一種漁業生物精確檢測計數與分級裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于漁業工程裝備與技術領域，涉及一種用于漁業生物的數量統計與體長大小無損自動化精確檢測的裝備，并根據體長大小檢測的結果實現漁業生物規格大小的自動化種群劃分，從而可以很便捷地統計漁業生物種群數量，挑選和區分不同大小的漁業生物，提升漁業生產過程的效率和便捷性。
【背景技術】
[0002]在漁業生產過程中，對于生物數量統計與大小檢測往往貫穿其整個過程，無論是其苗種的孵化培育、銷售運輸，還是幼體的養成以及成體的起捕與銷售，都涉及到漁業生物數量統計與大小檢測的需求。但向來沒有什么簡便的方便進行漁業生物數量的統計與大小的檢測，往往是分開進行漁業生物數量的統計與大小的檢測，或者抽樣調查獲得近似數據和信息。抽樣調查是最為常見的漁業生物檢測分析手段，但耗時費力，且對漁業生物往往造成一定的傷害。近年來，隨著科學技術手段的發展和進步，關于漁業生物計數、等級區分的技術越來越多。大體上，除取樣調查外，漁業生物的計數方法還包括電阻計數、光學計數、聲學計數、計算機視覺計數等若干種類，各自具有不同的優缺點。其中以計算機視覺計數為代表的圖像智能識別技術是發展的熱點方向之一，且可以同時進行漁業生物大小的統計與分析，缺點是對于位置重疊、首尾相連、游動的漁業生物統計分析往往存在著相當大的誤差。而關于漁業生物等級劃分的技術一般是采用機械篩分的技術，效果不錯，相關的專利技術很多，如申請號為 200410036135X、2004100623600、2010202918439、2012104756841、2012104756856、2012104757420、2013204915725等專利技術，都涉及到漁業生物的分級技術，多數是機械分級的技術手段，也不涉及漁業生物數量的統計與大小的精確測定，機械篩分的方式也多多少少會對漁業生物造成一定的損害。
[0003]當迫使漁業生物逐個地通過時，則可以很方便地實現對漁業生物逐個地數量統計和檢測，當前的一些漁業生物計數技術多數基于這樣的方案，通常以光電技術為主要的檢測手段，也包括統計其數量、重量等，相關的專利技術也比較多。如申請號為851052657、871024101、882028367、882039210、2008101621761、2010105426549、2013203099202、2013204827264等專利技術，以及一些公開報道的文獻資料，都有涉及到各種光電檢測、計算機視覺檢測、分批檢測等多種魚苗等漁業生物的計數方法。但是，目前各種漁業生物計數、分級的技術和方法中，還沒有將漁業生物大小檢測、數量統計、規格大小分級過程結合在一起的技術，相關過程通常是分開進行的，不是十分方便和快捷。本發明專利通過獨特的設計，將前述過程結合在一起，一次性地快速實現漁業生物種群數量統計、大小檢測、規格等級劃分的工作，有利于漁業生產的進行。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于解決當前已有技術的缺陷和不足之處，填補漁業生物數量統計與規格檢測以及等級劃分方面的技術空白，建立漁業生物規格檢測、數量統計、等級劃分的系統化解決方案，可以實現漁業生物群體的快速檢測與等級劃分工作。詳細的技術方案如下:
[0005]本發明設計的漁業生物精確檢測計算與分級裝置，主要包括漁業生物輸入系統、檢測系統、分級系統、控制系統四大部分組成，詳細結構組成如說明書圖附圖所示，以下逐個說明各個系統的工作原理和方式。
[0006]漁業生物輸入系統包括穩定水流輸入水龍頭、漁業生物輸入容納器、內襯篩網、直徑可調內襯墊圈、第五號電動閥門、第六號光電檢測器所組成，其功能是確保漁業生物由身體長軸方向生物一尾一尾地通過輸入系統，然后進入檢測系統部分。當漁業生物逐個地通過第五號電動閥門時，穩定水流輸入水龍頭保持一定流量的水流，防止因內襯篩網的滲漏下去流量，而導致漁業生物輸入容納器中的水位過低，同時維持整個系統中的水流暢通與連續。設待檢測分級漁業生物種群的體長、體高、體厚平均值分別為dl、d2、d3，一般情況下dl>d2>d3。則，內襯篩網的網目孔徑大小應當遠小于d2，即待檢測的漁業生物不可能通過內襯篩網漏下去。直徑可調內襯墊圈是一個塑料彈性墊圈，保持圓形的形狀，其直徑可以在檢測管道內徑范圍內進行任意地調節。
