NO336937B1 - System og fremgangsmåte for overvåkning av fisk og vannkvalitet i merd for havbruk - Google Patents

Abstract

Sonde for overvåkning av fisk, merd og vannkvalitet i merd for havbruk, der sonden omfatter en vanntett beholder (1, 2). Beholderen omfatter en første del (1) og en andre del (2), som er teleskopisk forskyvbare i forhold til hverandre for å endre volumet til et oppdriftskammer som befinner seg innenfor de to delene (1, 2). En motor (10) er anordnet i den første delen (1) og en gjenget skruespindel (12) er mottatt i et gjenget motstykke (13) i den andre delen (2). Rotasjon av motoren (10) i den ene h.h.v. den andre retningen bevirker sammentrekking av de to delene (1, 2) h.h.v. at de to delene (1, 2) skyves fra hverandre.

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en sonde for overvåkning av fisk, merd og vannkvalitet i merd for havbruk.

I havbruk holdes fisk i merder i havet for matproduksjon. Det et et ønske 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.

Konvensjonelle 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.

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. Dette utstyret krever også at en operatør til enhver tid er til stede for å betjene utstyret.

I US 5816874A beskriver en slik løsning hvor sensorene er knyttet til en styreline med en vinsj og strømforsyning knyttet til en bøye ved overflaten.

I US 5283767A beskrives et frittflytende instrument for oseanografi. Det omfatter et neddykkbart hus med flere sensorer. Systemet flyter fritt i havet og det er ikke beskrevet bruk inne i en merd. Det vanntette huset omfatter et trimstempel som er innrettet til å endre volumet og derved oppdriften av instrumentet. Derved kan man kontrollere neddykkingen av instrumentet. Stempelet er en egen del som bidrar med vekt til instrumentet. Det må ha en forholdsvis stor lengde for å kunne gi en tilstrekkelig volumendring av oppdriftskammeret. Dette medfører at stempelet bidrar til en signifikant vektøkning av hele anordningen.

Den foreliggende oppfinnelse har som formål å tilveiebringe en sonde der triminnretningen kun i liten grad bidrar til økt vekt.

WO 2002/084217 beskriver en autonom sonde for overvåkning av en fiskemerd. Sonden beveges rundt i merden og tar bilder av ulike områder. Sonden kan bl.a. detektere om det er hull i merden eller uønsket begroing. I tillegg kan den måle ulike parametere, slik som temperatur, salinitet, oksygeninnhold, pH, etc. Det er ikke beskrevet mekanismene for hvordan sonden beveger seg, hverken i horisontalplanet eller vertikalt.

På havforskningsinstituttets hjemmeside

( http:// www. imr. no/ welfaremeter/ index. htm) er det beskrevet en innretning kalt Welfaremeter. Den omfatter en bøye med en probe som er i stand til å måle ulike parametere, slik som oksygen, temperatur, salinitet, etc. Bøyen sender disse målingene til en database via mobilnettet.

WO2007/104017 beskriver en neddykkbar anordning som først og fremst er beregnet til bruk som et leketøy. Oppdriften kan justeres ved enten å pumpe væske inn eller ut av et reservoar i anordningen eller ved at et stempel deler en sylinder i to, der stempelet er innrettet til å forskyve væske ut eller trekke væske inn gjennom et hull i den ene enden av sylinderen, slik at oppdriften endres i avhengighet av hvor mye vann som befinner seg i sylinderen. En vesentlig ulempe ved dette systemet er at det må trekkes vann inn i anordningen. Dette kan medføre at urenheter kommer inn i anordningen og det kan oppstå uønsket begroing.

Det er et formål med den foreliggende oppfinnelse å kunne foreta målinger på ulike dybder i en fiskemerd ved hjelp av en liten og lett sonde som kan styres i dybde. Dette oppnås ved en anordning som definert i det etterfølgende krav 1.

Ytterligere fordeler oppnås ved de trekk som følger av de vedlagte uselvstendige kravene.

Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere under henvisning til et utførelseseksempel som er vist i de medfølgende tegninger, der: Figur 1 viser en prinsippskisse av et lengdesnitt gjennom en anordning ifølge oppfinnelsen, Figur 2A viser et utsnitt av oppfinnelsen der anordningens to deler er ført fra hverandre for å danne et størst mulig oppdriftskammer, Figur 2B viser et utsnitt av oppfinnelsen der anordningens to deler er ført sammen for å danne et minst mulig oppdriftskammer, Figur 3 viser et snitt gjennom en fiskemerd der anordningen ifølge oppfinnelsen er vist i ulike mulige posisjoner og Figur 4 viser et snitt gjennom en fiskemerd og illustrerer datainnsamling ved hjelp av sensorer og kamera i anordningen.

Oppbygningen av anordningen ifølge oppfinnelsen skal nå forklares under henvisning til figurene 1, 2A og 2B.

Som vist i figur 1 omfatter anordningen ifølge oppfinnelsen en vanntett beholder eller hus 1, 2. Denne består av to deler, en første del 1 og en andre del 2. De to delene kan forskyves teleskopisk i forhold til hverandre. En motor 10 som er anordnet i den første delen 1 er koblet til en gjenget skuespindel 12 som, som er mottatt i et gjenget motstykke 13 i den andre delen 2. Ved enden av og på innsiden av den andre delen 2 er det anordnet O-ringer 11 (i figurene 2A og 2B er det vist én O-ring). O-ringene ligger i tettende anlegg mot yttersiden av et hylseformet parti på den første delen 1 (se figurene 1 og 2), slik at vann ikke kan trenge inn i hulrommet som dannes innenfor de to delene 1, 2. Ved å rotere gjengespindelen 12, vil motoren 10 trekke de to delene 1, 2 sammen eller skyve de fra hverandre, avhengig av hvilken retning spindelen 12 roteres. Hulrommet eller oppdriftskammeret ligger innenfor både den første delen 1 og den andre delen 2. Derved tilveiebringes et relativt stort volum som kan endres betydelig når delene forskyves i forhold til hverandre. Dette skjer uten at anordningen får noen nevneverdig vektøkning.

Anordningen er utstyrt 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; salinitetssensor for å måle mengden salt i vannet; karbondioksid-sensorforå måle mengden oppøst karbondioksid i vannet; pH-sensorfor å måle vannets surhetsgrad; lys-sensor for å måle lysforhold fra sollys eller kunstig lys; turbiditet-sensor for å måle sikt i vannet. De er også utstyrt med en trykksensor 5 for å kunne måle på hvilken dybde systemet befinner seg. Den kan videre også være utstyrt med et ekkolodd 6 som kan måle avstanden fra anordningen til fisken i merden. Videre omfatter anordningen et kamera 9 til å ta bilder av fisk. Kameraet 9 kan også brukes for å ta bilder av selve merden.

Som vist i figurene 2A og 2B så kan motoren 10 og den gjengede spindelen 12 skyve de to delene 1, 2 fra hverandre eller trekke dem sammen. Dette regulerer størrelsen på et oppdriftskammer mellom de to delene 1 og 2. Når delene er skjøvet fra hverandre, som vist i figur 2A, er oppdriftskammeret stort og anordningen får derved stor oppdrift. I denne tilstanden vil anordningen bli lettere enn vann og vil flyte opp til overflaten. Når de to delene 1, 2 er trukket helt sammen, som vist i figur 2B, vil oppdriftskammeret være lite og anordningen vil bli tyngre enn vann og derved synke ned til bunnen av merden.

Det foreliggende systemet har derved to modi. En aktiv modus der systemet flyter og samler data og en passiv modus der systemet slås av og synker til bunnen av merden for å spare energi i. Sonden omfatter er styringssystem med en klokke, samt en innretning for å lagre data og en radiosender for overføring av data.

Den foreliggende fremgangsmåten for målingene er illustrert i figur 3, der henvisningstallene 101, 102, 103, 104 og 106 angir ulike mulige posisjoner for sonden. Når klokken i styringssystemet når et forhåndsbestemt tidspunkt vil enheten gå over i aktiv modus. Da befinner sonden seg i posisjonen 103. De to delene av huset skyves fra hverandre og oppdriften øker derved. Dette gjør at sonden begynner å stige opp til overflaten til posisjonen 106. Mens sonden stiger samler sensorene data om vannkvaliteten på ulike dybder, illustrert ved posisjonen 104. Styring-systemet lagrer disse data. Når sonden kommer til overflaten, illustrert ved posisjonen 106, sendes de oppsamlede data fra systemet via systemets radio-sender. Når alle data er overført aktiveres motoren 10 igjen og husets to deler 1, 2 trekkes sammen slik at beholderens totale volum reduseres. Man kan da tenke seg at sonden befinner seg i posisjonen 101. Reduksjonen av oppdriftsvolum gjør at systemet begynner å synke til posisjonen 102. Når et nytt forhåndsbestemt tidspunkt for styringssystemets klokke inntrer, settes systemet i passiv modus. Mellom hver gang systemet er i aktiv modus ligger systemet i passiv modus på bunnen av merden, illustrert ved posisjonen 103. Operasjonen repeteres så lenge systemet har energi i batteriene.

