CN107616127B - 鱼苗自动分级系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种鱼苗自动分级系统，包括透明管，与透明管连接的分级槽，与分级槽连接的工控机，透明管入口端与软管连接，软管通过具有狭缝的水槽与水池连接，透明管出口端与分级槽连接，分级槽的出口端连接多个分级管，透明管侧面设有CCD相机，CCD相机与工控机连接，工控机与分级槽内的摆臂连接，工控机还与分级管入口端设置的阀门连接，本发明的鱼苗自动分级系统，可快速对鱼进行分级，分级效率高且准确，分级过程采用自动化控制，智能化程度高，安全性好。

Description

鱼苗自动分级系统

技术领域

本发明属于鱼类分级技术领域，具体涉及一种鱼苗自动分级系统。

背景技术

研究鱼类的洄游和鱼类资源的一种方法。将天然水域中捕获的鱼类做上标记后放回原水域，重新捕获时可据以研究鱼类的洄游、分布、生长和资源等状况。 1886 年，Petersen 等采用给鱼作标志的方法估算封闭水体中鱼类种群的大小和死亡率，标志放流(tagged releasing) 技术由此发展起来，现在常常运用RFID射频标记注射到鱼体内进行研究鱼类，在注射RFID射频标记之前需要对标记鱼的种类、年龄、长度等进行归类，其中长度归类需一条一条鱼进行测量工序繁琐，有必要设计一种快速量取鱼类长度的装置或方法。现有的鱼类标记技术，包括射频、体外挂牌等多数采用手工操作，费时、费力、操作时间长、鱼类损伤大，不适于大规模的标记放流；为了适于自动化标记，由于同批鱼苗个体间生长速度的差异，导致鱼苗大小规格不一，无法实现准确自动地在鱼苗的指定位置注入或者挂上标记，因此有必要首先对需要标记的鱼按规格进行分类。

现有技术如，中国发明授权文献，授权公告号CN 104137796 B，该发明的鱼苗分类装置，包括多个通过连接件相互连接的栅格单元；其中所述栅格单元包括：导轨，所述导轨的数量为两根，两根所述导轨平行间隔设置，所述导轨为两端开口的中空的长方体；连接槽，所述连接槽贯穿设置在所述导轨的一侧面上；滑块，所述滑块设置在所述导轨中空的腔体滑槽内，在所述滑块上设有螺纹孔，所述螺纹孔与所述连接槽的位置相对应；栅条，所述栅条的两端通过螺丝旋入螺纹孔与上、下两块所述滑块连接。该发明鱼苗分类装置可按照目标规格的要求，调节栅条的粗细和间隔实现在短时间内将不同规格鱼筛选分离，缩短分离时间和避免鱼体受伤和死亡，该装置在实现鱼苗快速分级上还有待改进，鱼苗在该装置内随意游动，若不通过栅条即难以分级，且分级的准确性还有待提高。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种鱼苗自动分级系统，可快速对鱼进行分级，分级效率高且准确，分级过程采用自动化控制，智能化程度高，安全性好。

本发明为实现上述目的所采取的方案为：鱼苗自动分级系统，包括透明管，与透明管连接的分级槽，与分级槽连接的工控机，透明管入口端与软管连接，软管通过具有狭缝的水槽与水池连接，透明管出口端与分级槽连接，分级槽的出口端连接多个分级管，透明管侧面设有CCD相机，CCD相机与工控机连接，工控机与分级槽内的摆臂连接，工控机还与分级管入口端设置的阀门连接，本发明的分级系统可实现快速对鱼进行分级，通过CCD相机对鱼进行拍照，采用两段线合计法测量鱼的长度，将数据传输到工控机并且修正拍摄到“S”形正在游动过程中鱼的长度数据，分级槽内的摆臂将鱼引导到不同的分级管，整个分级过程采用自动化控制，分级精准性高，工控机上设有报警系统和急停按钮，分级系统的安全性高，工控机可实现手动和自动模式的切换，有利于批量分级或少量鱼类分级。