[0007]為了確保不可能出現多尾待檢測漁業生物同時通過或者擁堵的情況，直徑可調內襯墊圈的直徑應當調節在1.3-1.6倍d2之間，即一次只能容許一尾待檢測的漁業生物按照其身體長軸方向通過，不能橫著通過，也不能2尾以上的漁業生物同時通過。當系統啟動工作時，穩定水流輸入水龍頭開始輸入一定流量的水流，保持漁業生物輸入容納器中的一定的水位，維持整個系統中水流的暢通與連續，此時可以向漁業生物輸入容納器輸入待檢測的漁業生物。選擇適宜的檢測計數模式，系統開始計數工作時，第五號電動閥門首先開啟，容許一尾待檢測的漁業生物通過。而后，第五號電動閥門的開、閉由中央控制器控制。當漁業生物完全通過第六號光電檢測器，對于其光線的遮斷結束后，第六號光電檢測器向中央控制器發出一個工作信號，并由中央控制器向第五號電動閥門發出關閉的工作信號，命令第五號電動閥門處于關閉狀態，保證進入檢測系統的漁業生物被檢測分級完成前，檢測系統中有且只有一尾漁業生物。當漁業生物檢測完成后，由第十一號、第十四號、第十七號光電檢測器中的一個，向中央控制器發出檢測完成的信號，再由中央控制器向第五號電動閥門發出開啟的控制命令信號，命令第五號電動閥門開啟放入下一尾漁業生物，進入下一個計數檢測流程。基于以上工作原理，第六號光電檢測器與第五號電動閥門之間的距離應該盡量地小，遠小于漁業生物的平均體長dl，以確保第六號光電檢測器反饋給中央控制器信號并命令第五號電動閥門關閉的動作時間盡量短暫，在控制第五號電動閥門關閉之前，不會有第二條漁業生物出現在檢測系統中。也就是說，第六號光電檢測器檢測到第五號電動閥門每放入一條漁業生物后，即通知中央控制器關閉第五號電動閥門，而第五號電動閥門的再次開啟則由分級系統反饋的信號進行控制，或者暫停工作模式下，由中央控制器進行控制。
[0008]隨后，漁業生物即進入本發明裝置的檢測系統，檢測系統由第七號光電檢測器、檢測管道、第九號光電檢測器、中央控制器共同組成，其功能是精確測定漁業生物的大小，也就是其體長，設其值為未知數D厘米。而漁業生物的體重可以根據經驗公式，由其體長換算得到。檢測管道由透明材質所制成，例如玻璃或者有機玻璃等透明材質。檢測管道中所有安裝光電檢測器的位置，為平面結構，以保障光電檢測器檢測光線的有效通過與檢測。檢測管道其他位置為圓柱體結構，彎角處保持適宜的弧度，以保障漁業生物的順利通過，且不受傷害。漁業生物體長的具體檢測與計算過程詳述如后。
[0009]被檢測的漁業生物在透明檢測管道中的運動過程受重力、浮力、摩擦力等各種作用力的綜合作用，可近似視作為一種勻加速直線運動。根據說明書附圖中圖2的過程分析，當漁業生物頭部、尾部分別通過第七號光電檢測器、第九號光電檢測器的時刻分別為tl、t2、t3、t4，可由第七、九號光電檢測器檢測得到。設漁業生物在tl、t2、t3、t4時刻的運動速度分別為vl、v2、v3、v4，漁業生物運動的加速度為a，第七、九光電檢測器之間的距離為已知的L厘米，漁業生物的體長為未知的D厘米。漁業生物由tl時刻運動至t2時刻、t2時刻運動至t3時刻、tl時刻運動至t3時刻、tl時刻運動至t4時刻耗時分別為Tl、T2、T3、T4 毫秒，即:T1 = t2_tl、T2 = t3_t2、T3 = t3_tl、T4 = t4_tl。根據以上條件，由勾加速直線運動方程可以得到如下關系式:
[0010]L = vlXT3+0.5XaXT32
[0011]L+D = vlXT4+0.5XaXT42
[0012]L-D = v2X T2+0.5 X a X T22
[0013]v2 = vl+aX Tl
[0014]D = vlXTl+0.5XaXTl2
[0015]上述代數方程中，未知數有vl、v2、a、D，其他皆是可測量的已知數據，