CN113390059A - 一种接力式鱼群光谱定向引导方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明专利公开了一种接力式鱼群光谱定向引导方法及装置，包括光谱定向引导装置、光照感应器、自动控制系统，所述光谱定向引导装置包括大功率光源、旋转支架和灯柱，所述大功率光源包括高导热陶瓷材料基板以及其上封装的LED芯片、LED灯珠、聚光透镜和灯体外壳，所述高导热陶瓷材料基板设置于聚光透镜的焦点，所述灯体外壳后端设有散热片，底部设有通气孔；所述旋转支架包括传动机构、卡座和灯壳固定架，卡座设置于灯柱顶端内壁，传动机构设置于卡座上，由固定组件相连，所述灯壳固定架设置于壳体下，并可由传动机构驱动旋转，采用本接力式鱼群光谱导引方法可通过控制设置在岸边的多组光谱定向引导装置按顺序接力启动，进而实现鱼群的全天候远距离定向导引。

Description

一种接力式鱼群光谱定向引导方法及装置

技术领域

本发明涉及滨海工程领域，尤其涉及一种接力式鱼群光谱定向引导方法及装置。

背景技术

鱼类为了适应在水域环境中生活，不仅可以感知光照强度和光照波长，而且可以感知到物体的形状、位置和运动状态等。目前，许多研究已经证明鱼类具有趋光性。

在每年的5－8月存在大量鱼群入侵滨海工程水下建筑物及相关装置，尤其是滨海电力企业，鱼群堵塞泵站取水口不仅会造成鱼群大面积死亡，破坏环境友好、绿色经营的企业形象，而且增加循环水旋转滤网堵塞风险，导致发电机组冷却能力下降，甚至进一步演变为停堆、停机事件。滨海工程企业相继采用物理拦栅和人工打捞的方式阻止鱼群周期性入侵，但实效性不佳，前者通常用铁锚固定在海床上，但对尺寸较小的鱼群没有作用；而人工捕捞的方式劳动强度大，劳动力成本高，对小鱼苗捕捞效果也不佳。

利用鱼类的天性进行鱼群的定向导引是目前最安全有效的方式之一，但光波在晴天的效果不佳，且难以实现远距离的定向导引，制约着光波导鱼技术的应用。目前，光波导鱼技术多用于夜间海洋集鱼，未见应用于滨海导鱼。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种接力式鱼群光谱定向引导方法及装置，将无损定向导引技术和LED三原色发光原理相结合，克服白天实施鱼群定向导引的困难，采用接力式鱼群定向导引，实现全天候鱼群的远距离定向导引游动。

一种接力式鱼群光谱定向引导装置，包括一组以上的光谱定向引导装置、光照感应器和自动控制系统。

所以光照感应器2与所述光谱定向引导装置连接，所述光照感应器的输出端与所述自动控制系统连接，所述自动控制系统接受所述光照感应器采集的光照信息后，控制所述光谱定向引导装置1进行旋转动作。

所述光谱定向引导装置包括大功率光源、旋转支架、灯柱和灯光控制模块，所述大功率光源可旋转安装设置于所述旋转支架上，所述旋转支架直接安装连接于所述灯柱上方，所述灯光控制模块控制所述大功率光源的光色；

所述自动控制系统3控制大功率光源11沿做0－180°范围的旋转。

其中，所述大功率光源包括高导热陶瓷材料基板、LED灯珠、聚光透镜和灯体外壳；所述LED灯珠设置于所述高导热陶瓷材料基板的表面，所述高导热陶瓷材料基板设置于聚光透镜的焦点上，所述灯体外壳后端设有散热片，所述灯体外壳底部设有通气孔。

其中，所述LED灯珠内封装有三种可独立控制的红色LED芯片、绿色LED芯片、蓝色LED芯片。

其中，所述光照感应器为光线强度传感器，负责进行感应环境亮度并转化为可用输出信号发送至自动控制系统。

其中，所述旋转支架包括传动机构、卡座和灯壳固定架，所述卡座设置于灯柱顶端内壁，所述传动机构设置于卡座上由紧固组件相连接，所述灯壳固定架设置于灯体外壳下，所述灯壳固定架底部与传动机构连接，所述传动机构驱动灯壳固定架旋转。

