本发明专利技术公开了一种网箱养鱼生物量评估超声波监测装置，通过超声波换能器阵向网箱内的养殖鱼类发射超声波探测脉冲信号并接收网箱内的养殖鱼类的反射超声波脉冲信号，然后通过超声波收发装置和信号处理装置处理，实现实时监测网箱内的水体范围，反映网箱中养殖鱼类的情况并进行生物量评估，处理结果通过显示装置显示出来，实现本发明专利技术的目的。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种超声波监测装置，特别涉及一种通过超声波监测网箱中鱼的动态情况和生物量的增长情况，用于海洋和湖泊网箱中养殖鱼的动态情况和网箱养鱼总量评估 的网箱养鱼生物量评估超声波监测装置。
技术介绍
目前，我国内陆的湖泊及从南到北万里沿海区域都在开展各种经济鱼类的网箱养 殖，如黑鯧，金鲳，黄鱼，鲟鱼等，营养价值高，味道鲜美，深受国内外市场欢迎，而网箱养殖 各种鱼类已在全国展开。 但是，网箱养殖鱼类这种人工养殖方式却面临监测的难题，由于水的透明度有限， 网箱中的养殖的鱼类是看不见的，而敌害动物又可经常破网而入，养殖者为防网破鱼逃，需 要几天就换一次网，并且大多数的鱼类都喜欢夜间进食，劳动量很大。 因此，特别需要一种采用科学手段，随时监测网中鱼的动态的装置是网箱养殖渔 民迫切需要的，其检测的成本又要他们所能接受的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种网箱养鱼生物量评估超声波监测装置，使养殖工人随时了解网箱中养殖鱼的状态，评估网箱中养殖总量的增加情况。 本专利技术所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现 —种网箱养鱼生物量评估超声波监测装置，其特征在于，它包括 —超声波换能器阵，通过向网箱中向下多个方向辐射多个超声波探测脉冲信号对网箱内多个方向进行探测，并接收网箱内养殖鱼类的反射超声波脉冲信号； —超声波收发装置，为所述超声波换能器阵输送超声波声频电脉冲从而激发所述超声波换能器阵发射超声波探测脉冲，接收网箱内养殖鱼类的反射超声波脉冲信号并此信号放大、检波、再放大，传输给所述信号处理装置进行处理； —信号处理装置，接收所述超声波收发装置传输过来的信号并进行处理，实时监 测网箱内的水体范围，反映网箱中养殖鱼类的情况并进行生物量评估；及 —显示装置，用于显示所述信号处理装置处理后得出的信息； 所述超声波换能器阵与所述超声波收发装置之间通过防水线路电信号连接，所述 超声波收发装置依次与所述信号处理装置和显示装置连接，所述超声波收发装置连接有外 部电源。 在本专利技术的一个实施例中，所述超声波换能器阵由一大角度球冠面壳体和均匀设置在所述球冠面壳体上的多个换能器基元互相密封构成，相邻的两个所述换能器基元之间的间隔度数稍大于所述换能器基元的声束角(半功率点)度数，使所述换能器基元的声束主瓣不会互相重叠，所述超声波换能器阵发出的超声波探测脉冲不会重叠。 进一步，所述超声波换能器阵与所述超声波收发装置之间通过多芯防水电缆互相连接并互相传递信号。 在本专利技术的一个实施例中，用高载频窄调制脉冲的电信号加到低机械Q值的所述超声波换能器阵上，易于防止鱼和网的回波信号混叠，也易于区分密集鱼群中的个体。 在本专利技术的一个实施例中，超声波收发装置由一 向所述超声波换能器阵加载超声波声频电脉冲信号的发射器和多个用于接收所述超声波换能器阵输出的网箱内养殖鱼类的反射超声波脉冲信号的接收器构成。 进一步，所述接收器接收的网箱内养殖鱼类的反射超声波脉冲信号通过多路并列 放大器进行信号放大、检波、再放大处理后再传输给所述信号处理装置。 在本专利技术的一个实施例中，所述信号处理装置中设置有对所述超声波收发装置输 出的信号进行采样的多路采样器，经所述多路采样器采样后的信号由所述信号处理装置进 行处理。 在本专利技术的一个实施例中，为了确保在鱼群密度较大时，鱼群对超声波探测脉冲 的遮挡不影响评估的准确性，所述网箱养鱼生物量评估超声波监测装置还包括一直径大于 超声波波长的标准目标球，以标准球在不同深度的实测反射声压值进一步校准声波的传播 损失。 进一步，所述标准目标球为一实心钢球。 本专利技术的网箱养鱼生物量评估超声波监测装置，通过超声波换能器阵向网箱内的 养殖鱼类发射超声波探测脉冲信号并接收网箱内的养殖鱼类的反射超声波脉冲信号，然后 通过超声波收发装置和信号处理装置处理，实现实时监测网箱内的水体范围，反映网箱中 养殖鱼类的情况并进行生物量评估，处理结果通过显示装置显示出来，实现本专利技术的目的。附图说明 图1是本专利技术的结构示意图； 图2是本专利技术的超声波换能器阵的结构示意图； 图3是本专利技术的信号处理装置的处理流程示意图。