DE3811376A1 - Verfahren und vorrichtung zum zaehlen, zur groessenmessung, aussonderung und klassifikation von beweglichen gegenstaenden - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Methode und Vorrichtungen für das Zählen, die Größenmessung, Separierung und Klassifikation beweglicher Gegenstände, insbesondere lebender Fische wie zum Beispiel Lachs und Forelle.

Die Fischzucht ist eine schnell anwachsende Industrie nicht nur in Is­ land, sondern auch in vielen anderen Ländern in der ganzen Welt. Zählen, Größenmessung der Fische und deren Klassifikation entsprechend ihrer Größe ist ein sehr wichtiger Schritt in der Technik der Fischzucht.

Jungfische, vornehmlich Junglachse, werden üblicherweise nach Zahl ver­ kauft und da mehrere Hunderttausend oder Millionen Junglachse oft gleichzeitig verkauft werden, ist es sehr wichtig, die genaue Anzahl und Größe der Junglachse, die verkauft werden, zu kennen. In der Fischzucht ist ein sehr wichtiger Faktor zum Erreichen der optimalen Wachstums­ geschwindigkeit die richtige Anzahl von Junglachsen derselben Größe in demselben Tank oder Teich. Das beruht auf dem Umstand, daß manche Fische schneller wachsen als andere und daß kleinere Fische in Gesellschaft von größeren Fischen langsamer wachsen.

Es sind verschiedene Methoden für das Zählen, die Größenmessung und die Klassifikation lebender Fische wie Lachse und Junglachse bekannt. Das Zählen wurde zuerst und hauptsächlich durchgeführt in der Weise, daß jeder einzelne Fisch gezählt und gekennzeichnet wurde, das heißt im Wege einer einfachen Handzählung. Das Messen der Größe der Fische wird her­ kömmlich entweder durch Wiegen jedes einzelnen Fisches oder durch Messen dessen Länge mittels eines Bandmasses bewerkstelligt. Es ist auch ein rollenähnliches Gebilde bekannt für die mechanische Klassifikation der Größe lebender Fische. Danach gleitet der Fisch in eine im wesentlichen horizontale Plattform, die sich zwischen zwei Zylindern befindet, die sich gegeneinander drehen. Die Zylinder neigen sich leicht abwärts in Bezug auf die horizontale Anordnung in die Richtung, in die der Fisch sich bewegt, wobei der Abstand zwischen den Zylindern gleichzeitig zunimmt. Durch die Drehung der Zylinder bewegt sich der Fisch vorwärts und fällt zwischen den Zylindern an einer bestimmten Stelle durch, wenn der Abstand zwischen den Zylindern der Dicke des Fisches entspricht.

Es ist klar, daß diese Methoden zahllose Nachteile mit sich bringen. Der Fisch muß für eine längere Zeit aus dem Wasser genommen werden, was nicht als wünschenswert betrachtet werden kann. Dies gilt insbesondere für lebende Fische wie Junglachse und kleine Lachse, die oft im Verlaufe ihrer Aufzucht gezählt und klassifiziert werden müssen. Alle Vor­ richtungen, die Reibungen verursachen und Druckstellen am Fisch mit sich bringen können, müssen als unpassend und nicht wünschenswert für die Produktion und die Behandlung lebenden Fisches betrachtet werden. Dies bringt außergewöhnliche Belastungen für den Fisch mit sich. Es ist ein noch größerer Nachteil, daß diese Methoden sehr langsam vonstatten gehen und erheblichen Einsatz von Arbeitskraft erfordern.

Gegenstand der Erfindung ist es, ein Verfahren und Vorrichtungen vor­ genannter Art zur Verfügung zu stellen, die ebenso einfach wie sicher und schnell arbeitend sind, welche die geringstmögliche Einwirkung auf den Fisch mit sich bringen und bei denen zusätzlich sich der Fisch lediglich für eine sehr beschränkte Zeit außerhalb des Wassers befindet.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird erreicht durch ein Verfahren und Vor­ richtungen, die dadurch gekennzeichnet sind, daß der Fisch an einer Meßapparatur vorbeigeführt wird, wo ein, zwei oder mehr Lichtstrahlen angeordnet sind, die zwischen Sende- und Empfangsapparatur im wesentli­ chen senkrecht zur spezifischen Bewegungsrichtung des Fisches gerichtet sind. Die Apparatur ist verbunden mit einem Mikrocomputer, wo alle Messungen eingegeben werden, wobei die Lichtstrahlen so an einem festgelegten Abschnitt angeordnet sind, daß, wenn der Fisch die Apparatur passiert und die Lichtstrahlen unterbricht die Zeit "Δ t 1", die der Fisch benötigt, um einen festgelegten Abschnitt "S" zwischen den Lichtstrahlen zurückzulegen gemessen wird, so daß es möglich ist, seine Geschwindigkeit "V" zu berechnen. Zur selben Zeit wird die Messung der Zeit "Δ t 2" vorgenommen, das ist die Zeit, die der Fisch benötigt, um einen der Lichtstrahlen zu passieren mit der Geschwindigkeit "V", die vorangehend berechnet wurde, so daß es möglich ist, seine Länge "L" durch den Mikrocomputer zu messen und den Fisch auf einen vorbestimmten Weg entsprechend seiner Größe zu leiten.