其中，所述传动机构包括转动电机和联轴器，所述联轴器连接所述转动电机和灯壳固定架，所述电机驱动所述灯壳固定架旋转。

其中，所述固定组件为紧固螺钉组。

其中，所述自动控制系统包括自动调节模式和手动设置模式，所述自动控制系统控制大功率光源的光源功率和光色转换及控制旋转支架的转动角度和转动速度。

其中，所述聚光透镜为具有调节平行光束扩散角度的聚光透镜。

一种接力式鱼群光谱定向导引方法

所述接力式鱼群光谱定向导引方法为：在岸边设置两组以上的所述光谱定向导引装置和光照传感器，所述光照传感器自动检测周围环境亮度后输出信号至所述自动控制系统，所述自动控制系统根据不同的亮度情况控制所述大功率光源发射不同的引导光束以及控制所述大功率光源进行旋转，所述大功率光源在旋转支架驱动下，在水面上形成一定弧度的导引光路；

当第一组鱼群光谱定向导引装置达到预定设置的极限转角位置时，第二组光谱定向导引装置自动开启，同时关闭第一组光谱定向导引装置，通过多组光谱定向导引装置按顺序接力启动，形成一条连续的鱼群引导光路，进而实现鱼群的远距离定向导引。

实施本发明提供的一种接力式鱼群光谱定向引导装置，具有如下有益效果：

本发明结合三原色发光原理，采用智能化的大功率光源，根据环境的光照强度，自主发出不同的光色，对滨海鱼群进行全天候光谱定向导引，拓宽光波导鱼技术的应用时间域，提高装置利用率。系统采用多组可旋转的鱼群光谱定向引导装置，通过在海面上形成接力式光路，实现滨海鱼群的远距离定向导引游动。接力式鱼群光谱定向导引系统不仅克服传统拦鱼手段的缺点，还具有更安全高效的驱鱼效果，实现滨海工程与生态环境和谐相处。

附图说明

图1为鱼群光谱定向引导装置的结构示意图；

图2为大功率光源的基板结构示意图；

图3为一种接力式鱼群光谱定向引导装置工作示意图。

附图标记说明：1－光谱定向引导装置；2－光照感应器；3－自动控制系统；11－大功率光源；12－旋转支架；13－灯柱；14－灯光控制模块；111－高导热陶瓷材料基板；112－聚光透镜；113－灯体外壳；114－LED灯珠；1141－红色LED芯片；绿色LED芯片－1142；蓝色LED芯片－1143；115－散热片；116－通气孔；121－传动机构；1211－电机；1212－联轴器；122－卡座；123－灯壳固定架。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

实施例1

如图1所示，一种接力式鱼群光谱定向引导装置，包括安装于岸边的一组以上的光谱定向引导装置1，光照感应器2和自动控制系统3。

所以光照感应器2与所述光谱定向引导装置1连接，所述光照感应器2的输出端与所述自动控制系统3连接，所述自动控制系统3接受所述光照感应器2采集的光照信息后，控制所述光谱定向引导装置1旋转动作。

所述光谱定向引导装置1包括大功率光源11、旋转支架12、灯柱13和灯光控制模块14，所述大功率光源11旋转设置于所述旋转支架12上，所述旋转直接安装连接与所述灯珠上方，所述灯光控制模块14控制所述大功率光源11的光色。

所述自动控制系统3控制大功率光源11做0－180°范围的旋转，进而使得所述大功率光源11在具有更大范围转角。

大功率光源的结构：

如图2所示，所述大功率光源包括高导热陶瓷材料基板111、LED灯珠114、聚光透镜112和灯体外壳113；

所述LED灯珠114设置于所述高导热陶瓷材料基板111的表面，所述高导热陶瓷材料基板111设置于聚光透镜112的焦点上，所述灯体外壳113后端设有散热片115，所述灯体外壳底部设有通气孔116。

如图2所示，所述高导热陶瓷材料基板其上封装的LED灯珠内置有三种可独立控制的灯光芯片，具体包括：红色LED芯片1141、绿色LED芯片1142和蓝色LED芯片1143。同时，所述灯光控制模块14可控制所述LED灯珠发射的灯光，所述光线透过所述聚光透镜112并在面上形成一定弧度的引导光路。

