300W型LED集鱼灯光学特性及其节能效果分析

高效节能型新光源集鱼灯的应用研究是光诱渔业研究的重要内容之一.使用高光谱剖面仪Hyperspectral profiler Ⅱ对所研制的国产300 W型LED集鱼灯的光学特性进行测量,并与1 kW型、1.5 kW型、2 kW型金属卤化物集鱼灯进行比较,表明国产LED集鱼灯具有良好的水中穿透性,能够满足渔业生产需要.根据...     

LED水下集鱼灯的研究与设计探讨

LED是一种半导体固态光源,与金属卤化物灯相比较,具有功耗低、易于控制、寿命长、环保、抗震性好等诸多优势,适合作为水下集鱼灯的光源.本文基于LED的特点,将多只LED组合排列在一起,用集成电路驱动,采用数字化控制电路,根据诱集目标鱼类的视觉特性,调节LED水下集鱼灯的亮灯模式、时间、闪烁频率等动态参数,以彩色的动态图像来诱集、驱集鱼群,达到节能、环保、科学捕捞、提高效益的目的;同时阐述了无线供电技术的基本结构和原理,并把该技术引入LED水下集鱼灯,提高其防水性与易用性.     

水下LED集鱼灯灯载视频系统设计

为实时获取光诱捕捞作业时水下鱼群状态的视频信息,设计了一款水下LED集鱼灯灯载视频系统。该系统在结构设计上以水下LED集鱼灯为载体,在其内部嵌入了一套数字视频解决方案;在信号处理上利用正交频分复用技术(OFDM)对数字视频信号进行调制,以克服电力线上的杂波和电流信号固定脉冲对视频信号的干扰;在通信设计上以电力载波(PLC)方式作为视频信号传输方案。该系统设计完成后,对其信号传输性能进行了测试。结果表明,在电力线标称截面积6 mm2、长度30 m时,系统延时3 ms,丢包率0%,实际传输速率为8 000 Kbps。系统在不改变集鱼灯结构的前提下,添加了视频拍摄功能,且无需单独增设视频传输线,可作为光诱渔船上的辅助渔捞设备使用,也可拓展应用于鱼类行为实验中。     

应用Monte Carlo方法计算水上集鱼灯向下辐照度在一类海水中的分布

利用叶绿素浓度、海表风速数据及集鱼灯、渔船的相关特征参数(集鱼灯的配光曲线、波谱分布、辐射通量、集鱼灯在渔船上几何位置等),采用Monte Carlo方法构造了一个计算水上集鱼灯水下辐照度分布的模型。该模型利用叶绿素浓度数据、纯海水水光学特性及其与吸收、散射系数的关系计算波束衰减系数(包括吸收系数、散射系数),利用风速数据构造毛细波面,计算该波面对光路及菲涅耳反射的影响。该模型与传统计算方法相比,有如下优点:(1) 利用叶绿素浓度数据计算波束衰减系数,并考虑了波束衰减系数的波谱特征;(2) 能提供不同水层集鱼灯向下辐照度的光谱分布;(3) 能提供渔船阴影区向下辐照度的分布;(4) 考虑了毛细波面的影响,使集鱼灯水下辐照度的计算更合理;(5) 叶绿素浓度、风速数据可由遥感获取,使模型更易应用于实际计算。模型计算结果与实测值进行了比较,相对均方根误差为37.6%,但两者之间存在显著相关性(P<0.001),文中对模型结果进行了分析。     

2种LED灯光诱蓝圆鲹和竹筴鱼的渔获比较

为了探索节能减排的海洋捕捞作业方式,在中国沿海海域做了白光(偏绿光)发射二极管(LED)水下灯和蓝紫光LED水下灯集鱼试验。对比2种等光能LED集鱼灯周围蓝圆鲹(Decapterus maruadsi)和竹筴鱼(Trachurusjaponicus)的渔获,对渔获数据进行t检验分析表明,白光LED灯对蓝圆鲹的光诱效果显著优于蓝紫光LED灯;白光LED灯对竹筴鱼的光诱效果极显著优于蓝紫光LED灯。海上试验结果证实,在实验室水槽中所得的光诱鱼试验结果对海洋捕捞实践具有很好的指导作用。     

鱿钓船水上集鱼灯的光照度分布及钓捕效果分析

根据2003年10月在印度洋鸢乌贼渔场中鱿钓船周围某一断面水中光照度的实测数据和渔获生产统计数据,对金属卤化物灯和高压钠灯的光照度分布及其钓捕效果进行了比较分析。在120盏×2kW金属卤化物灯作用下,在距船舷3.0m的垂直断面,其水深5m内的光照度多在100lx以上,10lx的等光照度曲线在20m水层左右,0.01lx的等光照度曲线在55m水层附近。但在20盏×500W高压钠灯作用下,在距船舷3.0m的垂直断面,其海面的平均光照度为3lx左右,0.01lx的等光照度曲线在20m水层附近。以一些头足类的适宜光照度(0.01～10lx)为例,其在该照度范围内的水体体积仅为120盏×2kW金属卤化物灯作用下的1/5左右。这说明采用高压钠灯可以使鱿鱼聚集密度增大,钓捕深度变浅,从而提高渔获效率,且其平均产量比采用高压钠灯前高1～3倍。另外,研究表明大型专业鱿钓船钓捕鸢乌贼时的最适集鱼灯功率为112～160kW,鸢乌贼的最适光照度为0.01lx左右。     

