способ акустического учета рыб в потоке воды

Формула изобретения

Способ акустического учета рыб в потоке воды, предусматривающий озвучивание поперечного сечения потока N-м количеством дискретно разнесенных вдоль него и расположенных на носителях источников вертикально направленных акустических полей, отличающийся тем, что носители размещают параллельно друг другу в придонной и приповерхностной зонах сечения, источники располагают в шахматном порядке, обеспечивая озвучивание учетной зоны к поверхности воды и к дну, а расстояния между вертикальными осями соседних акустических полей устанавливают не превышающими половину их ширины на границах учетной зоны.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к рыбному хозяйству и предназначено для использования в системах контроля и подсчета рыб при проходе их к местам нереста в реках, каналах и рыбоходных сооружениях.

Акустические способы являются наиболее универсальными применительно к решению задач учета рыб в потоке воды в самых различных условиях практического применения (Марколия А.И. Акустические методы учета рыб в реках и рыбоходах. Ростов-на-Дону, Ростиздат, 2003, с.39-40).

Известен способ акустического учета рыб в потоке воды путем озвучивания заданного участка водной среды в поперечном горизонтальном направлении одним акустическим полем конусообразной формы, реализованный в устройстве (а.с. СССР №644424, кл. А 01 К 61/00, 1979), содержащем одноканальный излучающеприемный тракт, включающий генератор, приемник, гидроакустическую антенну и блок запуска, и счетно-логическую схему. К недостаткам этого способа следует отнести ограниченное перекрытие учетной зоны и маскировку эхосигналов от рыбы отражениями от поверхности дна и воды, что снижает достоверность данных о рыбе в зоне учета.

Известен способ акустического учета рыб в потоке воды путем озвучивания заданного участка водной среды в поперечном горизонтальном направлении одним акустическим полем, слабо расходящимся в горизонтальной и особенно вертикальной плоскости (благодаря использованию линейной антенны, работающей в ближней, или так называемой прожекторной зоне (Марколия А.И. Акустические методы учета рыб в реках и рыбоходах. Ростов-на-Дону, Ростиздат, 2003, с.143). Он реализован в устройстве по а.с. СССР №1242083, кл. А 01 К 61/00, 1986, содержащем одноканальный излучающеприемный тракт, включающий генератор, приемник, гидроакустическую антенну и блок запуска, многоканальную счетно-логическую схему с блоком управления и индикатор. Основным недостатком данного способа является маскировка эхосигналов от рыбы отражениями от неровностей дна, ограничивающая точность и достоверность учета рыб в поперечном сечении учетной зоны. Снижение влияния указанного недостатка требует существенных материальных и временных затрат на выравнивание дна, что во многих практических ситуациях не может быть реализовано. В последнем случае, к примеру, во многих реках не обеспечивается и достаточное акустическое перекрытие учетной зоны. Кроме того, высота зоны озвучивания (Марколия А.И. Акустические методы учета рыб в реках и рыбоходах. Ростов-на-Дону, Ростиздат, 2003, с.203) определяется длиной акустической антенны. В результате для увеличения зоны акустического перекрытия необходимы габаритные и соответственно дорогостоящие акустические антенны, в целом ряде случаев ограничивающие возможности практического применения.

Известен также способ акустического подсчета рыб в потоке воды посредством поперечного горизонтального озвучивания потока воды встречно направленными от границ зоны учета попарно соосными акустическими полями конусообразной формы, реализованный в устройстве по патенту СССР №362431, кл. А 01 К 61/00, 1972. Данное устройство содержит многоканальный излучающеприемный тракт, включающий генераторы, приемники, гидроакустические антенны и блок запуска, селекторный блок и детекторы. Указанный способ позволяет акустически перекрыть учетную зону, однако не дает возможности избавиться от маскировки рыбных эхосигналов отражениями от дна и поверхности воды и соответственно повысить точность и достоверность учета рыб. Кроме того, при этом не всегда обеспечивается возможность исключения погрешностей подсчета за счет фиксации одних и тех же рыб встречно-направленными полями.

