鱼体回转式分级机自动控制设计与试验

鱼体分级筛选是一种有效避免种内竞争、提高鱼体存活率的方法,但由于国内缺乏先进设备,生产中大多以人工作业为主。针对人工操作存在劳动强度大、鱼体损伤等问题,研制了一种以S7-200 SMART系列PLC(programmable logic controller)为处理器、结合多步进电机和触摸屏界面开发的鱼体分级自动控制系统。该系统采用变频调速技术,实现对转速可调的功能;采用限宽调节技术,实现对鱼体大小自动调节功能。运用STEP 7-Micro/WIN SMART编程软件完成控制程序的编写,借助SIMATIC WinCC flexible 2008完成触摸屏界面开发,运用以太网通信完成触摸屏界面对多步进电机的运动控制,实现限宽调节功能。性能测试表明,在额定电压(380 V)下,主回转电机运行速度可在0～50 Hz范围内调速,限宽可调范围为0～40 mm,可将4种不同大小的鱼进行分级。在设定宽度下,鱼体的准确率在±90.0%。该控制系统性能可靠,适合在渔业养殖中推广。     

鱼类疫苗自动注射装置设计与应用

在鱼类病害防治中,注射免疫防病技术可以有效减少化学药物防治对环境造成的污染和对鱼类品质的影响。注射免疫接种法所需疫苗剂量少,疫苗剂量准确可控,并且疫苗受环境的影响小,是鱼类免疫技术的理想方法。对鱼类疫苗自动注射的储鱼装置、吸鱼装置和注射装置进行了研究,设计一种鱼类疫苗自动注射设备。实践表明,该设备能有效提高注射作业效率,降低人工接种强度,有利于鱼苗注射接种技术的推广。     

多工位海带自动夹苗系统设计与试验

目前筏式海带养殖主要依赖传统人工夹苗方式,为了解决人工海带夹苗过程中劳动强度大、工作环境恶劣等问题,设计了一种多工位海带夹苗机,主要由苗绳解旋装置、旋转扩绳装置、气动夹苗装置等组成。采用了30工位同时解旋夹苗方式,实现苗绳快速等距分段解旋和30棵海带苗同时夹苗;设计了一种浮动旋转偏心扩绳夹苗装置,实现扩绳头穿透交织三股绳形成缝隙,夹苗爪夹取海带苗根至苗绳上沿;利用扭矩测量和阻力动态检测系统软件对多工位海带夹苗旋转扩绳结构进行数据理论分析;设计了海带自动夹苗控制系统,实现多工位夹绳、旋转偏心扩绳、成排插苗苗绳解旋等过程的自动控制。结果显示：苗绳的进给长度为2.3 m, 30段夹苗平均每段70 mm,同时收缩距离至50 mm,苗绳松弛、缝隙变大,扩绳头椭球d 5×12扩?16 mm苗绳,最大苗绳扭矩0.44 N·m,插绳阻力为42 N,扩绳电机功率为0.25 kW;夹苗产量为2 450棵/h,是人工夹苗的2.45倍。整根苗绳分段等距解旋夹苗,大幅提高了夹苗工作效率、成功率,降低伤苗率,自动化程度高。该研究为藻类养殖装备研发应用提供参考。     

基于主成分分析的吸鱼泵对鱼类损伤评价方法

采用主成分分析法建立吸鱼泵的损伤综合评价方法,为吸鱼泵的研究与改进提供装备技术参数。使用真空吸鱼泵对鲫鱼进行吸捕试验,获取鱼体损伤数据。通过测定体表损伤面积比率、24 h存活率、红细胞数量、白细胞数量、超氧化物歧化酶(SOD)活力、谷丙转氨酶(ALT)活力、肌酐(Cr)含量等多个关键指标值,采用主成分分析法进行相关性分析,建立损伤综合评价模型。结果显示：采用主成分分析法提取出3个主成分的累积贡献率达到78.232%,可反映出鱼体损伤的大部分情况;损伤评价综合评价模型：F=0.285X₁+0.111X₂+0.316X₃+0.366X₄-0.118X₅+0.234X₆,真空吸鱼泵对鱼的体表和内脏无显著损伤情况,综合得分-0.102,与对照组接近,表明真空吸鱼泵对鱼的损伤影响很小。研究表明,SOD活力、白细胞数和体表损伤面积比率是对损伤评价影响较大的数据指标,采用主成分分析法建立的综合损伤评价模型可以作为评价鱼损伤情况的一种可行方法,为吸鱼泵的改进研究提供了有力参考。     