Die Methode basiert auf einer Messung der "Bewegungsgeschwindigkeit" des Fisches, von dieser wird seine Länge berechnet auf der Grundlage der Zeit, die benötigt wird, um den Fisch an einem der Lichtstrahlen vor­ beizuführen. Fig. 7 zeigt das sehr deutlich. Wenn der Fisch den ersten Lichtstrahl unterbricht, wird eine Änderung im Empfänger angezeigt, wo die vom Empfänger aufgenommene Intensität des Lichtes reduziert wurde oder ganz verschwunden ist. Die Veränderung dauert fort, bis der Fisch den Lichtstrahl passiert hat. In derselben Art erscheint eine Verände­ rung, die beispielsweise anhält, bis der Fisch den zweiten Lichtstrahl passiert hat. Das ist in Fig. 7 als "Δ t 2" auf der Linie "A 2" ange­ zeigt. Bei Messung der Zeit, die verstreicht von dem Zeitpunkt ab, wenn der Fisch den ersten Lichtstrahl unterbricht bis er den zweiten unterbricht, ist es möglich, seine Geschwindigkeit zu berechnen. Diese Zeit ist in Fig. 7 als "Δ t 1" gekennzeichnet.

Durch Messung der Zeit, während der der Lichtstrahl unterbrochen bleibt (die Zeit, die der Fisch zum Passieren des Lichtstrahls benötigt), ist es möglich, seine Länge "L" zu berechnen, wie voranstehend dargestellt.

V = Bewegungsgeschwindigkeit S = Abstand zwischen den Lichtstrahlen Δ t 1 = Die Zeit, die benötigt wird, den Fisch zwischen den Lichtstrahlen zu bewegen

L = Länge des Fisches Δ t 2 = Die Zeit, die benötigt wird, um den Fisch den Lichtstrahl passieren zu lassen L = V × Δ t 2.

Die Biomasse des Fisches (Lachs) kann geschätzt werden durch die Formel

Durch Bestimmung von K ist es daher möglich, die Biomasse des Fisches zu berechnen.

1 K 1.4

K kann bestimmt werden durch einfache Messungen, da es zuvörderst und vorrangig abhängig ist von der Spezies und dem Zustand des Fisches.

Die Lichtempfänger der Apparatur sind demgemäß verbunden mit einem Mikrocomputer, der die Zeit "Δ t 1" und "Δ t 2" anhand der Änderung der Stärke des Lichtes mißt und registriert, das beim Empfänger ankommt. Gleichzeitig zählt und registriert der Computer die Anzahl der Ablenkungen von entweder einem oder beiden Empfängern, die der Anzahl von Fischen entspricht, die die Apparatur passiert haben. Die Länge jeden Fisches und deren Klassifikation wird ebenfalls gespeichert. Ent­ sprechend der Arbeitsgeschwindigkeit des Computers ist es möglich, einen Befehl zu geben, entsprechende Tore zu öffnen, um den Fisch in einen speziellen Kanal entsprechend seiner Klassifikation zu leiten.

