一种鱼缸照明、杀菌及水质监测方法与系统技术方案

本发明专利技术公开了一种鱼缸照明、杀菌及水质监测方法与系统，该监测方法包括紫外光穿过发光膜片后透过鱼缸中的水体，并在图像捕捉器端获得散射光斑；分析鱼缸内部不同浮游生物密度引起光斑尺寸变化规律，并进行数学模型构建，获取鱼缸内浮游生物密度和光斑尺寸的关系；测量并获得不同光斑尺寸下的鱼缸内浮游生物密度，并将鱼缸的光照强度、光照发散角、浮游生物密度、水温、酸碱度、PH值的参数用显示屏或者远程智能终端设备显示；本发明专利技术以光为介质，无接触、环保，无需频繁取样的问题，仅需通过移动测试装置，即可在微藻养殖鱼缸的不同部位监测微藻溶液的密度，同时结合杀毒功能，进一步保障了微藻养殖鱼缸的洁净与安全。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于智能鱼缸，特别涉及一种鱼缸照明、杀菌及水质监测方法与系统。

技术介绍

1、鱼缸照明系统需兼顾鱼类生长需求与观赏效果。目前主流鱼缸照明灯具包括荧光灯、卤素灯、led灯等。荧光灯成本低廉、工艺成熟、发光效率高。但是，由于其光谱的非连续性，对水生植物的光合作用不利，而且其中的汞含量高，使用寿命短，需要经常更换。卤素灯以高显色性和全光谱特性满足观赏需求，且光谱连续，但是它发热量大，能量消耗高，寿命短，因光线过于集中，容易导致鱼缸局部温度过高。led灯注重环保，寿命长，体积小，发热量低，且光谱可调，更能适应各种室内封闭水体的尺寸与环境，以确保光源分布均匀，利于多功能水生动植物照明和观测。

2、此外，鱼缸水质会直接影响鱼类健康，杀菌是维持水质的重要环节。目前常用的鱼缸杀菌措施主要包括化学法、物理法和过滤法。化学法通过使用强氧化性试剂对细菌的细胞膜进行破坏，实现杀菌效果。然而，容易产生有害次生化学产物，对鱼类和环境存在潜在风险。过滤法是利用陶瓷滤芯或中空纤维超滤膜对水体中的有害生物及杂质进行处理，在环保和安全方面有保障，然而陶瓷滤芯易堵塞、维护本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种鱼缸照明、杀菌及水质监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种鱼缸照明、杀菌及水质监测方法，其特征在于，步骤1具体包括：

3.根据权利要求1所述的一种鱼缸照明、杀菌及水质监测方法，其特征在于，步骤2具体包括：在实验中，通过调整散射片的位置来改变光的散射程度，并利用图像捕捉器记录不同条件下的散射光斑图片；散射片位置具体指散射片与光源的距离；步骤21，以选择光斑直径D为观测对象，具体操作如下：首先固定散射片位置α和散射片的散射度S，然后逐步改变散射片位置，并测量对应的光斑直径D；通过上述方式得到了一系列离散数据点，这些数据点反映了光斑直...

【技术特征摘要】

1.一种鱼缸照明、杀菌及水质监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种鱼缸照明、杀菌及水质监测方法，其特征在于，步骤1具体包括：

