一种高密度水产自动化养殖平台及控制方法与流程

1.本发明涉及一种水产养殖设备，尤其涉及一种高密度水产自动化养殖平台及控制方法。


背景技术：

2.我国水产养殖是中国农业结构中发展最快的产业之一，水产养殖产量仍然保持稳定增长，世界水产养殖总产量的70％来自我国。在水产养殖过程中，通常需要投入饵料，而残余饵料以及排泄物和动植物尸体，如果不进行水质处理，会导致养殖池中水质量越来越差，最后会导致养殖生物死亡，造成更大的损失。但是我国目前大部分采用流水式和循环使用尾水不能回收再利用的方式进行水产养殖，水资源的重复循环利用率偏低。因此必须加快水产养殖业方式的转变，能够可持续地进行水产养殖。
3.目前水产养殖的方式多以帆布池养殖，但是由于帆布池水体小，养殖密度高，不能实现自动集污和排污导致水体中粪便残饵等有害物质增多、水质恶化、水体溶氧含量降低，且对养殖废水直接排放而不能加以回收利用，造成自然水体和环境的严重污染与资源浪费。并且帆布池养殖难以对池中的水环境进行温度控制，在天气寒冷或炎热的时候，会导致水中生物死亡率提高。所以目前迫切需要设计一种能实现对养殖废水实现自动收集、处理再循环利用和自动控温控氧的装置和方法来解决目前水产养殖存在的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于：针对现有技术的不足，提供了一种利用微电子技术和机械装置实现自动集污、自动排污、自动调温、自动控氧和自动水循环处理的高密度水产自动化养殖平台及控制方法。
5.本发明的技术方案如下：
6.本发明一种高密度水产自动化养殖平台，包括养殖池，所述养殖池设置有智能控制主板，以及与智能控制主板连接的驱动装置、主循环管、排污管和水循环处理装置；所述智能控制主板通过驱动装置控制集污装置关闭或工作；所述集污装置下端连接有主循环管和排污管，主循环管上设置有流量控制阀，排污管上设置有第一排污开关；所述智能控制主板连接驱动流量控制阀和第一排位开关打开或关闭；所述水循环处理装置包括污水处理装置、水泵和进水管，水泵设置在污水处理装置中，并与进水管一端连接，进水管另一端管口设置在养殖池水体上方；所述污水处理装置与主循环管连通。
7.进一步地，所述集污装置包括集污缓冲槽，主循环进水管，集污缓冲槽上方固定有限位板和滑动盖板，限位板限制滑动盖板向上的移动；滑动盖板下方连接弹簧一端，弹簧另一端安装在集污缓冲槽内；集污缓冲槽下端出水口连接排污管；所述滑动盖板上端连接驱动装置，在驱动装置定时压力和弹簧弹力作用下上下移动；所述主循环进水管穿过弹簧与主循环管连接，主循环进水管上设置有进水小孔。
8.以上结构中集污装置通过排污管排出的有害物质不进入水循环系统，直接排出整
个养殖系统。通过主循环进水管流入的污水通过主循环管进入污水处理装置处理后，再经过水泵和进水管抽入养殖池中，实现水循环利用。
9.进一步地，所述污水处理装置包括斜面过滤、生化仓、臭氧杀菌沉淀仓和 euv紫外线杀菌仓；所述斜面过滤安装在生化仓上方；生化仓与臭氧杀菌沉淀仓之间，以及臭氧杀菌沉淀仓和euv紫外线杀菌仓之间分别设置有两个隔板和出水口，出水口分别设置在两个隔板的不同端，两个隔板的出水口之间为水流通道；所述euv紫外线杀菌仓内设置有水泵。
10.以上结构保证污水经过斜面过滤处理后，流入生化仓，再通过出水口和水流通道流入臭氧杀菌沉淀仓和euv紫外线杀菌仓进行消毒、杀菌和净化处理。
11.进一步地，所述养殖池中设置有面排系统，包括水体表面排污装置、面排竖管和面排管，所述水体表面排污装置与面排竖管上端连通，面排竖管下端穿过主循环进水管与面排管连接，面排管上设置有第二排位开关；所述水体表面排污装置设置在养殖池水体表面，面排管设置在养殖池底部。
12.进一步地，所述养殖池中设置有水位传感器，水位传感器安装在养殖池水体表面，水位传感器包括高位探头和低位探头，高位探头和低位探头分别于智能控制主板相连接。
13.进一步地，所述养殖池中设置有控温、控氧和自动投喂装置，控温控氧装置包括分别与智能控制主板连接的温度传感器、加热板、散热风扇、溶氧传感器、增氧机和增氧管；所述加热板设置在养殖池底板下端，温度传感器、溶氧传感器和增氧管设置在养殖池水体中，增氧管连接增氧机；自动投喂装置包括分别与智能控制主板连接的投料机、储料仓；自动投喂装置设置在养殖池旁，并且投料机上的投料口高于水体表面。
