一种水母目标强度测量装置及方法与流程

1.本发明涉及生物资源评估技术领域，特别是涉及一种水母目标强度测量装置及方法。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提到了与本发明相关的背景技术，并不必然构成现有技术。
3.大量水母涌入核电站取水口会对核电冷源取水安全造成严重威胁。近年来全球水母出现频率呈增加趋势，水母暴发作为生态灾害现象,已经引起国际上高度关注。为了研究水母生态习性，揭示其暴发机理并进行灾害的预警防治，国内外开展了大量的采用网具、水下摄像、声学技术、航空影像等手段的监测调查工作，使用声学技术对水母进行资源评估目前在欧美、日本、韩国等渔业发达国家已经开展了相关应用，在资源评估、运动学规律等研究中展现出较好的观测效果和应用潜力。
4.在设计水母声学调查方案时需要了解水母对不同声波频率的反射特性，了解水母不同大小、不同角度与目标强度之间的关系。目前鱼类的目标强度测量是将鱼麻醉后用线悬挂后测量，这类测量方法不方便调整角度，且水母的身体柔软，无法通过线固定悬挂。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种水母目标强度测量装置及方法；通过该装置与方法可获得水母不同角度、不同频率目标强度，并尽可能减小了测量装置对测量结果的影响。
6.第一方面，本发明提供了一种水母目标强度测量装置；
7.一种水母目标强度测量装置，包括：安装在水下的圆形支架；
8.圆形支架的中心位置正上方安装固定装置，固定装置用于固定水母集群；
9.所述圆形支架的正上方设有圆弧形轨道，所述圆弧形轨道内侧沿着轨道方向安装有直流电磁铁；所述圆弧形轨道上安装有滑块，滑块内设有永磁体，所述直流电磁铁通过直流电机与控制器连接，控制器通过直流电机给直流电磁铁正向通电，实现滑块在圆弧形轨道上滑动；控制器通过直流电机给直流电磁铁反向通电，实现滑块锁定在圆弧形轨道上；滑块上安装有换能器；
10.当滑块位置锁定时，控制器通过信号收发器将信号发送给换能器，换能器将信号发射给固定装置，控制器通过信号收发器接收反馈信号，根据反馈信号实现水母集群强度的测量。
11.第二方面，本发明提供了一种水母目标强度测量方法；
12.一种水母目标强度测量方法，包括：
13.直流电磁铁通过直流电机与控制器连接，控制器通过直流电机给直流电磁铁正向通电，实现滑块在圆弧形轨道上滑动；控制器通过直流电机给直流电磁铁反向通电，实现滑块锁定在圆弧形轨道上；
14.当滑块位置锁定时，控制器通过信号收发器将信号发送给换能器，换能器将信号发射给固定装置，控制器通过信号收发器接收反馈信号，根据反馈信号实现水母集群强度的测量。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
16.(1)考虑到水母的对称性，本发明设计了圆弧形轨道，滑块在圆弧形轨道上上下滑动，采集不同角度下固定装置内水母集群的强度；
17.(2)考虑到水母的目标强度较低，固定水母装置的声反射作用不可忽视，采用声阻抗与水接近的尼龙或者亲水聚乙烯制作水母固定装置，使用网状结构，可减小装置在声束中的投影面积，减小对测量结果造成影响；
18.(3)为了方便换能器在滑轨上活动，换能器安装在带磁铁的滑块上，而滑轨内部包含电磁铁，通过改变磁极滑块能够在滑轨上自由滑动或停止，滑块上安装深度传感器，可根据当前深度计算得到相对目标的角度。
附图说明
19.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
20.图1为实施例一的测量装置结构示意图；
21.图2为实施例一的测量装置电气连接示意图；
22.其中，1、固定装置，2、滑轨，3、滑块。
具体实施方式
23.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
24.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
25.在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
26.本实施例所有数据的获取都在符合法律法规和用户同意的基础上，对数据的合法应用。
27.实施例一
28.本实施例提供了一种水母目标强度测量装置；