不同光质LED光源对坛紫菜自由丝状体生长和生理特性的影响

以野生型坛紫菜自由丝状体为培养材料,研究不同光质(绿光510~550 nm、蓝光455~475 nm、红光580~630 nm、白光400~760 nm)的发光二极管(LED)对无性增殖过程中自由丝状体生长及生理特性的影响。结果显示,蓝光能提高自由丝状体的生长速率,蓝光下藻体增重分别是白光、绿光、红光下藻体增重的1.10倍、1.82倍和2.17倍。蓝光处理有助于叶绿素a和类胡萝卜素的积累,二者含量分别较白光、绿光和红光处理提高13.77%、47.69%、63.42%和8.87%、87.07%、97.73%。蓝光和白光均有利于藻红蛋白合成,而绿光和红光降低藻红蛋白合成,但4种光质的LED光源对藻蓝蛋白合成的影响无显著性差异。蓝光能显著提高碳酸酐酶(CA)活性,较白光下CA活性增加11.36%。蓝光和绿光显著提高1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(Rubis CO)活性,分别较白光下Rubis CO活性增加28.17%和61.21%。红光和绿光下藻体在培养后期的色泽暗淡,星状色素体少,部分藻体细胞内容物溢出,呈中空状态;而蓝光和白光下藻体健康正常,色泽鲜红。研究表明,在今后的坛紫菜自由丝状体无性扩繁过程中可以适当增加LED光源的蓝光组分,减少红光和绿光组分。     

铜鱼的生物学特性及养殖前景分析

对铜鱼的形态与习性、食性与生长、繁殖和养殖前景进行了综述,以期为铜鱼种质资源的深入研究和开发利用奠定基础。     

笋壳鱼的行为特性与科学利用

笋壳鱼是名贵养殖鱼类,因其肉鲜味美而深受消费者的青睐。自上世纪90年代初从国外引进至今已有近20年的养殖历史,目前有澳洲笋壳鱼和泰国笋壳鱼两种。2007年,我市先后从广东等地引进笋壳鱼,分     

渔船氨水吸收式制冷系统的建模和理论运行特性分析

根据渔船节能减排的需求,设计了一种新型的渔船氨水吸收式制冷系统,利用渔船余热实现渔船的制冰、蓄冷和工作区域供冷,解决了渔船上鱼类的保鲜和冷藏,改善船上工作环境。建立了渔船氨水吸收式制冷的热力学模型和性能评价指标,在此基础上采用序贯模块法迭代求解,实现了渔船氨水吸收式制冷系统的仿真,同时进一步研究了不同操作条件下制冷系统的运行特性,最终获得了烟气温度、流量和三通阀开度等参数变化时各用户端功率的变化规律。该系统模型可指导渔船制冷系统的功率分配,为优化渔船制冷系统的运行参数、实现低碳渔船提供理论基础。     

基于菲涅耳现象的LED集鱼灯最佳入射角研究

为了解决平板式LED集鱼灯安装不合理的现状,使得LED集鱼灯光能得到有效利用,提高诱、集鱼效果,实验分析了海面的菲涅耳现象,利用光学的临界条件原理推导出了菲涅尔公式,并利用透射率和折射率的定义式,得到光通过两个不同介质分界面时透射率和折射率的各分量与入射角的关系式,进而利用MATLAB仿真了光在通过海面时透射率和反射率随入射角改变而变化的函数图像。结果显示,透射光强最大时的入射角为53.6°,可以此入射角指导LED集鱼灯在渔船上的安装。对于平板式LED集鱼灯,安装角度可取36.4°;对于三列式LED集鱼灯,安装角度可取23.6°,相邻两列LED集鱼灯的夹角为160°。     