Den foreliggende fremgangsmåten samler trykkdata og sensordata samtidig og det bestemmes hvilken dybde de ulike målingene er foretatt.

Selve målingsinnsamlingen er illustrert i figur 4. Ved 201 illustreres bruk av

ekkolodd. Innsamlede data fra ulike dybder settes sammen med ekkolodd-data som måler dybden til fisken 202. Ut ifra dette vil det bestemmes hvor fisken 202 hovedsakelig oppholder seg, og det kan bestemmes hvilke målte verdier det er i det vannet som fisken 202 opplever.

Ved hjelp av kameraet 9 kan sonden ta bilder av fisken 202, illustrert ved 204. Samtidig kan trykket måles og derved kan man bestemme hvilke bilder som tatt på hvilken dybde og fiskens utseende på ulike dyp kan måles.

Ved hjelp av kameraet 9 kan sonden samle bilder av merden, illustrert ved 203, samtidig som det måles trykk. Ut ifra dette kan det bestemmes hvilke bilder som er tatt på hvilken dybde og på den måten kan systemet registrere tilstanden til merden på ulike dyp.

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.

Claims (8)

1. Sonde utstyrt med målesensorer for overvåkning av fisk, merd og vannkvalitet i merd for havbruk ved ulike dybder ved at sondens oppdriftsvolum kan endres, der sonden omfatteren vanntett beholder (1, 2),karakterisert vedat beholderen omfatteren første del (1) og en andre del (2), som er teleskopisk forskyvbare i forhold til hverandre for å endre volumet til et oppdriftskammer som befinner seg innenfor de to delene (1, 2).

2. Sonde ifølge krav 1,karakterisert vedat den omfatter en motor (10) anordnet i den første delen (1) og en gjenget skruespindel (12), hvilken skruespindel (12) er mottatt i et gjenget motstykke (13) i den andre delen (2), slik at rotasjon av motoren (10) i den ene h.h.v. den andre retningen bevirker sammentrekking av de to delene (1, 2) h.h.v. at de to delene (1, 2) skyves fra hverandre.

3. Sonde ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat det er anordnet minst én O-ring (11) mellom de to delene (1, 2) for å hindre vanninntrenging.

4. Sonde ifølge ett av de foregående krav,karakterisertved at hulrommet er avpasset slik at når de to delene (1, 2) er ført helt sammen, har sonden en oppdrift som medfører at den synker til bunnen av merden.

5. Sonde ifølge ett av de foregående krav,karakterisertv e d at den omfatter en eller flere av følgende: sensorer for å måle temperatur, oppløst oksygen, oppløst karbondioksid, pH, salinitet, turbiditet eller lys, for derved å bestemme vannkvaliteten; en trykkmåler for å bestemme dybden sonden befinner seg på; ekkolodd for å detektere ved hvilken dybde fisken i hovedsak befinner seg og et kamera for å ta bilde av fisken eller merden.

6. Sonde ifølge krav 5,karakterisert vedat den omfatter et styringssystem som er innrettet til ved et forhåndsbestemt tidspunkt å sette sonden i en passiv modus, der sondens oppdrift reduseres slik at den synker til bunnen av merden og systemet slås av, og ved et annet forhåndsbestemt tidspunkt å sette sonden i en aktiv modus der sondens oppdrift økes slik at den flyte opp til vannoverflaten og systemet slås på.

7. System ifølge krav 6,karakterisert vedat sonden er innrettet til å samle data mens den stiger opp til overflaten og at målingene fra de ulike sensorene sammenstilles med dybdemålingene.

8. System ifølge krav 7,karakterisert vedat sonden er utstyrt med en radiosender som sender ut oppsamlede data når den befinner seg i overflateposisjon.