29.一种水母目标强度测量装置，包括：安装在水下的圆形支架；
30.圆形支架的中心位置正上方安装固定装置1，固定装置1用于固定水母集群；
31.所述圆形支架的正上方设有圆弧形轨道，所述圆弧形轨道内侧沿着轨道方向安装有直流电磁铁；所述圆弧形轨道上安装有滑块3，滑块3内设有永磁体，所述直流电磁铁通过
直流电机与控制器连接，控制器通过直流电机给直流电磁铁正向通电，实现滑块在圆弧形轨道上滑动；控制器通过直流电机给直流电磁铁反向通电，实现滑块锁定在圆弧形轨道上；滑块上安装有换能器；
32.当滑块位置锁定时，控制器通过信号收发器将信号发送给换能器，换能器将信号发射给固定装置1，控制器通过信号收发器接收反馈信号，根据反馈信号实现水母集群强度的测量。
33.进一步地，所述圆形支架中设置一根固定杆，所述固定杆穿过圆形支架的圆心，所述固定杆的两端与圆形支架的圆形边连接；所述圆形支架的圆心位置安装沉块；所述沉块通过尼龙绳与固定装置连接。
34.进一步地，所述圆弧形轨道的一端固定在圆形支架的边缘，所述圆弧形轨道的另外一端与支撑杆的一端连接，支撑杆的另外一端与圆形支架的边缘连接。
35.进一步地，如图2所示，所述控制器还与深度传感器连接，所述深度传感器用于测量滑块所处的深度。
36.进一步地，所述控制器还与岸上的服务器连接，所述控制器将自身采集的数据以及水母强度测量结果反馈给岸上的服务器。
37.进一步地，所述固定装置，采用尼龙或者亲水聚乙烯制作的圆柱形网兜，在水下工作时，所述网兜设置在圆弧形轨道的圆心位置处。
38.水母无法直接用线固定，为固定水母并减小固定装置对测量造成影响，采用声阻抗与水接近的尼龙或者亲水聚乙烯制作水母固定装置，固定装置为正浮力，通过沉块固定于水池中。
39.考虑到水母体型对称，围绕固定装置设置圆形轨道，用于安装换能器。
40.通过改变测试频率，得到不同频率下水母的目标强度，通过换能器在轨道上移动变化测量位置，得到不同角度下水母的目标强度。
41.为了方便换能器在滑轨2上活动，换能器安装在带磁铁的滑块上，而滑轨2内部包含电磁铁，通过改变磁极滑块能够在滑轨2上自由滑动或停止，滑块上安装深度传感器，可根据当前深度计算得到相对目标的角度。
42.由于水母的目标强度较低，固定水母装置的声反射作用不可忽视，采用声阻抗与水接近的尼龙或者亲水聚乙烯制作水母固定装置，使用网状结构，可减小装置在声束中的投影面积，减小对测量结果造成影响。相对于换能器，水母的姿态难以调整，考虑到水母体型的对称性，采用半圆形轨道，调整换能器以改变测量角度。换能器滑块上安装有深度传感器，可根据当前深度计算得到相对目标的角度。
43.固定装置为圆柱形如图1所示，大小与被测水母接近，材料为尼龙或者亲水聚乙烯，固定装置顶部有可活动盖子。整个固定装置为正浮力，通过沉块固定于水中，固定装置和沉块之间通过尼龙绳连接。
44.围绕目标有圆弧轨道，轨道内安装有直流电磁铁，滑块安装于轨道上，滑块内部包含一个永磁体，当直流电磁铁正向通电后滑块在轨道上能够自由滑动，电磁铁反向通电后滑块锁定在轨道上。
45.滑块上装有深度传感器，用于测量滑块在水中的深度，根据深度信息也可以计算得到滑块相对目标的角度。
46.实施例二
47.本实施例提供了一种水母目标强度测量方法；
48.一种水母目标强度测量方法，包括：
49.直流电磁铁通过直流电机与控制器连接，控制器通过直流电机给直流电磁铁正向通电，实现滑块在圆弧形轨道上滑动；控制器通过直流电机给直流电磁铁反向通电，实现滑块锁定在圆弧形轨道上；
50.当滑块位置锁定时，控制器通过信号收发器将信号发送给换能器，换能器将信号发射给固定装置，控制器通过信号收发器接收反馈信号，根据反馈信号实现水母集群强度的测量。
51.控制器停止给直流电磁铁通电时，滑块随自身重力作用回到初始位置处。
52.所述圆弧形轨道的一端固定在圆形支架的边缘，所述圆弧形轨道的另外一端与支撑杆的一端连接，支撑杆的另外一端与圆形支架的边缘连接。
53.所述圆形支架中设置一根固定杆，所述固定杆穿过圆形支架的圆心，所述固定杆的两端与圆形支架的圆形边连接；所述圆形支架的圆心位置安装沉块；所述沉块通过尼龙绳与固定装置连接。
54.所述控制器还与深度传感器连接，所述深度传感器用于测量滑块所处的深度
55.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。