Bei der Lachszucht wie auch bei der Zucht anderer Fischarten ist es ebenfalls wichtig, die genaue Anzahl der Fische und die Größe aller Fische in jedem Behälter oder Teich zu kennen. Nach der vorbeschriebenen Verfahrensweise ist es möglich, die vorteilhafteste Fütterung, Sauer­ stoffzufuhr, Wasseraustausch, genaue Temperatur und korrekte Versorgung mit Pharmazeutika in jedem einzelnen Behälter oder Teich zu erreichen und dadurch den optimalen Zuchterfolg zu erreichen. Dies wird möglich, wenn man in einer einfachen und schnellen Art und Weise den Fisch zählt, ihre individuelle Größe mißt und klassifiziert. Messen und Klassifi­ zieren sind ebenfalls von großer Bedeutung im Hinblick auf den Handel mit und den Kauf lebender Junglachse und insbesondere im Falle von kleinen Fischen die häufig zu mehreren Hunderttausend verkauft werden. Diese stellen einen großen wirtschaftlichen Wert dar und es ist von großer Bedeutung für Käufer und Verkäufer, genaue Kenntnis von der Anzahl der Größe und dem Gewicht der zu verkaufenden Fische zu haben.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist desweiteren dadurch gekennzeichnet, daß die Fördervorrichtung, in die der Fisch gelegt wird, im Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung im wesentlichen V-förmig ausgebildet ist und daß der Fisch so in eine fixierte Neigung in Längsrichtung gelegt wird, daß der Fisch in der Fördervorrichtung gehalten wird und daß, wenn er an einer Meßapparatur vorbeigleitet, es möglich wird, jeden individuellen Fisch zu zählen und dessen Größe zu messen. Der Ümstand, daß die Fördervorrichtung vornehmlich V-förmig im Querschnitt ausgebildet ist wie in Fig. 1, 3 und 5 dargestellt, wirkt insbesondere hinsichtlich lebenden Fisches, der in die Vorrichtung gelegt ist, dergestalt, daß er praktisch nicht in der Lage ist, sich durch eigene Kraft fortzubewegen.

Die Wände der Fördervorrichtung unterstützen den Fisch in seiner ganzen Länge. Aufgrund des Zusammenspiels der V-Form der Förderanlage und der physischen Form des Fisches liegt er entweder auf seinem Rücken oder Bauch. Hinsichtlich der Fähigkeit lebenden Fisches, sich besonders auf die Seite zu legen, wird dies weitgehend durch die Wände der Förder­ vorrichtung verhindert. Der Boden dieser Fördervorrichtung unterstützt dieses gewünschte Ziel und behindert die vertikale Bewegung des Fisches. Durch Neigung der Fördervorrichtung erhält der Fisch eine spezielle Geschwindigkeit, die darauf zurückzuführen ist, daß die Schwerkraft erhöht wird, so daß der Fisch durch die Meßapparaturen ohne angestoßen zu werden durchgleitet.

Die Fördervorrichtung ist darüberhinaus erfindungsgemäß dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie schließlich ab einem bestimmten Abschnitt ein kon­ tinuierliches Gefälle aufweist. Dies hat die Wirkung daß, wenn der Fisch den Abschnitt oder die Stelle in der Fördervorrichtung erreicht, wo das Gefälle kontinuierlich zunimmt, seine Geschwindigkeit in Richtung der Fördervorrichtung ansteigt mit der Wirkung, daß die Fische hinreichend von jedem einzelnen Fisch getrennt werden ohne jede Beeinflussung von dem in der Fördervorrichtung nachfolgenden Fisch. Die Vorrichtung ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß Wasser auf dem Boden der Fördervorrichtung fließt und hierdurch die Fortbewegung des Fisches erheblich vereinfacht wird. Das Wasser dient als Gleitmittel zwischen dem Fisch und der Fördervorrichtung. Das Verfahren und die Vorrichtung, die voranstehend beschrieben wurden, können hierdurch eine beachtliche Auswirkung auf die Praktikabilität der Fischzucht haben.

Die Erfindung wird nachfolgend detaillierter beschrieben unter Bezug­ nahme auf die beigefügten Zeichnungen.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt von Fig. 2 senkrecht zur Fördervor­ richtung.

Fig. 2 zeigt eine Illustration der Seiten der geneigten Fördervor­ richtung mit dem Fülltank.

Fig. 3 zeigt eine isometrische Ansicht der Fördervorrichtung mit einem Fülltank.

Fig. 4 zeigt eine Anordnung der Meßvorrichtung in Draufsicht.

Fig. 5 zeigt eine Anordnung der Meßvorrichtung gesehen aus der Bewe­ gungsrichtung des Fisches.

Fig. 6 zeigt eine Vorrichtung der Meßapparatur im Klassifikationssystem.

Fig. 7 zeigt das Schema eines Signal/Zeitschaubildes für die Meß­ apparatur.

Fig. 1 zeigt den Querschnitt I-I der Fig. 2 senkrecht zur Längsrichtung der Fördervorrichtung. Die Fördervorrichtung besteht aus zwei Wandein­ heiten (4, 5), die die Fördervorrichtung bilden. Ein Fisch, dessen Quer­ schnitt (3) praktisch oval ist, liegt wie in der Abbildung dargestellt, an den Innenseiten der Wände (6) und auf dem Boden (2) der Fördervor­ richtung.