14.以上结构通过微纳米增氧管产生曝气效果来进行增氧，并且水体不断围绕养殖池中心不断旋转，通过气浮起来的有害物质会以气泡的形式聚集在水体表面排污装置周边。
15.进一步地，所述一种高密度水产自动化养殖平台控制方法，包括循环集污和排污控制方法：智能控制主板根据设定的排污工作时间，通过驱动装置控制集污装置关闭；集污装置到达指定关闭位置时，控制第一排污开关打开；排污完成之后，关闭第一排污开关；当第一排污开关完全关闭时，主循环管上的流量控制阀打开，当流量控制阀完全打开时，驱动装置控制集污装置打开，进入循环集污状态。
16.进一步地，一种高密度水产自动化养殖平台控制方法，还包括水循环处理控制方法：当集污装置打开时，第一排污开关关闭，流量控制阀打开，集污装置中的水经过主循环管流入污水处理系统中；当水位传感器低位探头被触发时，启动水泵将污水处理装置中的水通过进水管抽入养殖池中。
17.进一步地，一种高密度水产自动化养殖平台控制方法，还包括表面集污排污控制方法：当污水处理装置中的水重新抽入养殖池中触发水位传感器高位探头时，面排系统第二排污开关打开，智能控制主板调节主循环管流量控制阀使得主循环管排水量小于水泵抽水进水量导致水位上升，使水位高于水体表面排污装置，表面有害物质通过水体表面排污装置里的面排竖管和面排管直接排出养殖池；当水位下降使得水体表面低于水体表面排污装置时，发送信号给智能控制主板控制第二排污开关关闭，流量控制阀完全打开，此时水体循环系统正常运行，水体表面排污装置进入集污等待周期。
18.进一步地，一种高密度水产自动化养殖平台控制方法，还包括控温控氧和喂料控制方法：养殖池中温度传感器和溶氧传感器实时采集养殖池中的温度和溶氧值并发送给智
能控制主板，智能控制主板判定各项指标是否在设定值范围内，如果超出范围，则控制加热板、散热风扇、增氧机的工作；智能控制主板设定投喂时间段控制投料机工作。
19.与现有的技术相比本发明的有益效果是：
20.1、本发明利用不断进水推动水体沿着养殖池中心旋转产生离心力和主循环管对外不断排水所产生的水流落差，将水生动物的排泄物和残饵等固体有害物质集中到水产养殖区底部中心，在养殖池底部中心处设置集污装置和排污装置，通过智能控制主板设定相应工作时间段，利用微电子技术自动控制集污装置实现集污和排污处理。
21.2、本发明设置控温控氧装置，利用温度传感器和溶氧传感器实时采集水体温度和溶氧值，与智能控制主板设置合适水生动物生存的温度值和溶氧值相比较，控制加热板、散热风扇、增氧机和增氧管工作，实现自动控温和控氧。
22.3、本发明利用养殖池水体水位落差、水泵装置、水位传感器和智能控制主板，对养殖池中的水体进行水体循环，并利用污水处理装置对收集到的污水进行消毒、杀菌和净化处理，再将处理后的水抽入至养殖池中实现自动水循环养殖模式。
23.4、本发明通过微纳米增氧管产生曝气效果来增氧，同时将水体中的微小颗粒和有害物质以气泡形式起浮到水体表面，利用水位传感器包括高位探头和低位探头，利用微电子技术自动控制指定时间周期调节流量控制阀，使水位上升触发高位探头发送高位信号给智能控制主板，控制开启第二排污开关，将表面有害物质通过面排系统排出水体；当水位下降触发低位探头发送低位信号给智能控制主板，智能控制主板控制水泵进行抽水工作实现水循环利用。
附图说明
24.图1为本发明的结构示意图；
25.图2为本发明集污装置的结构示意图；
26.图3为本发明驱动装置的结构示意图；
27.附图标记：1、养殖池；2、智能控制主板；3、驱动装置；31、电机或气缸； 32、电机或气缸固定座；33、连接座；34、滑块；35、丝杆或气缸活塞杆；36、固定杆；37、支撑杆；4、集污装置；41、限位板；42、滑动盖板；43、弹簧； 44、集污缓冲槽；45、进水小孔；5、水体表面排污装置；6、排水管；60、主循环进水管；61、主循环管；611、流量控制阀；62、排污管；621、第一排污开关；63、面排管；631、第二排污开关；64、面排竖管；71、温度传感器；72、溶氧传感器；73、加热板；74、散热风扇；8、污水处理装置；81、斜面过滤； 82、生化仓；83、臭氧杀菌沉淀仓；84、euv紫外线杀菌仓；9、水泵；10、进水管；11、水位传感器；12、养殖池底板；13、斜底支撑；14、隔板；15、出水口。
具体实施方式
28.需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的