Наиболее близким к заявляемому является способ акустического учета рыб в потоке воды посредством озвучивания поперечного сечения потока N-м количеством дискретно разнесенных вдоль поперечного сечения потока вертикально направленных от дна к поверхности воды акустических полей конусообразной формы (Яковлев С.Г., Путивкин С.В. Система учета рыб для лососевого хозяйства. М.: Рыбоводство и рыболовство, 2002, №1, с.52-53). Источники акустических колебаний располагают на секционных носителях, устанавливаемых на дне реки вдоль линии, перпендикулярной береговой черте. Они размещаются на носителях на одинаковых расстояниях друг от друга и излучают соответственно от дна к поверхности воды. Указанный способ реализован в устройстве по патенту РФ №2062572, кл. А 01 K 61/00, 1996. Оно состоит из излучающеприемного тракта, включающего N счетных каналов, каждый из которых содержит генератор, приемник, гидроакустическую антенну, блок управления, счетно-логическую схему и индикатор. Недостатком его является наличие значительных непросматриваемых участков учетной зоны, как можно видеть из фиг.1 (показаны пунктиром), обусловленных в том числе и маскировкой эхосигналов от рыбы из-за сферичности фронта акустических волн (Юданов К.И. Гидроакустическая разведка рыбы. С.Петербург: "Судостроение", 1992). В результате снижается достоверность и точность учета рыб. Как можно видеть из фиг.1а, при использованной в устройстве реализации угловой ширине акустического поля каждого канала, равной 150 градусам (Яковлев С.Г., Путивкин С.В. Система учета рыб для лососевого хозяйства. М.: Рыбоводство и рыболовство, 2002, №1, с.52-53), остаются большие непросматриваемые зоны. При изменении угловой ширины (к примеру, см. фиг.1б) ситуация практически не изменяется. При уменьшении расстояния между соседними источниками акустических полей по сравнению с показанными на фиг.1б, величина непросматриваемых зон сокращается, однако начинается перекрытие соседних зон озвучивания. В результате одни и те же рыбы могут фиксироваться соседними акустическими полями, что будет отрицательно влиять на достоверность и точность учета рыб.

Целью предлагаемого изобретения является повышение достоверности и точности учета рыб в потоке воды.

Поставленная цель достигается тем, что при озвучивании поперечного сечения потока воды (учетной зоны водной среды) N-м количеством дискретно разнесенных вдоль него и расположенных на носителях источников вертикально направленных акустических полей, носители размещают параллельно друг другу в придонной и приповерхностной зонах сечения, источники полей располагают в шахматном порядке, обеспечивая озвучивание учетной зоны к поверхности воды и к дну, а расстояния между вертикальными осями соседних акустических полей (источников акустических колебаний) устанавливают не превышающими половину их ширины на границах учетной зоны. Таким образом, соседние (смежные) акустические поля конусообразной формы формируются в противоположных направлениях от зон нижней и верхней границ учетной зоны потока воды, попеременно к поверхности воды и дну.

Предлагаемый способ поясняется фиг.2. На фиг.2 показана часть 1 поперечного сечения учетной зоны потока с нижней 2 и верхней 3 границами, соответствующими трассам расположения носителей с установленными на них в шахматном порядке несколькими источниками 4 акустических колебаний (полей) при расстояниях d между ними (соседними), каждый из которых состоит из блока запуска, генератора, приемника и гидроакустической антенны (преобразователя). Непросматриваемые зоны показаны пунктиром, а - ширина акустического поля на границе учетной зоны. Источники 4 с помощью линии связи соединены с блоком синхронизации, схемой обработки и индикации. Блок синхронизации запускает источники 4 акустических колебаний таким образом, что соседние излучают в противоположных направлениях, отраженные от рыб сигналы поступают на схему обработки и индикатор. При превышении расстояния d между источниками акустических колебаний половины ширины а полей на границах учетной зоны площадь (величина) непросматриваемых участков начинает достаточно быстро увеличиваться, что соответственно приводит к снижению достоверности и точности учета рыб (фиг.3).

Таким образом, предлагаемый способ позволяет существенно сократить непросматриваемые участки учетной зоны потока воды, в результате повышается достоверность и точность учета рыб.