作为优选，工控机上设有急停按钮、暂停按钮和连续权限按钮，设置的急停按钮可避免事故发生或事故进一步严重化，暂停按钮可实现停止或复位，按下进入暂停程序，所有机构执行当前一个动作后停下来；再按一下或者开始就不按时恢复自动程序。两种状态自由切换，连续按钮可实现连续或单循环，按下一下，进入连续自动循环程序，一般用于正常量产。再按一下时或者开始就不按时，进入单循环程序，也就是运行一个循环后停下来，一般用于试制一个产品观察的情况下；两种状态自由切换。

作为优选，水池与水槽连接处设窄缝，一般只够一条鱼通过，进入窄缝的鱼在水流作用下快速到达分级机构，避免分级混乱，水池靠水槽两侧面为内凹圆弧形且内壁涂覆有深色系涂料，凹圆弧的弧度为π/4是根据公式

得出，（其中S为凹圆弧厚度，θ为弧度，h为水池高度，g为水池重量，L为弧长），凹圆弧的设置利于引导鱼游向具有狭缝的水槽入口处，且凹圆弧的水池内壁涂有深色系涂料，利用鱼类喜欢躲藏在黑暗中的特性进一步引导鱼游向水槽入口端，有利于鱼苗分级的效率。

作为优选，透明管为透明石英管或透明玻璃管，透明石英管内涂纳米防污涂料，本发明的透明管选用的石英管不易发生变形，同时本发明的石英管通过纳米防污涂料具有优异的防污、疏油脂性能有效避免透明管内壁或表面有污渍影响CCD相机拍摄的准确性。

作为优选，分级管内部均布有缓冲条，缓冲条为橡胶或尼龙材质，缓冲条表面设有纳米吸附槽，缓冲条的设置可防止鱼苗在通过分级管时避免被挤伤，且缓冲条利于鱼快速向前游动，通过在缓冲条表面设置纳米吸附槽有利于鱼在游动过程中缓冲条与接触时纳米吸附槽对鱼表面的杂物进行吸附，提升水质和分级效果。

作为优选，分级槽与透明管连接处设有对应的摆臂分级槽为扇形，摆臂长度小于分级槽扇形边长0.5~1.2cm，通过摆臂绕分级槽的圆弧运动并停止在某分级管连接的水管入口端，可实现鱼游出透明管后由摆臂引导到对应的分级管实现对鱼的分级，摆臂的长度设置可避免摆臂在实际工作中摆动速度过快与分级槽侧面发生摩擦，影响摆臂的使用效果。

作为优选，分级管通过水管与分级槽扇形侧面连接，分级管入口端设有阀门，设有的分级管可实现对鱼的分级，每根分级管都设定了可通过鱼的大小、长度范围，工控机控制摆臂的摆动前会先控制对应鱼规格的分级管上的阀门开启，其他阀门闭合，避免分级出错。

作为优选，CCD相机的分辨率为0.1~0.3mm，有利于提高鱼分级的精准性，采用两段线合计法测量鱼的长度，并且通过工控机修正拍摄到“S”形正在游动过程中鱼的长度数据。

作为优选，透明管与水平线的夹角为3°~20°，利用重力和水流的冲力使鱼快速通过透明管和分级管，避免透明管和分级管内发生堵塞影响分级效率。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明的分级系统可实现快速对鱼进行分级，通过CCD相机对鱼进行拍照，采用两段线合计法测量鱼的长度，将数据传输到工控机并且修正拍摄到“S”形正在游动过程中鱼的长度数据，分级槽内的摆臂将鱼引导到不同的分级管，整个分级过程采用自动化控制，分级精准性高，水池与水槽连接处设窄缝，一般只够一条鱼通过，进入窄缝的鱼在水流作用下快速到达分级机构，避免分级混乱，工控机上设有报警系统和急停按钮，分级系统的安全性高，石英管通过纳米防污涂料具有优异的防污、疏油脂性能有效避免透明管内壁或表面有污渍影响CCD相机拍摄的准确性，缓冲条的设置可防止鱼苗在通过分级管时避免被挤伤，且缓冲条利于鱼快速向前游动，工控机上设有报警系统和急停按钮，分级系统的安全性高，工控机可实现手动和自动模式的切换，有利于批量分级或少量分级的研究。