具体实施例方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本专利技术。 实施例1 如图1所示，本专利技术的网箱养鱼生物量评估超声波监测装置，它包括一超声波换 能器阵10、一超声波收发装置20、一信号处理装置30及一显示装置40 ;其中，超声波换能 器阵IO作为水下部件，密封后由多芯防水电缆13引出，用水密插头与超声波收发装置20 连接，超声波收发装置20的多个通道输出经多路采样器31输送到信号处理装置30，在信号 处理装置30中处理并通过显示装置40显示处理后的图像和数据。 如图2所示，超声波换能器阵10由一大角度球冠面壳体11和均匀设置在球冠面 壳体11上的多个换能器基元12互相密封构成，超声波换能器阵10可用绳索置于网箱中部 水面上，通过向网箱中向下多个方向辐射多个超声波探测脉冲信号对网箱内多个方向进行 探测，并接收网箱内养殖鱼类的反射超声波脉冲信号；相邻的两个换能器基元12之间的间4隔度数稍大于换能器基元12的声束角(半功率点)度数，使换能器基元12的声束主瓣不 会互相重叠，超声波换能器阵10发出的超声波探测脉冲不会重叠。 在本实施例中，用高载频窄调制脉冲的电信号加到低机械Q值的超声波换能器阵IO上，易于防止鱼和网的回波信号混叠，也易于区分密集鱼群中的个体。 在本实施例中，在一个网箱内，超声波换能器阵IO在网箱水面中部，用无重叠多个声束同时在网箱中探测，提高采样的代表性；当潮流大，鱼群分布不均匀时，超声波换能器阵io增加的采样点也不需很多。 超声波收发装置20由一向超声波换能器阵IO加载超声波声频电脉冲信号的发射器21和多个用于接收超声波换能器阵10输出的网箱内养殖鱼类的反射超声波脉冲信号的接收器22构成；接收器22接收的网箱内养殖鱼类的反射超声波脉冲信号通过多路并列放大器23进行信号放大、检波、再放大处理后再传输给信号处理装置30。 如图3所示，信号处理装置30由模拟信号处理部分与数字信号分析处理部分构成，换能器基元12将鱼群反射的声脉冲信号转换成同频率的电脉冲信号，该声频电脉冲信号在经过放大器放大时，放大量随距离而变化并进行损失补偿。补偿放大后的电信号经检波后由多路采样器31进行A/D变换后输出数字信号，信号经过平方求和处理，并在鱼群密度较大时用标准目标球数字修正传播损失，最后的数据处理结果即统计生物量由显示装置40予以显示。 信号处理装置30中设置有对超声波收发装置20输出的信号进行采样的多路采样 器31，信号处理装置30的工作流程参见图3 ;经多路采样器31采样后的信号由信号处理 装置30进行处理；接收器22接收的网箱内养殖鱼类的反射超声波脉冲信号通过多路并列 放大器23进行2级超声频放大，再将此放大信号检波，最后将检波信号放大，供信号处理装 置30的多路采样器31采样。多路并列放大器23的2级超生频放大的放大量在探测的量 程内是有随时间线性变化的矩齿电流控制的，使2级的放大总量随鱼所处深度d进行d2倍 补偿，而水对声波的吸收损失可很方便地在信号处理装置30中补偿，在每个多路并列放大 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种网箱养鱼生物量评估超声波监测装置，其特征在于，它包括：一超声波换能器阵，通过向网箱中向下多个方向辐射多个超声波探测脉冲信号对网箱内多个方向进行探测，并接收网箱内养殖鱼类的反射超声波脉冲信号；一超声波收发装置，为所述超声波换能器阵输送超声波声频电脉冲从而激发所述超声波换能器阵发射超声波探测脉冲，接收网箱内养殖鱼类的反射超声波脉冲信号并此信号放大、检波、再放大，传输给所述信号处理装置进行处理；一信号处理装置，接收所述超声波收发装置传输过来的信号并进行处理，实时监测网箱内的水体范围，反映网箱中养殖鱼类的情况并进行生物量评估；及一显示装置，用于显示所述信号处理装置处理后得出的信息；所述超声波换能器阵与所述超声波收发装置之间通过防水线路电信号连接，所述超声波收发装置依次与所述信号处理装置和显示装置连接，所述超声波收发装置连接有外部电源。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：倪汉华，关长涛，汤涛林，李娇，谌志新，石晓天，
申请(专利权)人：中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所，中国水产科学研究院黄海水产研究所，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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