Fig. 2 zeigt die Seitenansicht der Fördervorrichtung (1), wo an ihrem oberen Ende ein Fülltank (8) angeordnet ist. Am Einfüllpunkt (7) ist das Gefälle der Fördervorrichtung im wesentlichen gleichbleibend, aber weiter unten der Fördervorrichtung entwickelt sie ein gleichmäßiges und danach zunehmendes Gefälle im Bereich eines festliegenden Abschnittes (19), aber an seinem Ende (18) ist das Gefälle wieder gleichbleibend geworden. In diesem Bereich ist eine Meßvorrichtung (11) angeordnet. Sie besteht beispielsweise aus zwei Paaren von übertragenden und empfan­ genden Apparaten, angeschlossen an eine Mikrocomputerverbindung (14). Von der Fördervorrichtung fällt der Fisch beispielsweise in einen Zuchttank und wird in einen Zuchttank entsprechend seiner Größe gelenkt.

Fig. 3 zeigt eine Fördervorrichtung und einen Fülltank (8), wo der Fisch hineingeschaufelt wird durch eine oben angebrachte Öffnung (15). Durch Wasserspritzen auf den Fisch beispielsweise durch eine Öffnung (16) in der Wand (17) des Fülltankes das desen oberes Ende (17) bildet, sucht der Fisch einen Weg dort heraus oder er wird in die Fördervorrichtung gespült. Hierdurch rutscht der Fisch abwärts entlang der Fördervorrichtung, wobei er durch die inneren Wände der Fördervorrichtung (6) gehalten wird, durch den Beschleunigungsteil (19) und durch die Meßvorrichtungen (11, 12, 13) und hinaus am unteren Ende der Fördervorrichtung (18) in den Zuchtbehälter.

Fig. 4 zeigt zwei Signalsender (22, 23), die an einem fixierten Ab­ schnitt (27) in der Fördervorrichtung, durch die die Fische geführt werden, angebracht sind. Diese übertragen Lichtsignale senkrecht zur Bewegungsrichtung des Fisches (21). Gegenüber den Sendevorrichtungen (22, 23) sind Empfänger (24, 25), die die gesendeten Signale empfangen und im Falle der Anderung der Intensität des Lichtes eine entsprechende Nachricht an die Mikrocomputer oder Aufnahmeapparate (26) übermitteln.

Fig. 5 zeigt einen Fisch (21), der in die Fördervorrichtung eingebracht ist zwischen einem Lichtsignalsender (22) und Empfänger (25), so daß der Lichtstrahl (36) unterbrochen wird und die Lichtsignale gehindert werden, vollständig den Empfänger zu erreichen (25).

Fig. 6 zeigt die Anordnung der Meßvorrichtungen (27) zwischen einem Zuchttank (34) und drei Klassifikationstanks (31, 32, 33). Der Fisch wird vom Zuchttank durch die Vorrichtung (37) in den für ihn bestimmten Behälter, abhängig davon, welches Klassifizierungstor (35) geöffnet ist, bewegt.

Fig. 7 zeigt schematisch das Signal/Zeitschaubild für die Vorrichtung zum Zählen und Messen der Länge. A 1 zeigt die Ablenkung, wenn der Fisch den Lichtstrahl unterbricht und die erste Sende- und Empfangsvorrichtung (22, 25) überquert und bis er den Lichtstrahl passiert hat. In derselben Weise zeigt A 2 eine Ablenkung, wenn der Fisch den zweiten Lichtstrahl mit der Nase unterbricht und der Ausschlag bleibt, bis der Fisch mit seinem Schwanz den Sensor passiert hat. "Δ t 1" ist die Periode, die verstreicht von der Zeit, die der Fisch den ersten Lichtstrahl unterbricht bis er den zweiten Lichtstrahl unterbricht. "Δ t 2" ist das Zeitintervall in dem der erste oder zweite Lichtstrahl unterbrochen ist.

Die Erfindung, die voranstehend beschrieben wurde, ist nicht beschränkt auf die voranstehend beschriebenen Anwendungsbeispiele, sondern kann in vielen unterschiedlichen Wegen verwirklicht werden ohne prinzipielle Abweichung von der oben beschriebenen erfinderischen Idee. Zum Beispiel können die Verfahren und Vorrichtungen benutzt werden zum Zählen, Formatmessen und Klassifizieren toter Fische wie Kabeljau als auch anderer Teile.