旋转支架的结构：

如图1所示，所述旋转支架12包括传动机构121、卡座122和灯壳固定架123，所述卡座122设置于灯柱13顶端内壁，所述传动机构121设置于卡座122上由紧固组件相连接，所述固定组件为紧固螺钉组，所述灯壳固定架123设置于灯体外壳113下，所述灯壳固定架123底部与传动机构121连接，所述传动机构121驱动灯壳固定架123旋转。

如图1所示，所述传动机构121包括转动电机1211和联轴器1212，所述联轴器1212连接所述转动电机1211和灯壳固定架123，所述电机1211驱动所述灯壳固定架123旋转。

自动控制系统：

如图1所示，所述光照感应器2为光线强度传感器，可感应环境光线的亮度并转化为输出信号，并将输出信号发送至所述自动控制系统3中，并通过所述自动控制系统3自动控制光谱定向引导装置1的光源功率，光色转换，同时自动控制系统还可通过控制旋转支架对转动角度和转动速度进行调节。

更优的，所述光照感应器2为光线强度传感器，负责进行感应环境亮度并转化为可用输出信号发送至自动控制系统3。

更优的，所述自动控制系统3包括自动调节模式和手动设置模式，所述自动控制系统3控制大功率光源11的光源功率和光色转换及控制旋转支架12的转动角度和转动速度。

更优的，所述聚光透镜112为具有调节平行光束扩散角度的聚光透镜。

一种接力式鱼群光谱定向导引方法

如图3所示，所述接力式鱼群光谱定向导引方法为：沿导引边缘连续设置两组及以上所述光谱定向导引装置1及光照传感器2。

所述光照传感器2自动检测周围环境亮度后输出信号至所述自动控制系统3，所述自动控制系统3根据不同的亮度情况控制所述大功率光源11发射不同的引导光束以及控制所述大功率光源11进行旋转，所述大功率光源11在旋转支架12驱动下，在水面上形成一定弧度的导引光路；

当第一组鱼群光谱定向导引装置1达到预定设置的极限转角位置时，第二组光谱定向导引装置1自动开启，同时关闭第一组光谱定向导引装置1，通过多组光谱定向导引装置1按顺序接力启动，形成一条连续的鱼群引导光路，进而实现鱼群的远距离定向导引。

实施例2

本实施例主要补充一种能针对不同光线场景发射不同引导光线的方法，所述光照传感器2可以对海岸周围的环境亮度进行检测，并根据检测到的环境亮度不同调节发射不同的引导光束。

当检测到海岸周围的环境的光照强度较弱或为晚上的情况时，光照传感器2会将环境的光照强度转化为相应的输出信号发送至自动控制系统3，所述自动控制系统3根据接收到的信号处理反馈至灯光控制模块14，所述灯光控制模块14控制大功率光源11将发射出的引导光束调整为白光，通过白光的照射，能够在光照强度较弱的情况下也能满足对鱼群的远距离光谱定向引导，让鱼群跟随白光导引光路的变化而迁移。

当检测到海岸周围的环境光线强度较强或者是在日照比较充足的白天时，所述光线传感器2将外界的光线强度转化为输出信号发送至所述自动控制系统3中，所述自动控制系统3控制所述灯光控制模块将引导光束调节为穿透力更强的红色光线，进而保证在白天光线充足的情况下，仍然可以对鱼群进行引导。

当然，在实际使用中可以根据不同的鱼群、不同的亮度场景对引导光束进行调整，并非单为红色光束和白色光束，本实施例在此不以为限。

实施例3

本实施例主要补充所述自动控制系统3的手动设置模式和自动控制模式，本实施例中的光谱定向导引装置1的大功率光源11可以将自动控制系统3的切换至手动控制模式，并由操作人员进行手动的操作调整，实际应用中可根据作业现场的环境亮度情况、实际的鱼群种类的趋光性、鱼群的位置发射出不同波长的引导光束，比如短波长单色光、长波单色光或其他相应需求的颜色的导引光束，以实现更加有针对性地对具有相应趋光性的鱼群的远距离光谱定向导引。

