KR102563980B1 - 양식어류의 밀식률 자동측정장치 및 자동측정방법 - Google Patents

양식어류의 밀식률 자동측정장치 및 자동측정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 양어장의 수조에 서식하는 양식어류의 밀식률을 자동측정할 수 있도록 함과 아울러 연속적으로 측정할 수 있도록 한 어류의 밀식률 자동측정장치 및 자동측정방법에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 수조 내에 채워진 물과 어류를 포함하는 저항값을 측정하기 위한 전체 수조 저항측정기, 수조내에 채워진 물의 저항값을 측정하기 위한 배경 저항측정기, 상기 전체 수조 저항측정기와 배경 저항측정기에서 각각 측정된 정보를 이용하여 저항의 변동값을 계산하고 이를 변환하여 양식어류의 밀식률을 연산할 수 있도록 한 데이터처리장치를 포함하는 양식어류의 밀식률 자동측정장치 및 장동측정방법을 특징으로 한다.

Description

양식어류의 밀식률 자동측정장치 및 자동측정방법 {AUTOMATIC MEASURING DEVICE AND AUTOMATIC MEASURING METHOD OF FISH MASS}
본 발명은 양어장의 수조에 서식하는 양식어류의 밀식률을 자동측정할 수 있도록 함과 아울러 연속적으로 측정할 수 있도록 한 어류의 밀식률 자동측정장치 및 자동측정방법에 관한 것이다.
일반적으로 양식어류의 밀식률은 수조의 물에 대한 물고기의 밀식 정도를 정량화할 수 있도록 한 것으로, 이는 양식어의 분조(양식 밀도를 조절하기 위하여 다른 수조에 나누어 담거나 옮기는 작업) 시기를 결정하거나 물고기의 원활한 성장을 위해 참고해야 하는 매우 중요한 인자이며, 특히 스마트양식에 있어 집단폐사를 예방하거나 간접적으로 어류의 무게를 추정할 수 있는 매우 중요한 지표에 해당된댜.
이러한 양식어류의 밀식률은 지나치게 높을 경우 어류의 성장이 저해되고, 먹이 활동시에 용존산소 농도가 급격하게 감소하여 물고기가 순식간에 대량 폐사할 위험이 있고, 밀식율이 낮을 경우 수조와 재원들을 충분히 활용하지 못하므로 경제성이 떨어지는 문제점이 있다.
한편, 스마트 양식에서는 정확한 밀식률의 측정을 통해 최적 분조 시기와 사망확률 예측, 최적 급이량 등을 판단해야 하지만 양식업자의 경험이나 단순히 육안으로 밀식률을 추정하여 분조 시기를 결정하며, 현재까지 정량화할 수단이 없어 이를 수치화하여 활용하는 양식장은 전무한 실정이며, 이는 최근 스마트양식 연구에서도 마찬가지 실정이다.
따라서 본 발명은 이러한 문제들을 해결하기 위해 밀식률을 정량화하여 이를 양식어류의 밀식률을 자동측정할 수 있도록 함과 아울러 연속적으로 측정할 수 있도록 함에 있다.
KR 제10-2274057호 KR 제10-2182963호
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 수조내에 채워진 물과 어류를 포함하는 저항값을 측정하기 위한 전체 수조 저항측정기, 수조내에 채워진 물의 저항값을 측정하기 위한 배경 저항측정기, 상기 전체 수조 저항측정기와 배경 저항측정기에서 각각 측정된 정보를 이용하여 저항의 변동값을 계산하고 이를 변환하여 양식어류의 밀식률을 산출할 수 있도록 한 데이터처리장치를 포함하는 양식어류의 밀식률 자동측정장치 및 이를 이용한 밀식률 자동측정방법을 제공함에 있다.
