналам. Формирователь выделяет передний фронт импульсов, поступающих с порогового детектора и формирует узкий прямоугольный импульс, длительность которого настолько мала, что совпадение импульсов, приходящих по соседним каналам на вход сумматора маловероятно.„ 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 противоположного берега, а также нерыбных объектов (ветки, тина и т.п.) отсутствуют. Сумматор 6 объединяют импульсы приходящие по всем каналам и с егс выхода они поступают на счетно-логическую схему. Счет но-логическая схема управляемая блоком 7, обрабатывает поступившие импульсы и результат счета отражается на табло электромеханического счетчика 12. Обработка поступивших импульсов осуществляется следующим образом. Импульсы, поступающие с выхода сум матора 6 в каждом цикле работы (излу чение - прием), соответствующие коли честву рыб, находящихся в поперечном сечении потока, записываются в регис счета 8, в виде числа N, где N - ко личество принятых эхо-сигналов, а k номер цикла работы устройства. Это же число N одновременно записываетс в регистр вычитания 9. После окончания приема эхо-сигналов блок управления 7 последовательн выдает в соответствующие регистры ко манды Вычитание, Запоминание, Суммирование. По команде Вычитание, с выхода регистра 11 запоминания на вход реги стра 3 вычитания, поступает число N((, равное числу принятых эхо-сигнйлов в предыдущем (k-l)-OM такте ра боты. Результатом выполнения команды Вычитание является число Л N.., оавное разности между числом эхо-сигналов, принятых в настоящем k-oM такте, и числом эхо-сигналов, принятые в предыдущем (k-l)-OM такте. Операция вычитания производится по следукхцему правилу , если N N ц,, t если N| N)j. Д|, О По команде Запоминание с выхода регистра 8 счета на вход регистра It запоминания, поступает число Nj и запоминается в нем до следующего (k « 1)-го такта. По команде Суммирование с выхода регистра Э вычитания на вход регистра 10 суммирования, поступает число А, которое складывается с суммой разностей за все предыдущие циклы работы, равной С.к.гЧ- ь-г - Полученное в результате сложения число C,.,+un отображается на табло электромеханического счетчика 12. На этом завершается k-ый такт работы устройства. В следующем (k + 1)ом такте повторяются все операции. Таким образом устройство регистрирует только тех рыб, которые впервые появляются в зоне действия преобразователей 2. Устроист во позволяет вести подсчет рыб, проходящих в непосредственной близости от преобоазователей 2, поскольку у них отсутствует мертвая зона, которая всегда существует вблизи приемно-излучапщих преобразователей. Внедрение предлагаемого устройства позволяет существенно чить и автоматизировать один из самых трудоемких процессов - подсчета молоди рыб, выпускаемых рыбоводными и выростными хозяйствами, который обычно осуществляется вручную, поскольку данное устройство может устанавливаться на канале, по которому молодь рыб сбрасывается в реки. Причем достоинством устройства является возможность использования его для бесконтактного подсчета, при котором выживаемость молоди намного повышается. 7 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, отличающееся 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 расположен78ных 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 дне канала под линейной акустической антенной. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N 352i)3i, кл. А 01 К 61/00, 19б9, 2.Авторское свидетельство СССР № 64U2, кл. А 01 К 6Г/ОС, 1977 (прототип).

фиг.1

У/////////////////////////////////////////

/3