Claims (12)

1. Verfahren zum Zählen, zur Größenmessung und Klassifizierung be­ weglicher Gegenstände insbesondere lebender Fische wie Junglachse, dadurch gekennzeichnet, daß der Fisch an Meßvorrichtungen vorbei­ geführt wird, wo einer, zwei oder mehrere Lichtstrahlen zwischen einer Sendevorrichtung (22, 23) und Empfangsvorrichtung (25, 24) gerichtet sind, im wesentlichen senkrecht zu einer spezifischen Bewegungsrichtung des Fisches (21) und die Vorrichtung angeschlossen ist an einen Mikrocomputer (26), in den alle Meßdaten eingegeben werden, wobei die Lichtstrahlen an fixierten Abschnitten so angeordnet sind, daß wenn der Fisch die Vorrichtung passiert und die Lichtstrahlen unterbricht, die Zeit "Δ t 1", die der Fisch benötigt, um einen fixierten Abschnitt "S" (27) zwischen den Lichtstrahlen zurückzulegen, gemesssen wird, so daß es möglich ist, seine Ge­ schwindigkeit "V" zu berechnen und zur gleichen Zeit eine Zeit "Δ t 2" gemessen wird, die der Fisch benötigt, um einen der Lichtstrahlen mit einer Geschwindigkeit "V", die vorher gemessen wurde, zurückzulegen, wodurch es möglich gemacht wird, seine Länge zu berechnen und ihn auf einen bestimmten Weg entsprechend seiner Länge zu dirigieren.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung des Zeitintervalls "Δ t 1", das sich ergibt aus der Zeit, die der Fisch den ersten Lichtstrahl mit seiner Nase unterbricht und bis er den zweiten Lichtstrahl mit seiner Nase unterbricht sowie zur selben Zeitmessung des Zeitintervalls "Δ t 2", das dauert von der Zeit, die der Fisch entweder den ersten oder den zweiten Lichtstrahl mit seiner Nase unterbricht und bis der ganze Fisch den Lichtstrahl passiert hat in einen Mikrocomputer für die Berechnung der Länge des Fisches eingegeben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrocomputer (26) die Anzahl der Fische, die durch die Vorrichtung passieren, zählt und speichert, sooft wie der Lichtstrahl unter­ brochen wird.

4. Verfahren nach Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenn der Computer zählt und speichert, die Anzahl der Fische, die durch die Vorrichtung passieren, er deren errechnete Länge speichert und sie auf einen speziellen Weg entsprechend ihrer Länge führt und speichert, in welchen Weg jeder Fisch geführt wurde und wieviele Fische auf einen speziellen Weg geschickt wurden.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß aufgrund der berechneten Länge des Fisches der Fisch durch Computersignale durch Öffnen und Schließen von Toren, die für diesen Zweck vorgesehen sind, in spezielle Abteilungen (31, 32, 33) geleitet wird.

6. Vorrichtung für das Zählen, die Größenmessung und die Klassifi­ zierung beweglicher Gegenstände insbesondere lebender Fische wie Junglachse bestehend aus einer Transportvorrichtung, in der der Fisch schwimmt oder entlang derer er transportiert wird beispielsweise durch oder vorbei an Meßvorrichtungen, die die Anzahl der Fische mißt, deren Größe mißt und sie klassifiziert, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördervorrichtung (1) im Querschnitt senk­ recht zu ihrer Längsrichtung im wesentlichen V-förmig ausgebildet ist, so daß der Fisch in der Fördervorrichtung gehalten wird, während er an der Meßvorrichtung vorbeigleitet, so daß ein Fisch simultan mit seiner Größenmessung gezählt werden kann.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen den Wänden (4, 5) der Fördervorrichtung, die V-förmig ausgebildet ist, ungefähr 35°-55°, im wesentlichen 40° ausmacht, so daß der Fisch in der Fördervorrichtung entsprechend seiner Größe gehalten wird.

8. Vorrichtung nach Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördervorrichtung angeordnet ist mit einer in Längsrichtung fixier­ ten Neigung, so daß der Fisch in der Fördervorrichtung an der Meß­ vorrichtung vorbeigleitet.

9. Vorrichtung nach Ansprüchen 6, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß Wasser auf den Boden (2) der Fördervorrichtung fließt und die Fortbewegung des Fisches entlang der Fördervorrichtung erleichtert.

10. Vorrichtung entsprechend Ansprüchen 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefälle der Fördervorrichtung von der ursprünglichen Stel­ lung (7) in seiner Längsrichtung wenigstens teilweise zunimmt, wodurch der Fisch entlang der Fördervorrichtung eine ständig anstei­ gende Beschleunigung erfährt und daß ein Abstand gebildet wird zwischen zwei oder mehr Fischen, die entlang der Fördervorrichtung hintereinander gleiten.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7-10, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungskoeffizient der Fördervorrichtung in Längsrichtung mindestens höher als der erste Grad ist.

12. Verfahren und Vorrichtung wie voranstehend prinzipiell beschrieben und in den beigefügten Zeichnungen dargestellt.