본 발명은 수조 내에 채워진 물과 어류를 포함하는 저항값을 측정하기 위한 전체 수조 저항측정기, 수조내에 채워진 물의 저항값을 측정하기 위한 배경 저항측정기, 상기 전체 수조 저항측정기와 배경 저항측정기에서 각각 측정된 정보를 이용하여 저항의 변동값을 계산하고 이를 변환하여 양식어류의 밀식률을 연산할 수 있도록 한 데이터처리장치를 포함하는 양식어류의 밀식률 자동측정장치를 특징으로 한다.
상기 전체 수조 저항측정기는, 수조의 서로 대응된 위치의 양측벽 내측에 설치되고 전류가 통과되는 제1전도체, 상기 제1전도체와 상호 연결되어 제1전도체 사이에 위치한 물과 어류를 포함하는 수중저항을 측정하도록 한 제1저항측정부, 상기 제1저항측정부에 의해 측정된 정보를 데이터처리장치로 인가하는 제1전송부로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 배경 저항측정기는, 수조내의 수면 일측 부분에 설치되어 물이 담겨지도록 한 측정조, 상기 측정조의 외측면에 슬라이딩되게 결합되어 측정조에 담겨진 물만을 가두어 정체된 상태로 유지시킬 수 있도록 한 커버로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 배경 저항측정기의 측정조는 수조내의 수면 일측 수중에 일부가 잠길 수 있도록 설치되고 수중에 잠기는 측부에 통수구멍이 형성되어 커버에 의해 통수구멍을 걔페할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
상기 배경 저항측정기의 측정조에는 양측벽 내측에 각각 설치되고 전류가 통과되는 제2전도체, 상기 제2전도체와 상호 연결되어 제2전도체 사이의 수중저항을 측정하도록 한 제2저항측정부, 상기 제2저항측정부에 의해 측정된 정보를 데이터처리장치로 인가하는 제2전송부가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 배경 저항측정기의 커버는 상하 관통되어 있는 관체로 구비되어 측정조의 외측면을 따라 상.하부로 슬라이딩되게 결합되고, 커버의 내측면 상측에 스톱퍼가 형성된 구성으로, 커버가 하부로 슬라이딩되어 측정조의 통수구멍을 차단하는 위치에 도달하면 스톱퍼에 의해 하강을 방지할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
상기 데이터처리장치는, 상기 전체 수조 저항측정기와 배경 저항측정기에서 전송되는 측정값이 각각 입력되고, 입력되는 전체 수조 저항값과 배경 저항값의 차이에 따른 변동값을 계산한 다음 상기 저항 변동값을 어류의 무게비 또는 부피비로 변환하는 알고리즘을 통해 어류의 밀식률을 산출할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
상기 자동측정장치를 이용하되 수조내에 채워진 물과 어류를 포함하는 전체 수조 저항값을 측정하는 단계; 수조내에 채워진 물의 저항값을 측정하는 배경 저항값 측정단계; 상기 수조 저항값과 배경 저항값를 이용하여 저항 변동값을 계산하는 단계; 상기 저항 변동값을 어류의 무게비 또는 부피비로 변환하는 알고리즘을 통해 어류의 밀식률을 산출하는 단계;를 포함하는 양식어류의 밀식률 자동측정방법을 특징으로 한다.
본 발명은 양어장의 수조에 서식하는 양식어류의 밀식률을 자동측정할 수 있도록 한 수단으로 어류의 분조 시기 결정 및 사망확률 예측, 최적 급이량 등을 정량화할 수 있게 되어 어류의 생산성을 높이고 스마트양식을 효과적으로 수행할 수 있도록 한 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 양식어류의 밀식률 자동측정장치를 수조에 설치한 실시예를 개략적으로 나타낸 전면도.
도 2는 은 본 발명에 의한 양식어류의 밀식률 자동측정장치에서 배경 저항측정기의 측정조에 물이 담겨지는 것을 나타낸 확대 단면 예시도.
도 3은 본 발명에 의한 양식어류의 밀식률 자동측정장치에서 배경 저항측정기의 측정조에 물이 담겨진 상태에서 커버에 의해 물이 가두어진 것을 나타낸 확대 단면 예시도.