中东大西洋中部海域小型中上层鱼类集群形态与时空分布特征

利用2014年11月17日~12月2日我国拖网渔船在中东大西洋部分区域(塞内加尔共和国专属经济区)作业时获取的FURUNO FCV-292型船载探鱼仪声学映像资料,结合渔业声学原理与水文环境数据,分析了该海域小型中上层鱼类的集群分布特征。结果显示:调查期间该海域底拖网渔船捕获主要小型中上层渔业资源为北梭鱼(Albula vulpes)、斑鳍圆鰺(Decapterus rhonchus)与黑斑十指马鲅(Galeoides decadactylus)等鱼类,分别占总渔获量的11.23%、11.34%,5.78%,其它捕捞种基本为底栖鱼类;将鱼群集群类型分为散点状、短带状、散带状、块状与带状等5种集群类型,统计了每种集群类型出现的站位地理信息,5种集群类型占比依次为22.4%、15.3%、27.6%、22.4%与12.2%;在水平尺度上,鱼群集中分布于海表温度为27℃与28℃等温线之间的水域,且集中现象明显,两个集中区域分别位于近岸海域中部与南部;鱼群主要栖息水层深度为10~30 m,占整个水层的90%以上;受水温垂直梯度变化影响较小,对盐度的垂直变化有一定的应激行为;鱼群的形态在夜间分散日间聚集,夜间多表现为散点状集群,日间多表现为短带状、块状与带状等聚集程度高的集群类型;集群数量表现出明显的日间多夜间低的变化趋势。结合历史研究讨论了该海域主要中上层鱼类资源情况;分析了鱼群集群类型与生物量的内在关系,发现在生物量上表现出较高水平的集群类型为散带状与带状,此结论可在一定程度上指导渔船的瞄准捕捞。     

Causes and effects of underwater noise on fish abundance estimation

The power of modern research vessels using diesel engines means significant levels of noise may be radiated underwater. At low frequencies a surveying vessel must not cause fish avoidance behaviour when it is using trawl or acoustic assessment methods. All the main mechanisms that form the essential propulsion system are described and discussed in terms of underwater radiated noise. Diesel engines, generators and propulsion motors contribute significantly to the low frequency spectrum and an illustration is given of underwater noise when an unsuitable propulsion system is used. Avoidance behaviour by a herring school is shown due to a noisy vessel, by contrast there is an example of no reaction of herring to a noise-reduced vessel. Propellers are major sources of both low and high frequency noise. The latter should not reduce echo sounder detection range, nor contaminate echo integrator recordings. Underwater noise levels from four vessels with different machinery and propulsion characteristics are seen in relation to ambient noise levels at 18 kHz. Fish detection is examined in relation to sea background noise and vessel self-noise. Calculated detection ranges for fish target strength classes from –30 to –60 dB at 38 kHz are shown for six vessels travelling at 11 knots, based on self-noise measurements. Echo sounder noise levels from several vessels at 120 and 200 kHz are tabulated. Beyond 100 kHz the effect of vessel-radiated noise is usually insignificant; levels up to that frequency are proposed in the International Council for the Exploration of the Sea (ICES) Cooperative Research Report No. 209 of 1995.     

Method for underwater measurement of the auditory brainstem response of fish

ABSTRACT:   The auditory brainstem response (ABR) of fishes is commonly measured by bringing the heads of the fishes out of the water in a small tank. However, this method is inapplicable to experiments for large fishes that are economically important in large spaces such as the sea or in a large tank. This paper describes a method of recording, the ABR for fishes in water, without exposing the fish heads to air, by using a waterproof, insulated electrode. To evaluate the effectiveness of this method, the goldfish Carassius auratus was investigated, and the ABR waveform and auditory thresholds measured in water were compared with those measured on the surface. Both ABR waveforms and auditory thresholds showed similar trends between the two methods. The underwater ABR method is useful to measure the auditory thresholds of larger fish in natural or on-site environments such as the sea, net enclosures and large aquaria in which precise positioning of the fish is not possible. However, more improvement is needed to apply this method to large fishes.     

LED光源在海水养殖水体中传播特征解析

光是影响水生动物生长和发育的重要环境因子,其在养殖水体中的传播特征仍未明确。本研究选取红光(波峰为645 nm)、绿光(510 nm)、蓝光(445 nm)、UVA(355 nm)以及全光谱(蓝光激发硅酸盐荧光粉辐射的白光波长范围可达400~800 nm)5种LED光源,调整辐射照度为60 W/m2,研究其在不同养殖水质环境中的传播规律,为满足室内工厂化水产养殖对象的光生物学需求,实现养殖光环境标准化调控提供参考。结果显示,5种不同光谱特征的LED光源在深井海水中的透光率随水深增加呈降低趋势,不同光源间变化趋势存在差异。当透光水深为10 cm时,绿光透光率最大,为(46.01±4.03)%,UVA最小,为(26.01±2.53)%;当透光水深为150 cm时,各光色透光率均小于1.5%;5种不同光色的光源在水体中的透光率衰减曲线均符合乘幂函数。水体对LED光的吸收在不同的光谱区域是不同的,具有明显的选择性,水对光谱中红外部分的吸收最为强烈,对可见光谱波段中的红色、黄色和绿色光谱区段的吸收也十分显著;LED光源在养殖水体中衰减严重,水深是影响LED光源在水体中传播的主要因素(P<0.01),其次是总悬浮物(TSS)和化学需氧量(COD),但不同光源在养殖水体中受TSS和COD含量的影响程度不同。光在水体中的衰减由水对光的吸收以及散射作用引起,且光在不同波段的衰减率主要由水生介质的吸收光谱决定。