当然上述实施例只为说明本发明的技术构思及方法，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种接力式鱼群光谱定向引导装置，其特征在于，包括光谱定向引导装置(1)、光照感应器(2)和自动控制系统(3)；

所以光照感应器(2)与所述光谱定向引导装置(1)连接，所述光照感应器(2)的输出端与所述自动控制系统(3)连接，所述自动控制系统(3)接收所述光照感应器(2)采集的光照信息并控制所述光谱定向引导装置(1)；

所述光谱定向引导装置(1)包括大功率光源(11)、旋转支架(12)、灯柱(13)和灯光控制模块(14)，所述大功率光源(11)可旋转安装设置于所述旋转支架(12)上，所述旋转支架(12)安装连接于所述灯柱(13)上方，所述灯光控制模块(14)可控制所述大功率光源(11)所发射的引导光线的光色；

所述自动控制系统(3)控制所述大功率光源(11)做0－180°范围的旋转。

2.根据权利要求1所述的一种接力式鱼群光谱定向引导装置，其特征在于，所述大功率光源(11)包括高导热陶瓷材料基板(111)、LED灯珠(114)、聚光透镜(112)和灯体外壳(113)；

所述LED灯珠(114)安装设置于所述高导热陶瓷材料基板(111)的表面板，所述高导热陶瓷材料基板(111)位于聚光透镜(112)的焦点上，所述灯壳壳体(113)后端设有散热片(115)，并设有通气孔(116)与所述高导热陶瓷材料基板连通(111)。

3.根据权利要求2所述的一种接力式鱼群光谱定向引导装置，其特征在于，所述LED灯珠(114)内封装有三种可独立控制的红色LED芯片(1141)、绿色LED芯片(1142)、蓝色LED芯片(1143)。

4.根据权利要求1所述的一种接力式鱼群光谱定向引导装置，其特征在于，所述光照感应器(2)为光线强度传感器，负责进行感应环境亮度并转化为输出信号发送至自动控制系统(3)。

5.根据权利要求1所述的一种光谱定向引导装置，其特征在于，所述旋转支架(12)包括传动机构(121)、卡座(122)和灯壳固定架(123)，所述卡座(122)设置于灯柱(13)顶端内壁，所述传动机构(121)设置于卡座(122)上由紧固组件相连接，所述灯壳固定架(123)设置于灯体外壳(113)下，所述灯壳固定架(123)底部与传动机构(121)连接，所述传动机构(121)驱动灯壳固定架(123)旋转。

6.根据权利要求5所述的一种接力式鱼群光谱定向引导装置，其特征在于，所述传动机构(121)包括转动电机(1211)和联轴器(1212)，所述联轴器(1212)连接所述转动电机(1211)和灯壳固定架(123)，所述转动电机(1211)驱动所述灯壳固定架(123)旋转。

7.根据权利要求5所述的一种光谱定向引导装置，其特征在于，所述固定组件为紧固螺钉组。

8.根据权利要求1所述的一种光谱定向引导装置，其特征在于，所述自动控制系统(3)包括自动调节模式和手动设置模式，所述自动控制系统(3)可通过自动调节模式或手动设置模式控制所述大功率光源(11)的光源功率和光色，以及控制所述旋转支架(12)的转动角度和转动速度。

9.根据权利要求1所述的一种光谱定向引导装置，其特征在于，所述聚光透镜(112)为具有调节平行光束扩散角度的聚光透镜。

10.一种接力式鱼群光谱定向导引方法，其特征在于，所述接力式鱼群光谱定向导引方法为：在岸边设置两组以上的所述光谱定向导引装置(1)和光照传感器(2)，所述光照传感器(2)自动检测周围环境亮度后输出信号至所述自动控制系统(3)，所述自动控制系统(3)根据不同的亮度情况控制所述大功率光源(11)发射不同的引导光束以及控制所述大功率光源(11)进行旋转，所述大功率光源(11)在旋转支架(12)驱动下，在水面上形成一定弧度的导引光路；

当第一组鱼群光谱定向导引装置(1)达到预定设置的极限转角位置时，第二组光谱定向导引装置(1)自动开启，同时关闭第一组光谱定向导引装置(1)，通过多组光谱定向导引装置(1)按顺序接力启动，形成一条连续的鱼群引导光路，进而实现鱼群的远距离定向导引。

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