全自动点苗分装器装置的研究

吴丛迪，姜莺颖，徐灿，兰燕月，金仕容，韩任琳云

（上海海洋大学水产与生命学院，上海201306）

全自动点苗分装器是一种利用信息技术中的自动控制原理，把红外线计数器和电机应用到鱼苗计数上制成的简易装置。利用鱼类的趋流性这一特性，结合红外线计数器等先进技术来进行精确计数，采用打包器进行自动打包，提高了鱼苗数量的精准性和存活率，解放了劳动力。

全自动点苗分装器；信息技术；趋流性；红外线计数器

近年来，我国的水产养殖业得到了迅速的发展，我国水产品产量目前已经占据了全球水产品总产量的三分之一，并呈现逐年增长的趋势。随着水产养殖业的发展，鱼类的计数在生产中也越来越受到重视。在养殖过程中，鱼苗销售、放养密度的测算及科学饲养管理等方面都需要对鱼苗进行计数。目前在鱼苗贩卖上仍以传统的计数方法为主，靠人工进行分装，费时费力不精准，并且此种做法会引起鱼苗机械损伤，引起鱼苗厌食、消瘦、直接或间接的感染病原，引起鱼苗死亡，更有一些不法商家，目光短浅，频频出现欺诈行为，影响养殖户的养殖计划。为解决这一现状，设计了全自动点苗分装器装置。该装置使用传送带和电机等装置，使得鱼苗计数、分装的整个过程更加高效、快捷，巧妙的加入了分流出水口的设计，减少了鱼苗计数过程中的重叠率，防护罩设计使计数、传送过程更加的安全，减少鱼苗过多外溅现象。值得一提的是该装置在功能上可以两用，不仅可以作为计数打包装置，而且可作为将不同规格的鱼苗进行分类培养的辅助装置，使得后期鱼苗的饲养过程中更加的合理规范。

该装置在实验过程中已取得了较好的实验结果，提高了工作效率，提高了鱼苗的成活率，将水产技术工作者从繁重的鱼苗计数工作中解放出来，符合科学环保可持续发展的理念，有助于水产养殖行业的蓬勃发展。

1 全自动点苗分装器装置的构成

根据目前传统鱼苗计数的缺陷[1]和计数装置不足的现状，结合自动化程序系统[2-4]，成功研制了一种自动点苗分装计数器装置，很大程度上弥补了传统计数方法的不足，提高了计数的精准性。

如图1、2所示，新型的自动点苗分装器装置整体由三大部分构成：计数装置、传送装置和打包装置。在计数装置部分，通过进水管进水，鱼苗相继从不同规格大小（从右往左依次变小）的隔板中通过进行鱼苗大小的筛选。经过筛选后进入分流出水口区域进行分流游动，减小后期计数时两条鱼重合在一起的几率，减少误差。分流装置后段连接着红外线计数器，当鱼苗从分流出水口中出来时，红外线计数器对通过的鱼苗进行计数，边上有防护罩，减小水流过大，鱼苗过多时引起鱼苗外溅跳出引起的误差。整个计数装置由进水口、隔板、闸门、分流出水口、红外线计数器、防护罩和出料槽组成。打包装置和计数装置中间由传送装置进行传递，传送装置主要由承接器和传送带组成（见图3、图4），起到一个枢纽的作用。如图5所示，打包装置由电机、升降架柱、充氧控制箱、脚轮等组成，可以通过调节升降架柱和充氧控制箱来进行充氧、打包。