도 4는 본 발명에 의한 양식어류의 밀식률 자동측정장치의 구성 실시예를 나타낸 블록도.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명에 의한 양식어류의 밀식률 자동측정장치는, 수조(10)내에 채워진 물과 어류를 포함하는 저항값을 측정하기 위한 전체 수조 저항측정기(20), 수조(10)내에 채워진 물의 저항값을 측정하기 위한 배경 저항측정기(30), 상기 전체 수조 저항측정기(20)와 배경 저항측정기(30)에서 각각 측정된 정보를 이용하여 저항의 변동값을 계산하고 이를 변환하여 양식어류의 밀식률을 산출할 수 있도록 한 데이터처리장치(40)를 포함하는 구성으로 되어 있다.
상기 전체 수조 저항측정기(20)는, 수조(10)의 서로 대응된 위치의 양측벽 내측에 각각 설치되고 전류가 통과되는 제1전도체(21)(21'), 상기 제1전도체(21)(21')와 상호 연결되어 제1전도체(21)(21') 사이에 위치한 물과 어류를 포함하는 수중저항을 측정하도록 한 제1저항측정부(22), 상기 제1저항측정부(22)에 의해 측정된 정보를 데이터처리장치(40)로 인가하는 제1전송부(23)가 구비되어 있다.
제1전도체(21)(21')는 수조(10)의 바닥면과 이격되고 수직선상으로 배치되어 수조(10)내에 채워진 물과 양식되는 어류를 포함하는 수중 저항값을 측정할 수 있도록 되어 있다. 상기 수중 저항값 측정시에 심한 노이즈 등이 발생하는 경우에는 리액턴스 값을 이용할 수도 있다.
상기 배경 저항측정기(30)는, 수조(10)내의 수면 일측 부분에 수조(10)내의 물이 담겨지도록 한 측정조(35), 상기 측정조(35)의 외측면에 상하로 슬라이딩되게 결합되어 측정조(35)에 담겨진 물만을 가두어 정체된 상태로 유지시킬 수 있도록 한 커버(38)로 크게 나뉘어진다.
상기 배경 저항측정기(30)의 측정조(35)는 수조(10)내의 수면 일측 수중에 일부가 잠길 수 있도록 설치되고 수중에 잠기는 측부에 통수구멍(36)이 형성되어 커버(38)에 의해 통수구멍(36)을 걔페할 수 있도록 되어 있다.
또한, 배경 저항측정기(30)의 측정조(35)에는 양측벽 내측에 각각 설치되고 전류가 통과되는 제2전도체(31)(31'), 상기 제2전도체(31)(31')와 상호 연결되어 제2전도체(31)(31') 사이의 수중저항을 측정하도록 한 제2저항측정부(32), 상기 제2저항측정부(32)에 의해 측정된 정보를 데이터처리장치(40)로 인가하는 제2전송부(33)가 구비되어 있다.
배경 저항측정기(30)의 커버(38)는 상하 관통되어 있는 관체로 구비되어 측정조(35)의 외측면을 따라 상.하부로 슬라이딩되게 결합되고, 커버(38)의 내측면 상측에 스톱퍼(39)가 형성된 구성으로, 커버(38)가 하부로 슬라이딩되어 측정조(35)의 통수구멍(36)을 차단하는 위치에 도달하면 스톱퍼(39)에 의해 하강을 방지하여 측정조(35)에 담겨진 물을 수조(10)와 차단하는 수단으로 측정조(35)의 물을 정체시킨 상태로 만들어 수조(10)내에 채워진 물의 저항값을 계산할 수 있도록 한다.
이때, 커버(38)의 상단부는 수조(10)의 수면보다 높은 위치에 놓여질 수 있는 높이를 갖도록 구비하여 커버(38)가 슬라이딩되는 과정에서도 커버(38)의 상부를 통해 물이 측정조(35)로 유입되는 것을 방지하도록 함이 바람직하다.