本发明采用了上述技术方案提供的鱼苗自动分级系统，弥补了现有技术的不足，设计合理，操作方便。

附图说明

图1为本发明鱼苗自动分级系统的示意图；

图2为本发明透明管的截面图；

图3为本发明分级管的截面图。

附图标记说明：1软管；2摆臂；3CCD相机；4透明管；5阀门；6工控机；7分级管；8水池；9缓冲条；10分级槽。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明作进一步详细描述：

实施例1：

如图1-3所示，鱼苗自动分级系统，包括透明管4，与透明管4连接的分级槽10，与分级槽10连接的工控机6，透明管与水平线的夹角为3°~20°，透明管4入口端与软管1连接，软管1通过具有狭缝的水槽与水池8连接，一般只够一条鱼通过，进入窄缝的鱼在水流作用下快速到达分级机构，避免分级混乱，水池靠水槽两侧面为内凹圆弧形且内壁涂覆有深色系涂料，凹圆弧的弧度为π/4是根据公式

得出，（其中S为凹圆弧厚度，θ为弧度，h为水池高度，g为水池重量，L为弧长），凹圆弧的设置利于引导鱼游向具有狭缝的水槽入口处，且凹圆弧的水池内壁涂有深色系涂料，利用鱼类喜欢躲藏在黑暗中的特性进一步引导鱼游向水槽入口端，透明管4出口端与分级槽10连接，分级槽10与透明管4连接处设有对应的摆臂2，分级槽10为扇形，摆臂2长度小于分级槽10扇形边长0.6cm，分级槽10的出口端通过水管连接多个分级管7，分级管内部均布有缓冲条，缓冲条为橡胶或尼龙材质，缓冲条表面设有纳米吸附槽，透明管4侧面设有CCD相机3，CCD相机的分辨率为0.1~0.3mm，CCD相机3与工控机6连接，工控机6与分级槽10内的摆臂2连接，工控机6还与分级管7入口端设置的阀门5连接，工控机6与分级管5连接，工控机6上设有急停按钮、暂停按钮和连续权限按钮。

本发明的分级系统可实现快速对一条鱼进行分级，通过CCD相机3对鱼进行拍照，采用两段线合计法测量鱼的长度，将数据传输到工控机6并且修正拍摄到“S”形正在游动过程中鱼的长度数据，分级槽10内的摆臂2将鱼引导到不同的分级管7，分级精准性高，工控机6上设有报警系统和急停按钮，分级系统的安全性高，工控机6可实现手动和自动模式的切换，有利于批量分级或少量分级的研究。

透明管为透明石英管或透明玻璃管，当选用透明玻璃管时，透明玻璃管由以下成分及优选重量份组成：二氧化硅64份、三氧化二铝8份、氧化钠7份、氧化钾1份、氧化钙2份、氧化镁3份、三氧化二硼4份、虫蜡0.4份、三苯基氯化锡0.55份、二氧化锆4份，本发明的透明管4不易发生变形，其抗弯强度、化学稳定性、抗热振性优越，玻璃透明管的热膨胀系数低，而且通过在透明玻璃管配方成分中添加虫蜡和三苯基氯化锡与其他成分反应在玻璃管表面生产晶化层显著提高了透明管4的强度，不易被物体撞击发生破损，同时本透明管4还具有优异的防污、疏油脂性能有效避免透明管4内壁或表面有污渍影响CCD相机3拍摄的准确性，透明管4和分级管5内壁均喷涂有纳米自洁剂可保持透明管4和分级管5内部清洁。

本发明的透明玻璃管经过强化处理，处理过程为，将透明玻璃管进行预热，温度为500℃~600℃，在透明玻璃管表面涂覆强化处理剂，在0.1T-0.3T磁场下升温625℃~784℃的温度下进行离子交换3~15min，玻璃表面形成晶化层并且去除了强化处理剂，得透明管4；强化处理剂含有熔盐、增粘剂、表面活性剂，熔盐按照质量百分含量计包括70%~100% 的锂盐及0%~30% 的钠盐，锂盐为硝酸锂及硫酸锂中的至少一种与氯化锂的混合物或氯化锂，钠盐为氯化钠；表面活性剂为(RN+(CH3)3Cl，其中R 为烷基；增粘剂为明胶、烷基糖苷或甲基纤维素或虫蜡中的一种或多种。

