[發明專利]大黃魚逃出深水網箱的聲納檢測方法及其專用裝置

無效

• 申請號: 200910096304.1
• 申請日: 2009-02-19
• 公開（公告）號: CN101493524A
• 公開（公告）日: 2009-07-29
• 發明（設計）人: 吳常文;韓靜;徐佳晶
• 申請（專利權）人: 浙江海洋學院
• 主分類號: G01S15/96
• 分類號: G01S15/96
• 代理公司: 寧波奧凱專利事務所
• 代理人: 白洪長

技術領域

本發明涉及一種水產離岸養殖監測系統的檢測方法和應用該方法的設備，尤其涉及大黃魚逃出深水網箱的聲納檢測方法及其專用裝置。該方法可以不受水質清濁的影響，可以直接有效地監視和探測目標物體，將聲納掃描所得的圖像通過電纜傳遞給控制臺，由計算機程序將數字信號轉換為圖像。

背景技術

網箱養魚是危險的產業，養殖的魚與天然水域只一網之隔，受風浪及災害性天氣、為事故影響大。特別是臺風侵襲時，會造成箱破魚逃、前功盡棄的慘劇。深水網箱是利用有一定強度的ABS或HDPE塑料或鋼材料制成一種柱形、方形或碟形框架結構，再掛上尼龍網片就構成了一個封閉的空間。其中的網片通常稱為網衣。養殖的魚蝦等就被限制在網內活動。很顯然，網衣的安全就顯得十分重要。因為一旦由于某種因素造成網衣破損，將使漁民蒙受巨大損失。因此，網衣安全問題在該項技術推廣中是必須首先考慮的問題。針對上述弊端，在生產中有針對性地克服，使缺陷減少到最小，必須有一種系統能對網箱進行監測。而且，在我國北方及東部沿海諸省、市的沿海海域，往往以混水為主，使用水下攝像頭的有效觀測距離不過幾米，無法對深水網箱進行有效監視。

發明內容

本發明的目的是提供一種不受水質清濁的影響，探測距離遠、結果準確，可以直觀有效地監視和探測目標物體，將聲納掃描所得的圖像由計算機程序處理判斷是否有大黃魚逃出的深水網箱的聲納檢測方法及其專用裝置。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：大黃魚逃出深水網箱的聲納檢測專用裝置，包括計算機、設置在網箱附近的探頭和與計算機連接的數模適配裝置，其中：探頭設置在網箱的外側；探頭包括聲納換能器和流速計探頭；數模適配裝置連接探頭，并且能將探頭的模擬信號轉換為數字信號向計算機發送；計算機接收數模適配裝置的數字信號，并對該數字信號處理，根據流速和聲納掃描的回波信號的耦合結果判斷是否逃魚。采用聲納應用于網箱監管，比現有的攝像頭監控具有明顯優勢，其不受水質的影響，在渾水區也能探測；不受光線影響，在水深光線微弱時甚至在黑夜也能進行作業。

計算機內存儲有預先測量得到的大黃魚在水體中聲納反射數據；數模適配裝置內安裝有放大電路；探頭與網箱之間的間距為3米至20米。在使用前預先將經過大量實驗得出的大黃魚的聲納反射數據作為標準進行預存，來評判試劑測量的聲納回波數據，其結果穩定、準確，適于實際操作。

數模適配裝置具有無線通訊模塊；計算機設有能與無線通訊模塊進行通訊的裝置。以此可以克服離岸式網箱的監控問題，不必搬動電腦，保證了數據的安全，同時有方便操作、省時省力。

計算機經數據線連接數模適配裝置。使用數據線連接可以滿足告訴穩定的數據傳輸需要。

數模適配裝置連接有揚聲器；聲納換能器的工作頻率為30kHz至200kHz。揚聲器用于網箱破損時的報警。由于大黃魚為石首魚科，其耳石對音頻震動敏感，采用較高頻率的聲波可以減少對大黃魚的不利影響。

本發明還提供一種利用上述裝置的檢測方法，其技術方案為：大黃魚逃出深水網箱的聲納檢測方法，其中：采用如權利要求1大黃魚逃出深水網箱的聲納檢測專用裝置進行檢測；包括如下步驟：

①計算機向數模適配裝置發出監測控制信號，數模適配裝置接收到信號并產生聲納發射信號，聲納發射信號經數模適配裝置內的放大電路放大后由聲納換能器的發射部發射到深水網箱及其周圍水體；

②聲納換能器的接收部接收回波信號、數模適配裝置讀取流速計的流速數據，經過數模適配裝置對回波信號的預處理后，向計算機發送檢測結果數據；

③計算機對收到的檢測結果數據進行計算、顯示聲納監測結果，并根據計算的結果決策是否發出報警信號。

步驟②預處理包括回波信號放大或窄帶濾波或檢波。對回波信號進行處理優化，既可以使計算機的聲納圖現實更加直觀清晰，又有利于計算機搜索網衣破損位置，可以有效提高整個系統的效率。

步驟②檢測結果數據至少包括流速和聲納回波信號數據。流速會使大黃魚魚群的形態和網箱網衣的外形發生改變，只有在考慮到水流對上述二者的影響，才能更加準確的監測網衣和魚群，使得監測的結果準確，減少誤報警的次數。

步驟③對收到的檢測結果數據進行計算，包括對網箱的網衣局部回波明顯減弱數據的搜索，將局部回波減弱作為直接判斷網衣破損的判斷參數，更加迅速。

本發明可以解決以下問題：

1、采用聲納解決逃魚問題。在網箱附近布設聲納，對網箱區域周圍實施聲學警戒的方法來感知網箱的破損或魚類的逃逸