상기 데이터처리장치(40)는, 상기 전체 수조 저항측정기(20)와 배경 저항측정기(30)에서 전송되는 측정값이 각각 입력되고, 상기 입력되는 전체 수조 저항값과 배경 저항값의 차이에 따른 변동값을 계산한 다음 상기 저항 변동값을 어류의 무게비 또는 부피비로 변환하는 알고리즘을 통해 어류의 밀식률을 산출할 수 있도록 한다.
그리고, 상기 데이터처리장치(40)에서 산출되는 양식어류의 밀식률 정보는 디스플레이부(50)를 통해 사용자 확인 또는 통신모듈(60)을 통해 서버 또는 데이터베이스로 실시간 전송하여 스마트 양식을 위한 다양한 목적으로 활용할 수 있도록 함이 바람직하다.
상기와 같은 본 발명에 의한 양식어류의 밀식률 자동측정장치를 이용한 밀식률 측정방법을 설명하면 다음과 같다.
수조내에 채워진 물과 어류를 포함하는 전체 수조 저항값을 측정하는 단계; 수조(10)내에 채워진 물의 저항값을 측정하는 배경 저항값 측정단계; 상기 수조 저항값과 배경 저항값를 이용하여 저항 변동값을 계산하는 단계; 상기 저항 변동값을 어류의 무게비 또는 부피비로 변환하는 알고리즘을 통해 어류의 밀식률을 산출하는 단계;를 포함한다.
상기 수조 저항값을 측정하는 단계;에서는, 수조(10)내에 채워진 물과 어류를 포함하는 수조 저항값을 측정하되 이는 전체 수조 저항측정기(20)를 이용하여 수조(10)의 양측벽 내측에 각각 설치된 제1전도체(21)(21')에 전류를 공급하여 수조 내부의 전도도(conductance)를 아래와 같은 식으로 구하여 수조 저항값 측정이 이루어질 수 있다.
G=1/R ----------------------- (식 1)
G : 전기 전도도(conductance)
R : 저항(resistance)
물의 전도도는 수조(10)내의 수온과 수중의 이온 농도에 크게 영향을 받기 때문에 수조내 물의 전도도는 매시간 변할 수 있다
상기 배경 저항값 측정단계에서는, 수조(10)내의 수면 일측 하부에 설치된 배경 저항측정기(30)를 이용하여 측정조(35)의 양측벽에 설치된 제1전도체(21)(21')에 전류를 공급하여 측정조(35)에 담겨져 있는 물의 저항값을 측정한다.
즉, 이는 어류를 제외한 배경 전도도(background conductance)를 따로 측정할 필요가 있으며, 배경전도도를 측정하기 위해서는 수조 내에서 수조(10)보다 훨씬 작은 크기로 구비된 측정조(35) 내부의 전도도를 다음과 같은 식으로 구하여 배경 저항값 측정이 이루어질 수 있다.
Gb=1/Rb --------------------------------------------- (식 2)
Gb: 배경 전도도(background conductance)
Rb : 배경 저항(background resistance)
상기 저항 변동값을 계산하는 단계에서는, 배경 저항측정기(30)의 측정시에 수조(10)는 동일한 물을 사용함으로써 배경저항측정기(30) 내의 물의 전도도나 큰 수조 내의 물의 전도도는 거의 같기 때문에, 수조(10) 내의 물과 어류를 포함하는 전체 수조 저항값(R)에서 배경 저항값(Rb)을 빼면 수조 내 양식어류로 인한 저항의 변동값()을 구할 수 있다.
--------------------- (식 3)
Rb : 어류로 인한 저항의 변동값
상기 어류의 밀식률을 산출하는 단계에서는 수조의 저항 변동값을 어류의 무게비 또는 부피비로 변환하는 알고리즘을 통해 아래와 같은 관계식을 이용해 어류의 밀식률을 산출할 수 있다.