实施例2：

如图1-3所示，本鱼苗自动分级系统的实际应用时：

首先，机械、电控参数都调节好；

1）待鱼准备好，水池8靠水槽两侧面为内凹圆弧形且内壁涂覆有深色系涂料，凹圆弧的设置利于引导鱼游向具有狭缝的水槽入口处，且凹圆弧的水池8内壁涂有深色系涂料，利用鱼类喜欢躲藏在黑暗中的特性进一步引导鱼游向水槽入口端，水池8与水槽连接处设窄缝，通过具有狭缝的水槽避免多条鱼同时通过开合器，实现每次分级为一条鱼，进入窄缝的鱼在水流作用下快速到达透明管4进行拍摄，分级；

2）工控机6上启动设备按钮；

3）通过流水的作用，鱼在透明管4里面经过；

4）CCD相机3对透明管4里面流过的鱼进行拍照，采用两段线段合计法，测量鱼的长度，并且通过工控机6修正拍摄到“S”形正在游动过程中鱼的长度数据；

5）工控机6中预先设置好长度分类的段位值，然后自动根据长度段位值进行分类，并控制对应鱼规格的分级管7上的阀门5开启，其他阀门闭合，避免分级出错，工控机6控制摆臂2绕分级槽10的圆弧运动并停止在某分级管7连接的水管入口端，可实现鱼游出透明管4后由摆臂2引导到对应的分级管7实现对鱼的分级；

6）当设备检测到鱼已经流出阀门5后，开启水池8中的闭合器，进入“1”工序，进入下一个循环。

上述实施例1、2中的常规技术为本领域技术人员所知晓的现有技术，故在此不作详细叙述。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此，所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (2)

1.鱼苗自动分级系统，包括透明管（4），与透明管（4）连接的分级槽（10），与分级槽（10）连接的工控机（6），其特征在于：所述透明管（4）入口端与软管（1）连接，所述软管（1）通过具有狭缝的水槽与水池（8）连接，所述透明管（4）出口端与分级槽（10）连接，所述分级槽（10）的出口端连接多个分级管（7），所述透明管（4）侧面设有CCD相机（3），所述CCD相机（3）与工控机（6）连接，所述工控机（6）与分级槽（10）内的摆臂（2）连接，所述工控机（6）还与分级管（7）入口端设置的阀门（5）连接；

所述水池（8）靠水槽两侧面为内凹圆弧形且内壁涂覆有深色系涂料，所述凹圆弧的弧度为π/4；

所述透明管（4）为透明石英管或透明玻璃管，所述透明玻璃管由以下成分及重量份组成：二氧化硅58-82份、三氧化二铝4-12份、氧化钠5-8份、氧化钾1-2份、氧化钙1-5份、氧化镁1-5份、三氧化二硼2-5份、虫蜡0.3-0.7份、三苯基氯化锡0.5-0.74份、二氧化锆2-5份；

所述分级管（7）内部均布有缓冲条（9），所述缓冲条（9）为橡胶或尼龙材质，所述缓冲条（9）表面设有纳米吸附槽；

所述分级槽（10）与透明管（4）连接处设有对应的摆臂（2），所述分级槽（10）为扇形，所述摆臂（2）长度小于分级槽（10）扇形边长0.5~1 .2cm；

所述分级管（7）通过水管与分级槽（10）扇形侧面连接，所述分级管（7）入口端设有阀门（5）；

所述CCD相机（3）的分辨率为0.1~0.3mm；

所述透明管（4）与水平线的夹角为3°~20°。

2.根据权利要求1所述的鱼苗自动分级系统，其特征在于：所述工控机（6）上设有急停按钮、暂停按钮和连续权限按钮。

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