NO20140331A1

NO20140331A1 - System and method for monitoring fish and water quality in aquaculture cages

Info

Publication number: NO20140331A1
Application number: NO20140331A
Authority: NO
Inventors: Andreas Morland
Original assignee: Seasmart As
Priority date: 2014-03-13
Filing date: 2014-03-13
Publication date: 2015-09-14
Also published as: NO336937B1

Description

Søknad om patent: System og fremgangsmåte for overvåkning av fisk og vannkvalitet i merd for havbruk. Patent application: System and method for monitoring fish and water quality in cages for aquaculture.

13.03.2014, Andreas Morland i 13/03/2014, Andreas Morland i

Beskrivelse av oppfinnelsen Description of the invention

I havbruk holdes fisk i merder i havet for matproduksjon. Det ønskes å måle kvaliteten på vannet fisken oppholder seg i. Kvaliteten på vannet i merden kan variere fra toppen til bunnen i merden og fisken samler seg normalt i hovedsak mot en bestemt dybde, men denne dybden endrer seg med årstid og tid på døgnet. In aquaculture, fish are kept in cages in the sea for food production. It is desired to measure the quality of the water the fish stay in. The quality of the water in the cage can vary from the top to the bottom of the cage and the fish normally congregate mainly towards a specific depth, but this depth changes with the season and time of day.

Gjeldene løsninger baserer seg i mange tilfeller på å plassere måleinstrumentet på en fast posisjon i merden. Et problem med denne løsningen er imidlertid at målinger i denne ene posisjonen kan være ulike fra hvor fisken oppholder seg og det er da usikkert hvilken vannkvalitet fisken opplever. Current solutions are based in many cases on placing the measuring instrument in a fixed position in the cage. A problem with this solution, however, is that measurements in this one position can be different from where the fish is, and it is then uncertain what water quality the fish is experiencing.

Andre løsninger benytter tau eller line for å løfte sensorer opp og ned i merden for å på den måten samle inn data fra ulike dybder i merden. Et problem med slike løsninger er imidlertid at tau og kabler lett kommer i veien og krever mye vedlikehold. Other solutions use ropes or lines to lift sensors up and down the cage in order to collect data from different depths in the cage. A problem with such solutions, however, is that ropes and cables easily get in the way and require a lot of maintenance.

I US005816874A beskriver en slik løsning hvor sensorene er knyttet til en styreline med en vinsj og strømforsyning knyttet til en bøye i overflaten. US005816874A describes such a solution where the sensors are connected to a control line with a winch and power supply connected to a buoy in the surface.

I US005283767A beskrives et system for oseanografi som i oppbygning ligner mye på det foreliggende systemet. Systemet flyter fritt i havet og er ikke inne i en merd. In US005283767A, a system for oceanography is described which in structure is very similar to the present system. The system floats freely in the sea and is not inside a cage.

Det er et formål med den foreliggende oppfinnelse å i det minste delvis overvinne de ovennevnte problemene. Dette formålet, og andre formål som vil være åpenbare ut ifra den følgende beskrivelse, oppnås med et system og en fremgangsmåte i følge de vedlagte uavhengige kravene. It is an object of the present invention to at least partially overcome the above-mentioned problems. This purpose, and other purposes which will be obvious from the following description, is achieved with a system and a method according to the attached independent claims.

Det foreliggende systemet omsluttes av en vanntett beholder som består av to deler, (1) og (2). Motoren (10) kan skyve disse to delene fra hverandre eller dra dem mot hverandre som vist i figur 2. Figuren viser en løsning hvor motoren er festet i den øvre delen (1) skrur en gjenget bolt (12) inn den nedre delens (2) gjengete motstykke (13) og drar de to delene (1 og 2) sammen. Figur 2A viser delene skjøvet fra hverandre og figur 2B viser delene skjøvet sammen. Mellom de to delene av beholderen finnes O-ringer (11) for å hindre vann fra å trenge inn i beholderen. The present system is enclosed by a waterproof container which consists of two parts, (1) and (2). The motor (10) can push these two parts apart or pull them towards each other as shown in figure 2. The figure shows a solution where the motor is fixed in the upper part (1) screws a threaded bolt (12) into the lower part (2) ) threaded counterpart (13) and pulls the two parts (1 and 2) together. Figure 2A shows the parts pushed apart and Figure 2B shows the parts pushed together. Between the two parts of the container there are O-rings (11) to prevent water from entering the container.

Det foreliggende systemet blir lettere enn vann når beholderens deler skyves fra hverandre (Fig.2A) og vil dermed flyte opp til overflaten. Tilsvarende blir systemet tyngre enn vann når delene trekkes sammen (Fig.2B) og vil da synke ned til bunnen av merden. The present system becomes lighter than water when the parts of the container are pushed apart (Fig.2A) and will thus float to the surface. Correspondingly, the system becomes heavier than water when the parts are pulled together (Fig.2B) and will then sink to the bottom of the cage.

Det foreliggende systemet har to modi. En aktiv modus da systemet flyter og samler data og en passiv modus da systemet slås av og synker til bunnen av merden for å spare energi i. The present system has two modes. An active mode when the system floats and collects data and a passive mode when the system switches off and sinks to the bottom of the cage to save energy.