图1 全自动点苗包装器整体图

图2 计数器装置细节图

图3 计数出口与承接器衔接处效果图

图4 传送带与计数器衔接部俯视图

图5 打包装置效果图

2 工作原理

本装置主要是结合了信息技术，将红外线计数器应用到自动点苗分装器装置上。在操作时，进水口先进水，进水后由于鱼苗具有趋流性，都往水流一端游动。根据不同鱼类的生长特征，利用流体力学中的伯努利原理[5]（Bernnoulli principle），通过控制进水口管的高度和管径的大小调节最佳流速。根据实际需要的鱼苗规格来安置不同孔径的隔板，这样做会使鱼苗的大小和重量集中在一定的范围内，提高所需鱼苗的质量。当鱼苗进入到分流出水口时，出水口处有一个闸门控制系统。此系统是运用了信息技术的手段设计的自动化程序，结合后方的点苗系统一起工作。点苗系统的关键技术在于其中有一个红外线计数器，利用红外线感应原理，当鱼苗头部通过计数器时即算计数成功。鱼苗从分流口出来时，由于分流作用，使得鱼苗井然有序的游动通过红外线计数器，开始不断计数。当计数到达一定范围时，就会向闸门电机发送信号，驱动闸门关闭。当闸门完全关闭时，最后的计数即游出鱼苗的数量。这个过程中，游出鱼苗通过坡度的出料槽流入到承接器中。承接器通过传送带传递到打包器中进行充氧、打包，完成自动化苗的计数和打包过程。如若想继续计数，可按下闸门的开关或者在计数前，调节程序，设计前后两个计数时间间隔。

整个过程可以根据鱼苗种类的不同进行自主调节流速，过程中能够更好地保护鱼苗，更精准地进行计数，与此同时还提高了工作效率，成功地将水产技术工作者从繁重的体力劳动中解放出来，从而实现鱼苗计数的规范化、现代化。

3 装置优点

（1）该装置更精准。从信息技术的角度出发，利用红外线感应原理，加入了红外线计数器，用科学的角度进行计数，使得结果更加的精准。

（2）该装置更省力。整个过程不需要人工进行计数，节约了时间，解放了劳动力。

（3）该装置更一体化。通过计数装置、传送装置和打包装置一体化结合，使得整个过程更加紧凑，安全环保可持续。

（4）更有利于鱼苗的正常生长。在使用自动点苗分装器装置时可以减少对鱼苗造成的机械损伤，减小病原感染的机率。

（5）该装置使用范围更广泛。利用进水口的位置、孔径的大小和隔板的形状、大小来调节流速，可以满足不同鱼体对水流和氧气的需求，更具有推广性。

（6）该装置便携、可移动。传送装置和打包器装置都可以进行折叠，方便携带，装置部分都装有脚轮，使得仪器在使用过程中可以自由移动，应用于不同区域。

4 结束语

随着人们生活水平的提高，水产品的需求量也与日俱增，苗种问题发挥了越来越重要的作用。在淡水养殖过程中，鱼苗的销售、养殖池塘放养密度的测算及科学饲养管理等方面都需要对鱼苗进行计数。鱼苗数量的精准性和种质的优良性在水产养殖行业中占有相当重要的地位。传统的鱼苗计数方法造成的误差大，耗费巨大的人力、物力仍无法科学合理的对鱼苗数量进行准确的计数，希望通过该装置能够实现鱼苗计数的规范化操作，使得鱼苗计数的过程更加科学环保可持续，减轻劳动力，将水产技术工作者从繁重的体力劳动中解放出来。本装置以解决实际问题的角度出发，具有一定的实用性和创新性，顺应当今社会的发展趋势，符合市场需求，具有良好的市场前景，有一定的开发价值和经济效益。目前已完成专利的申请工作。

[1]王硕，范良忠，刘鹰，等.基于计算机视觉的大菱鲆鱼苗计数方法研究[J].渔业现代化，2015，42（1）：16-19．

[2]曹广斌，蒋树义，韩世成，等.工厂化水产养殖中的自动控制技术[J].水产学杂志，2011，1（24）：60-64.

[3]沈伟，杨翠容，李世忠.人工水产养殖单片机实时检测与控制系统研究[J].计算机测量与控制，2009，1（17）：11-13.

[4]王挺洲.多功能水产养殖塘控制系统的研究[D].宁波：宁波大学，2014.

[5]何运兵，兰善红.浅析伯努利方程的应用[J].山东化工，2015，11（44）：81-82.