3.根据权利要求1所述的一种鱼缸照明、杀菌及水质监测方法，其特征在于，步骤2具体包括：在实验中，通过调整散射片的位置来改变光的散射程度，并利用图像捕捉器记录不同条件下的散射光斑图片；散射片位置具体指散射片与光源的距离；步骤21，以选择光斑直径d为观测对象，具体操作如下：首先固定散射片位置α和散射片的散射度s，然后逐步改变散射片位置，并测量对应的光斑直径d；通过上述方式得到了一系列离散数据点，这些数据点反映了光斑直径d与散射片位置α之间的关系，记为离散关系数据集f1，其形式为f1＝{(αi,di)}，其中下标i为某次测试的编号；接着，固定散射片位置，改变散射度s，再次测量光斑直径d，从而得到了光斑直径d与散射度s之间的离散关系数据集f2，形式为f2＝{(sj,dj)}其中下标j为某次测试的编号；光斑直径d的具体计算方法如下：对捕获的光斑图像进行处理，包括对图像进行滤波处理、选取光斑区域以及对非光斑区域进行切割并移除非光斑区域，仅保留包含光斑的图像部分；设定一个灰度阈值dt，用于区分光斑区域内的像素点和背景，灰度值大于dt的像素点被认为是光斑的有效计算范围；对预处理后的图像执行二值化操作，将图像转换为仅包含黑白两色的图像，其中白色代表光斑区域，黑色代表背景；计算由灰度值大于dt的像素点构成区域的最小外接圆，并将该外接圆的直径作为光斑直径d。

4.根据权利要求1所述的一种鱼缸照明、杀菌及水质监测方法，其特征在于，步骤2具体包括：在实验中，通过调整散射片的位置来改变光的散射程度，并利用图像捕捉器记录不同条件下的散射光斑图片；散射片位置具体指散射片与光源的距离；步骤22，以选择光斑面积m为观测对象，具体操作如下：首先固定散射片位置α和散射片的散射度s，然后逐步改变散射片位置，并测量对应的光斑面积m；通过上述方式得到了一系列离散数据点，这些数据点反映了光斑面积m与散射片位置α之间的关系，记为离散关系数据集f1，其形式为f1＝{(αi,mi)}，其中下标i为某次测试的编号；接着，固定散射片位置，改变散射度s，再次测量光斑面积m，从而得到了光斑面积m与散射度s之间的离散关系数据集f2，形式为f2＝{(sj,mi)}其中下标j为某次测试的编号；光斑面积m的具体计算方法如下：对捕获的光斑图像进行处理，包括对图像进行滤波处理、选取光斑区域以及移除非光斑区域，仅保留包含光斑的图像部分；设定一个灰度阈值dt，用于区分光斑区域内的像素点和背景，灰度值大于dt的像素点被认为是光斑的有效计算范围；对预处理后的图像执行二值化操作，将图像转换为仅包含黑白两色的图像，其中白色代表光斑区域，黑色代表背景；测量由灰度值大于dt的像素点构成的圆形区域的面积m，可以通过计算该区域的最小外接圆的面积来实现。

5.根据权利要求1所述的一种鱼缸照明、杀菌及水质监测方法，其特征在于，步骤2具体包括：在实验中，通过调整散射片的位置来改变光的散射程度，并利用图像捕捉器记录不同条件下的散射光斑图片；散射片位置具体指散射片与光源的距离；步骤23，选择过曝光光斑面积m1和总光斑面积m之比为观测对象；其中，过曝光光斑位于总光斑m内部且过曝光光斑面积m1总是小于总光斑面积m，过曝光光斑面积大小取决于进入图像捕捉器的光强；具体操作如下：首先固定散射片位置α和散射片的散射度s，然后逐步改变散射片位置，并测量对应的过曝光光斑面积m1和总光斑面积m；通过上述方式得到了一系列离散数据点，这些数据点反映了过曝光光斑面积m1和总光斑面积m与散射片位置α之间的关系，记为离散关系数据集f1，其形式为f1＝{(αi,mi,m1i)}，其中下标i为某次测试的编号；接着，固定散射片位置，改变散射度s，再次测量过曝光光斑面积m1和总光斑面积m，从而得到了过曝光光斑面积m1和总光斑面积m与散射度s之间的离散关系数据集f2，形式为f2＝{(sj,mj,m1j)}其中下标j为某次测试的编号；过曝光光斑面积m1和总光斑面积m的具体计算方法如下：对捕获的光斑图像进行处理，包括对图像进行滤波处理、选取光斑区域并移除非...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖华，刘洺辛，孟楠，张乔扬，阮加城，
申请(专利权)人：广东海洋大学，
类型：发明
国别省市：