一种罗非鱼苗种水力自动分级筛选装置及其筛选方法

本发明涉及水产苗种分级，具体为一种罗非鱼苗种水力自动分级筛选装置及其筛选方法。

背景技术：

1、在罗非鱼工厂化苗种培育过程中，苗种筛选分级是保证后续培育效率与商品苗质量的关键环节。实际生产中主要存在两个筛选节点：第一，从亲本繁殖池捕捞的初筛苗种（全长一般≥5mm），因规格参差不齐，需按大小分级后转入车间培育池分池培育，以避免大苗残食小苗、摄食不均、生长差异扩大等问题。第二，经初筛分级并分池培育10–15天后，苗种规格达到商品苗水平（通常为全长20–30mm），此时需再次进行分级筛选，以获得不同全长等级的苗种用于下一阶段鱼种培育或直接销售给养殖户。

2、传统方法在这两个阶段均采用竹制鱼筛人工筛选，存在劳动强度大、效率低、鱼体应激损伤高、规格一致性差等缺点，且难以适应不同苗龄、不同规格范围的筛选需求。目前未见能够同时覆盖初筛与复筛两个阶段、且可灵活调节参数的水力自动分级装置。因此，亟需一种快速、温和、精准、多阶段适用的自动化分级方案。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中所存在的问题，本发明提供一种罗非鱼苗种水力自动分级筛选装置及其方法，旨在解决现有技术中人工筛分效率低、鱼体损伤大、难以连续作业、难以适应不同苗龄筛选需求的问题，实现快速、温和、精准、多阶段适用的苗种规格分级。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案。

3、一种罗非鱼苗种水力自动分级筛选装置，包括：

4、进苗缓冲单元，用于接收待分级鱼苗并使鱼苗适应水流方向；

5、主连通管道，连通进苗缓冲单元和水力分级管道系统，用于通过水流流速筛分鱼苗；

6、水力分级管道系统，包括沿水流方向依次连通于主连通管道侧壁的至少两级分级管道；分级管道为透明管道，各级分级管道具有互不相同的内径，且所述分级管道可根据目标分级规格在工作模式间进行更换，分级管道出口连通对应的收集槽；

7、可调流速供水单元，与所述水力分级管道系统连接，用于为每级分级管道独立提供可调流速的水流；

8、多级收集槽，设置于每级分级管道的末端，用于收集被分离出的不同规格鱼苗；

9、以及机器视觉辅助监测模块，设置于所述水力分级管道系统上，用于实时监测分级管道内的鱼苗规格分布并反馈调节水流速度；

10、所述装置至少具有两种工作模式：第一工作模式用于全长5–15mm的初筛苗种分级，第二工作模式用于全长15–30mm的复筛苗种分级。

11、作为本发明的一种优选方案，所述主连通管道长度为2.0–3.0米，倾斜布置时坡度为1%–2%；所述分级管道为水平或倾斜布置的透明圆管，管道内径沿水流方向保持不变。

12、作为本发明的一种优选方案，所述分级管道沿水流相反方向依次设置三级：下游小苗级、中游中苗级、上游大苗级；分级管道的内径对应三级设为：第一工作模式适用的25mm、40mm、55mm内径分级管道，以及第二工作模式适用的40mm、60mm、80mm内径分级管道。

13、作为本发明的一种优选方案，所述主连通管道的内径分为两种：第一工作模式为40mm，第二工作模式为60mm；主连通管道通过两端的快拆卡扣进行更换；主连通管道在第一工作模式下的水流速度与中级的40mm内径分级管道的水流速度相同；主连通管道在第二工作模式下的水流速度与中级的60mm内径分级管道的水流速度相同。

14、作为本发明的一种优选方案，所述可调流速供水单元包括：为每根分级管道独立配置的水泵、变频器和电子流量计；机器视觉辅助监测模块包括水下摄像头、led补光灯及图像处理单元，所述图像处理单元内置鱼苗体长识别模型，用于实时分析分级管道内的鱼苗规格分布并闭环调节水流速度。

15、基于上述装置的罗非鱼苗种分级筛选方法，包括以下步骤：

16、步骤1：模式选择

17、根据苗种来源和培育阶段，选择工作模式：

18、第一工作模式：模式a（初筛）：适用于从亲本繁殖池直接捕捞的全长5–15mm鱼苗。设定分级规格：小苗≤8mm，中苗8–12mm，大苗≥12mm。对应管道内径分别为25mm、40mm、55mm，流速预设范围分别为0.06–0.10m/s、0.12–0.18m/s、0.20–0.28m/s。