要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
29.下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
30.如图1所示，本发明公开一种高密度水产自动化养殖平台，包括养殖池1，养殖池1设置有智能控制主板2，以及与智能控制主板连接的驱动装置3、主循环管61、排污管62和水循环处理装置；所述智能控制主板2通过驱动装置3 控制集污装置4关闭或工作；所述集污装置4下端连接有主循环管61和排污管 62，主循环管61上设置有流量控制阀611，排污管62上设置有第一排污开关 621；所述智能控制主板2连接驱动流量控制阀611和第一排位开关621打开或关闭；所述水循环处理装置包括污水处理装置8、水泵9和进水管10，水泵9 设置在污水处理装置8中，并与进水管10一端连接。
31.污水处理装置8包括斜面过滤81、生化仓82、臭氧杀菌沉淀仓83和euv 紫外线杀菌仓84；所述斜面过滤81安装在生化仓82上方；生化仓82与臭氧杀菌沉淀仓83之间，以及臭氧杀菌沉淀仓83和euv紫外线杀菌仓84之间分别设置有两个隔板14和出水口15，出水口15分别设置在两个隔板14的不同端，两个隔板14的出水口15之间为水流通道；所述euv紫外线杀菌仓84内设置有水泵9，污水经过斜面过滤处理后，流入生化仓，再通过出水口和水流通道流入臭氧杀菌沉淀仓和euv紫外线杀菌仓进行消毒、杀菌和净化处理。
32.污水处理装置8与主循环管61连通。进水管10的管口设置在养殖池1水体上方，因为水位落差，当水从进水管流入养殖池中时会推动水体沿着养殖池中心旋转产生离心力，因为养殖池1包括水产养殖区和底部中空无水区，水产养殖区和底部中空无水区之间通过养殖池底板12隔开，养殖池底板12下方设置有斜底支撑13；所述养殖池底板12为漏斗形底板，所产生的离心力和主循环管61对外不断排水所产生的水流落差将水体中的粪便残饵和固体有害物集中到集污装置4，并将气浮起来的水体表面有害物质聚集到水体表面排污装置5 周边。
33.养殖池1设置有控温、控氧和自动投喂装置，控温控氧装置包括分别与智能控制主板2连接的温度传感器71、加热板73、散热风扇74、溶氧传感器72、增氧机和增氧管；所述加热板73设置在养殖池底板12下端，温度传感器71、溶氧传感器72和增氧管设置在养殖池水体中，增氧管连接增氧机；自动投喂装置包括分别与智能控制主板连接的投料机16、储料仓161；自动投喂装置设置在养殖池旁，并且投料机上的投料口162高于水体表面，根据所养殖的水产动物相关生活习性，对智能控制主板设定投喂时间和投喂数量，当系统运行到指定周期时，智能控制主板启动投料机，实现自动投喂。
34.养殖池1中还设置有水体表面排污装置5、面排竖管64和面排管63，所述水体表面排污装置5与面排竖管64上端连通，面排竖管64下端穿过主循环进水管60与面排管63连接，面排管63上设置有第二排位开关631，所述水体表面排污装置5设置在养殖池水体表面，面排管63设置在养殖池底部，面排管 63排出的表面有害物质直接排出养殖池。
35.养殖池1中还设置有水位传感器11，水位传感器11安装在养殖池水体表面，水位传感器11还包括高位探头和低位探头，通过智能控制主板2指定时间周期调节流量控制阀611，使得水位上升触发高位探头发送高位信号给智能控制主板2，开启第二排污开关631；当水位下降触发低位探头发送低位信号给智能控制主板2，智能控制主板2控制水泵9进行抽水工作。
36.如图2所示，集污装置4包括集污缓冲槽44，主循环进水管60，集污缓冲槽44上方固定有限位板41和滑动盖板42，限位板41限制滑动盖板42向上的移动；滑动盖板42下方连接弹簧43一端，弹簧43另一端安装在集污缓冲槽 44内；集污缓冲槽44下端出水口连接排污管62；所述滑动盖板42上端连接驱动装置3，在驱动装置3定时压力和弹簧43弹力作用下上下移动；所述主循环进水管60穿过弹簧43与主循环管61连接，主循环进水管60上设置有进水小孔45。
37.如图3所示，驱动装置3包括电机或气缸31、电机或气缸固定座32、连接座33、滑块34、丝杆或气缸活塞杆35、固定杆36和支撑杆37；所述电机或气缸31安装在电机或气缸固定座32上，电机或气缸固定座32另一端还设置有连接座33，连接座33上安装有电机或气缸活塞杆35，丝杆或气缸活塞杆35穿过滑块34连接在固定板上，固定板下端连接有支撑杆37，固定杆36上端与滑块34相连接，固定杆36下端穿过限位板41与滑动盖板42相连接。