海带收获转运装置设计

为实现海带收获转运机械化,减轻海带收获人员的作业强度,通过改进现有海带养殖筏架模式,将海带苗绳首尾依次连接成串,便于海带机械化收获转运,在此基础上设计并试制回转伸缩齿爪式收获转运试验装置。采用单元数值算法对海带收获过程中成串海带苗绳张力及拖拽力进行计算与分析,对照分析不同苗绳拖拽角度对转运装置运行状态的影响。计算分析和台架试验结果显示:海带收获转运装置拖拽附着养成海带苗绳结合点张力为1290 N,当拖拽海带苗绳起吊角≤15°时,伸缩齿爪无法挑起苗绳,易发生脱绳现象;当拖拽海带苗绳起吊角>15°时,伸缩齿爪可依次挑起海带苗绳,海带能够顺利经过转运装置,达到海带收获转运的目的;回转伸缩齿爪式收获转运装置台架试验运行情况良好,齿爪顺序伸缩机构可有效解决收获转运过程中海带缠绕齿爪的关键问题。液压系统设计采用叠加式液控单向阀,可解决油管泄漏吊臂快速下降的问题,提高系统的安全性。试验研究表明,回转伸缩齿爪式收获转运技术是可行的,可为海上试验打下扎实的基础。     

海上养殖设施与人工鱼礁融合布局流场分析

为拓展人工鱼礁的聚群功能,实现网箱及筏架多层次养殖的现代海洋牧场新模式,在网箱附近构建一定形态的人工鱼礁群,采用CFD软件并进行二次开发,模拟往复潮流,对鱼礁区流场分析。结果显示:网箱附近放置部分鱼礁,在海底流速为1 m/s的情况下,礁区内布置的网箱(围栏)养殖区域内的流速为0. 60～0. 80 m/s;在礁区后方形成较大范围的涡流区,流速在0. 2～0. 67 m/s。根据大型网箱、围栏的投饲情况,分析了礁区内往复海流对养殖固形物携带能力。验证了人工鱼礁群、网箱及养殖筏架综合布局新模式的可行性。研究表明:人工鱼礁群落对内部放置的网箱具有一定的阻流作用,在鱼礁群落的后侧,适合贝类及藻类的筏架养殖。该研究为现代化海洋牧场生态环境构建提供了理论依据。     

海带干燥系统的改进设计与试验

为提高海带太阳能辅热耦合干燥系统的效率和降低海带的干燥能耗,采用风道风速统计法和节能保温技术,进行改进设计及性能测试。通过调节可拆卸导风板提高海带干燥的均匀性,采用锯齿夹撑开海带两端,增加烘干面积,提高海带干燥的效率;同时为了解决原系统散热性高的问题,增加橡塑海绵保温材料,提高保温性。改进后风速测试显示,风道内各点风速大小有所提高,其中后上、后中风速比原始后上、后中风速提高了3倍;保温性测试表明,从50℃降到40℃,时间为46.4 min,改进后的降温时间比原始的降温时间增加了16倍,热损耗减少了95%;在最高温度为28.7℃、光照度为110000 lx下,鲜海带为60.0 kg,自然晾晒+储热+热泵干燥模式下的干燥时间为11.5 h,热泵开启时间为4.5 h,干海带含水率为8.21%。研究表明,改进的海带太阳能辅热耦合干燥系统效率高,提高了对太阳能和风能的利用率,能耗低。     

农业土壤重金属污染防治方法与对策解析

首先阐述了土壤污染和重金属污染的内涵,然后提出了农业土壤重金属污染防治方法,通过分析农业土壤重金属污染的现状和原因,重点论述了农业土壤重金属污染防治策略,主要包括加强土壤污染法律体系的构建、运用农艺修复措施、调整种植结构,旨在不断增强农业土壤重金属污染防治效果,促进农业领域健康发展与进步。     

高密度养殖池塘自动气力投饲机的设计试验

为解决池塘高密度养殖过程中的投饲机承载量小、投饲不均匀、投饲范围小、饲料利用率低等问题,提出一种基于气体输送原理的自动投饲机。根据其工作原理,对投饲机的供料系统、输送系统、抛料系统和控制系统进行了设计与分析,采用气力作为供料能源,管道作为输送机构,撒料盘作为抛料机构,西门子S7-200PLC作为系统控制单元。结果显示,该自动投饲机能同时满足6个池塘的投喂,并能单独控制,满足池塘的投饲需求;投饲距离达20 m,平均投饲速度400 kg/h,破碎率低于0.9%,基本满足设计要求。与传统池塘投饲机相比,该投饲机具有结构简单、操作方便,饲料不易破碎、饲料利用率高等特点,并可实现对投饲量精确调节与控制。