19、第二工作模式：模式b（复筛）：适用于经初筛后分池培育10–15天、全长15–30mm的鱼苗（商品苗规格23.79±2.28mm）。设定分级规格：小苗≤20mm，中苗20–26mm，大苗≥26mm。对应管道内径分别为40mm、60mm、80mm，流速预设范围分别为0.10–0.15m/s、0.20–0.30m/s、0.35–0.45m/s。

20、步骤2：鱼苗预适应

21、将捕捞的罗非鱼苗集中放入进苗缓冲单元，开启缓流（流速0.05m/s），水温与捕捞池水温差控制在≤0.5℃，使鱼苗恢复游动状态，适应水流方向。预适应时间为5–10分钟。

22、步骤3：启动分级水流

23、根据所选模式，设定各级分级管的水流速度：

24、第一工作模式下，模式a（初筛）：小苗分级管为0.06–0.10m/s，中苗分级管为0.12–0.18m/s，大苗分级管为0.20–0.28m/s；主连通管道内流速为0.12–0.18m/s；

25、第二工作模式下，模式b（复筛）：小苗分级管为0.10–0.15m/s，中苗分级管为0.20–0.30m/s，大苗分级管为0.35–0.45m/s；主连通管道内流速为0.20–0.30m/s。

26、步骤4：连续分级作业

27、鱼苗随水流从进苗缓冲单元进入主连通管道（主连通管道初筛为40mm管，复筛为60mm管），不同规格鱼苗因逆游能力和体重差异自动分离：

28、（1）小于目标规格的鱼苗：逆游能力弱，被水流冲至下游，进入小苗收集槽；

29、（2）目标规格的鱼苗：能够在设定流速下稳定逆游或悬浮于管道中段，最终被导向中苗收集槽；

30、（3）大于目标规格的鱼苗：逆游能力强，主动逆流上游，最终进入大苗收集槽。

31、步骤5：图像反馈调节

32、图像处理单元每5秒分析一次各分级管中鱼苗的体长分布。当检测到偏差超过阈值时（初筛阶段阈值10%，复筛阶段阈值8%），自动以0.01m/s步进调节对应分级管的水流速度，调节间隔不少于30秒，避免系统震荡。

33、步骤6：收集与转移

34、各收集槽中的鱼苗经缓流进入暂养网箱（60目），人工抽样计数或使用电子称重设备称重：

35、（1）初筛阶段苗种：直接转入工厂化车间苗种培育池分池培育（水温匹配，温差≤1℃）；

36、（2）复筛阶段苗种：按规格等级进行鱼种培育或直接充氧打包销售给养殖户。

37、作为本发明的一种优选方案，所述步骤3中所述水流速度设定值为：

38、第一工作模式下，小苗管（25mm）0.08m/s，中苗管（40mm）0.15m/s，大苗管（55mm）0.24m/s；主连通管道内流速为0.15m/s；

39、第二工作模式下，小苗管（40mm）0.12m/s，中苗管（60mm）0.24m/s，大苗管（80mm）0.38m/s；主连通管道内流速为0.24m/s。

40、作为本发明的一种优选方案，步骤5中所述水流速度微调的步进为0.01m/s，调节间隔不少于30秒；第一工作模式的偏差阈值为10%，第二工作模式的偏差阈值为8%。

41、作为本发明的一种优选方案，所述方法应用于罗非鱼苗种培育的以下两个阶段：

42、第一阶段：从亲本繁殖池捕捞的全长≥5mm的苗种经初筛分级后，按规格等级分池培育10–15天；

43、第二阶段：经第一阶段分级培育10–15天后、全长达到15–30mm的苗种经复筛分级后，用于下一阶段鱼种培育或直接销售。

44、由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：

45、1.连续式水力分级，初筛阶段处理量实测达到10000–14000尾/分钟，复筛阶段达到8000–12000尾/分钟，远超人工竹筛（约500–800尾/分钟）。

46、2.全程水流作用，无机械挤压或网筛摩擦。经对比试验，水力分级后24h内鱼体黏液脱落率降低80%以上，鳞片脱落率降低75%以上，后续培育成活率较人工筛分组显著提高。

47、3.基于逆游行为与体型的物理分离，分级后各规格组的体长变异系数控制在4%-6%之间，优于人工筛分的6.5%-9.0%，为后续分池培育或商品苗销售提供了优良的规格一致性。

48、4.通过可更换管道组件和双模式流速预设，一套装置可同时覆盖初筛（5-15mm苗种）和复筛（15-30mm商品苗）两个关键筛选节点，实现一机多用，降低设备投入成本。

49、5.配合机器视觉后可实现无人值守闭环分级，与工厂化车间流水线无缝对接，每班可节省人工3-4人。

50、6.通过更换不同内径管道组件和调节流速，可灵活适配不同阶段苗种的分级需求。