----------------------- (식 4)
D : 밀식률
r : 저항비
Figure 112022090260230-pat00005
,
Figure 112022090260230-pat00006
: 밀식률 변환계수
저항 비(r)는 아래와 같이 구할 수 있다.
------------------- (식 5)
또는,
------------------- (식 6)
상기 식 5 및 식 6으로 이루어진 두가지 식은 모두 적용이 가능하다.
상기 식 4에서
Figure 112022090260230-pat00009
와
Figure 112022090260230-pat00010
값은 사전 실험을 통해 추정되어야 하는다. 그 목적은 r을 실제 물과 어류의 무게비 또는 부피비로 변환하기 위한 것으로, 아래의 표 1에 예시한 바와 같다.
아래의 표 2는 양식어류의 밀식률(D)과 무게비의 상관관계를 그래프로 나타낸 것이다.
한편, 저항비(r)가 일정하다면 밀식률 D도 항상 일정한 값을 유지하며, 목표하는 결과물이 무차원수이므로 r값을 정확한 물과 어류의 부피비나 무게비로 반드시 변환할 필요는 없다.
즉, 위 식 4의 과정이 없이 r값 자체만으로 스마트 양식의 머신러닝에서 설명변수로써 충분히 활용이 가능할 수도 있는 것이다.
이상에서 본 발명은 상기 실시예를 참고하여 설명하였지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.
10 : 수조 20 : 전체 수조 저항측정기
21,21' : 제1전도체 22 : 제1저항측정부
23 : 제1전송부 30 : 배경 저항측정기
31,31' : 제2전도체 32 : 제2저항측정부
33 : 제2전송부 35 : 측정조
36 : 통수구멍 38 : 커버
39 : 스톱퍼 40 : 데이터처리장치
50 : 디스플레이부 60 : 통신모듈

Claims (4)

  1. 수조(10)내에 채워진 물과 어류를 포함하는 저항값을 측정하기 위한 전체 수조 저항측정기(20),
    수조(10)내에 채워진 물의 저항값을 측정하기 위한 배경 저항측정기(30),
    상기 전체 수조 저항측정기(20)와 배경 저항측정기(30)에서 각각 측정된 정보를 이용하여 저항의 변동값을 계산하고 이를 변환하여 양식어류의 밀식률을 연산할 수 있도록 한 데이터처리장치(40)를 포함하고,
    상기 배경 저항측정기(30)는,
    수조(10)내의 수면 일측 부분에 설치되어 물이 담겨지도록 한 측정조(35),
    상기 측정조(35)의 외측면에 상하로 슬라이딩되게 결합되어 측정조(35)에 담겨진 물만을 가두어 정체된 상태로 유지시킬 수 있도록 한 커버(38)로 이루어진 것을 특징으로 하는 양식어류의 밀식률 자동측정장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전체 수조 저항측정기(20)는,
    수조(10)의 서로 대응된 위치의 양측벽 내측에 설치되고 전류가 통과되는 제1전도체(21)(21'),
    상기 제1전도체(21)(21')와 상호 연결되어 제1전도체(21)(21') 사이에 위치한 물과 어류를 포함하는 수중저항을 측정하도록 한 제1저항측정부(22),
    상기 제1저항측정부(22)에 의해 측정된 정보를 데이터처리장치(40)로 인가하는 제1전송부(23)가 구비되는 것을 특징으로 하는 양식어류의 밀식률 자동측정장치.
  3. 삭제
  4. 제 1항의 양식어류의 밀식률 자동측정장치를 이용하되
    수조내에 채워진 물과 어류를 포함하는 전체 수조 저항값을 측정하는 단계;
    수조내에 채워진 물의 저항값을 측정하는 배경 저항값 측정단계;
    상기 수조 저항값과 배경 저항값를 이용하여 저항 변동값을 계산하는 단계;
    상기 저항 변동값을 어류의 무게비 또는 부피비로 변환하는 알고리즘을 통해 어류의 밀식률을 산출하는 단계;를 포함하는 양식어류의 밀식률 자동측정방법.


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