Den foreliggende fremgangsmåten for målingene er illustrert i figur 3 og fungerer slik at når klokken i styring-systemets når et forhånds-bestemt tidspunkt vil enheten gå over i aktiv modus. Da vil delene av huset skyves fra hverandre. Dette gjør at systemet begynner å stige opp til overflaten (103). Mens enheten stiger samler sensorene data om vannkvaliteten på ulike dybder The present procedure for the measurements is illustrated in figure 3 and works so that when the clock in the control system reaches a predetermined time, the unit will switch to active mode. Then the parts of the house will be pushed apart. This causes the system to begin to rise to the surface (103). As the device rises, the sensors collect data on the water quality at various depths

(104). Styring-systemet lagrer disse data. Når systemet kommer til overflaten sendes de oppsamlede data fra systemet via systemets radio-sender (106). Deretter aktiveres motoren igjen og husets to deler trekkes sammen slik at beholderens totale volum reduseres (101). Dette gjør at systemet begynner å synke (102). Nå angis et nytt forhånds-bestemt tidspunkt for styring-systemets klokke og systemet settes i passiv fase. Mellom hver aktive modus ligger systemet i passiv modus på bunnen av merden (103). Operasjonen repeteres så lenge systemet har energi i batteriene. (104). The control system stores this data. When the system reaches the surface, the collected data is sent from the system via the system's radio transmitter (106). The motor is then activated again and the two parts of the housing are pulled together so that the container's total volume is reduced (101). This causes the system to begin to sink (102). Now a new predetermined time is set for the control system's clock and the system is put into passive phase. Between each active mode, the system lies in passive mode on the bottom of the cage (103). The operation is repeated as long as the system has energy in the batteries.

Det foreliggende systemet kan inkludere med ulike typer sensorer (4), som f.eks., men ikke begrenset til: temperatursensor for å måle vannets temperatur; oksygensensor for måle mengden oppløst oksygen i vannet; salinitet-sensor for å måle mengden salt i vannet; karbondioksid-sensor for å måle mengden oppøst karbondioksid i vannet; pH-sensor for å måle vannets surhetsgrad; lys-sensor for å måle lysforhold fra sollys eller kunstig lys; turbiditet-sensor for å måle sikt i vannet. Det foreliggende systemet inkluderer også en trykksensor (5) for å kunne måle på hvilken dybde systemet befinner seg. The present system may include various types of sensors (4), such as, but not limited to: temperature sensor to measure the temperature of the water; oxygen sensor to measure the amount of dissolved oxygen in the water; salinity sensor to measure the amount of salt in the water; carbon dioxide sensor to measure the amount of dissolved carbon dioxide in the water; pH sensor to measure the acidity of the water; light sensor to measure light conditions from sunlight or artificial light; turbidity sensor to measure visibility in the water. The present system also includes a pressure sensor (5) to be able to measure the depth at which the system is located.

Den foreliggende fremgangsmåten samler trykk data og sensor data samtidig og det bestemmes hvilken dybde de ulike målingene er foretatt. The present method collects pressure data and sensor data at the same time and it is determined at what depth the various measurements have been taken.

Systemet kan videre innbefatte et ekkolodd (6) som kan måle avstanden fra systemet til fisk. The system can also include a sonar (6) which can measure the distance from the system to fish.

Den foreliggende fremgangsmåten er illustrert i figur 4. Innsamlede data fra ulike dybder settes sammen med ekkolodd-data som måler dybden til fisken The present procedure is illustrated in Figure 4. Collected data from different depths is combined with sonar data that measures the depth of the fish

(201) . Ut ifra dette vil det bestemmes hvor fisken hovedsaklig oppholder seg (201). Based on this, it will be determined where the fish mainly stay

(202) og det kan bestemmes hva målte verdier er i det vannet som fisken opplever. (202) and it can be determined what the measured values are in the water experienced by the fish.

Systemet kan videre innbefatte et kamera (9) til å ta bilder av fisk. Systemet The system can further include a camera (9) for taking pictures of fish. The system

kan videre også benytte kameraet (9) for å ta bilder av selve merden. can also use the camera (9) to take pictures of the cage itself.

Den foreliggende fremgangsmåten kan samle bilder av fisk (204) og samtidig som det måles trykk. Ut ifra dette kan det bestemmes hvilke bilder som tatt på hvilken dybde og på den måten kan systemet måle fiskens utseende på ulike dyp. The present method can collect images of fish (204) while simultaneously measuring pressure. Based on this, it can be determined which images were taken at which depth and in this way the system can measure the appearance of the fish at different depths.

Den foreliggende fremgangsmåten kan samle bilder av merden (203) samtidig som det måles trykk. Ut ifra dette kan det bestemmes hvilke bilder som tatt på hvilken dybde og på den måten kan systemet registrere tilstanden på merden på ulike dyp. The present method can collect images of the cage (203) while measuring pressure. Based on this, it can be determined which images were taken at which depth and in this way the system can record the condition of the cage at different depths.

Fagperson vil forstå at den foreliggende oppfinnelse på ingen måte er begrenset til utførelsesformene beskrevet over. Tvert imot er mange modifikasjoner og variasjoner mulig innenfor de vedlagte kravenes omfang. A person skilled in the art will understand that the present invention is in no way limited to the embodiments described above. On the contrary, many modifications and variations are possible within the scope of the attached requirements.

Claims

1. System for monitoring in cages in aquaculture, especially which can change volume and thus buoyancy to measure at different depths.

2. System according to claim 1, further measuring temperature, dissolved oxygen, dissolved carbon dioxide, pH, salinity, turbidity or light to determine water quality.

3. System according to claims 1 and 2, further uses sonar to measure the depth where the fish mainly stay.

4. System according to claim 1, further using a camera to take pictures.

5. Method that uses a system described in claim 1 to move the system up and down in the cage at specified times and then turn the system off between each measurement.

6. Method that uses a system described in claims 1, 2 and 3 to describe the conditions experienced by the fish based on the measured values from the depth where the fish mainly resides.

7. Method that uses a system described in claim 4 to take pictures of fish at different depths.

8. Method that uses a system described in claim 4 to take pictures of the cage itself at different depths.