38.控制方法：
39.循环集污和排污控制方法：常规状态下集污装置4的滑动盖板42由于弹簧 43向上弹力的作用，向上打开限定在集污装置上的限位板41处，此时集污装置4打开；由于水位落差，养殖池底部部分水进入集污缓冲槽44内，并通过主循环进水管60上进水小孔45流入主循环管61向外流出循环，所产生的水流带动水体中的固体粪便残饵和有害物质流入集污缓冲槽，此时排污管上第一排污开关621为关闭状态；通过微电子技术设计的智能控制主板2设置一定的时间周期，到指定时间周期时，由智能控制主板2发出关闭主循环管61上的流量控制阀611，当智能控制主板2采集到流量控制阀611完全关闭时，由智能控制主板2使电机或气缸31驱动启动的指令，对集污装置的滑动盖板42施加向下的力，使滑动盖板42向下移动到达集污装置4上端，关闭集污装置4；当滑动盖板42到达指定关闭位置时，智能控制主板控制排污管62上的第一排污开关 621打开，将集污装置4中带有固体粪便残饵和有害物质的污水直接排出养殖系统，排污完成之后，通过智能控制主板2发出关闭第一排污开关621的指令，当智能控制主板2采集到第一排污开关621完全关闭的信号时，开启主循环管 61上的流量控制阀611，当智能控制主板2采集到流量控制阀611完全打开时，智能控制主板2对电机或气缸31发出反向驱动的指令，使集污装置打开。水体再次进入循环集污状态。
40.水循环处理控制方法：污水处理装置8低于养殖池1，主循环管61排出的污水经过污水处理装置8的斜面过滤81进入生化仓82进行硝化处理，由于当集污装置(4)打开时，第一排污开关(621)关闭，流量控制阀(611)打开，不断有水进入生化仓82，经过生化仓82处理后的水通过右下方的出水口15和两个隔板14之间的水流通道流入臭氧处理仓83进行消毒杀菌处理，经过臭氧处理仓83处理的水通过同样的方式继续流入euv紫外线杀菌仓84进行消毒杀菌处理和沉淀；当养殖池中水位传感器低位探头被触发时，控制euv紫外线杀菌仓84右下方的水泵9启动，将经过消毒、杀菌、净化的水通过进水管10重新抽入养殖池1中进行水循环。进水管口方向对于养殖池水体边缘调整一定的角度，使得不断进水的同时推动水体沿着养殖池中心旋转产生离心力，所产生的离心力使粪便残饵和其他固体有害物集中到集污缓冲槽44，等待下一次排污时间排出养殖池。整个水循环过程通过微电子技术设计的智能控制主板24小时不间断的自动控制集污、排污、水处理和循环抽水。
41.表面集污排污控制方法：当水体正常循环时，当污水处理装置中的水重新抽入养殖池中触发水位传感器高位探头时，面排系统第二排污开关631打开；由于水体是通过分布
在水体底部的微纳米增氧管产生曝气效果来进行增氧，并且水体不断围绕养殖池中心不断旋转，通过气浮起来的微小有害物质颗粒会以气泡的形式聚集在水体表面排污装置5周边，智能控制主板2调节主循环管流量控制阀611使得主循环管排水量小于水泵抽水进水量导致水位上升，使水位高于水体表面排污装置，此时气浮起来的有害物质随着水位升高经过水体表面排污装置5溢出，经由面排竖管64和面排管63排出系统。当水位下降使得水体表面低于水体表面排污装置时，发送信号给智能控制主板控制第二排污开关 631关闭，并且把主循环管的流量控制阀611完全打开，此时水体循环系统正常运行，水体表面排污装置进入集污等待周期。
42.控温控氧和喂料控制方法：由于智能控制主板2上具备通过温度传感器71 实时采集水体温度的功能，并且接入了加热板73，当水体水温低于设定温度值时开启加热板73对水体进行加温，当水体温度高于设定温度值时关闭加热板 73，并开启散热风扇74散热，使水体处于恒定温度，提高养殖效率，并且可以预防一些病虫害等；同时智能控制主板2上具备通过溶氧传感器72实时采集水体溶氧值的功能，并且接入增氧机，当溶氧低于设定溶氧值时开启增氧机，通过增氧管对水体进行增氧，当水体溶氧值高于设定溶氧值时关闭增氧机，防止由于水体溶氧过高而导致鱼类产生气泡病等；在养殖池旁设置有自动投喂装置，可根据所养殖的水产动物相关生活习性，对智能控制主板设定投喂时间和投喂数量，当系统运行到指定周期时，智能控制主板启动自动投喂装置，实现自动投喂。
43.以上所述实施例仅表达了本技术的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。