光照系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于水围护结构中的水生动物培养的光照系统的领域、这样的光照系统相对于水围护结构的布置、以及用于在水体积中提供光以便改进水体积中所培养的水生动物的供料的方法。
【背景技术】
[0002]鱼类或其它水生动物在其自然环境中的行为取决于诸如温度、光质量、氧浓度、水PH之类的数个因素。某一区域中的鱼类的量或者鱼类的密度还强烈地由该区域中的环境因素确定。
[0003]取决于种类和发育阶段，高度密集的鱼类培养发生在淡水中或海水中。当前，例如生长中的大西洋鲑产量的大部分发生在水围护结构中，诸如海上网箱或海箱中。一般地，鱼类具有避免诸如在水表面附近可用的高光强度的自然倾向。然而，进食的驱动力要比避免接近这些水表面的高光强度的倾向更强。在水箱中对鱼类供料目前是使用在水表面处散布饲料托盘的供料器来完成的，由此产生食物摄取接近水表面发生的情况。紧迫情况由于以下而出现:(i)接近水表面的“供料点”周围的鱼类的高密度以及(ii)高光强度。而且，没有在表面处消耗的食物被损失，即其沉到箱底，因为其不再能够在较大深度处被观察到。
[0004]因而，已经开发出使用光源来改进鱼类的食物摄取并且减少鱼类在这样的环境中的压力的若干设备和方法。
[0005]US 5，732，655公开了一种使用图像采集设备以用于在水表面处拍摄图像的用于水生生命的自动供料装置。光照构件安装在透明材料后面并且图像采集装置安装在相对端处。光照构件均匀地照射鱼类并且增加由图像采集装置所捕获的图像的对比度。图像采集构件可以对着明亮背景拍摄昏暗鱼类的图像。应用图像处理构件以计算鱼类的活动水平，并且基于所计算的活动水平来控制供料量和供料时间。
【发明内容】
[0006]申请人已经发现，跨水箱罐的较大体积增加食物的可见性改进鱼类的食物摄取并且减少鱼类的压力，因为可以避免供料期间水表面附近的高鱼类密度。
[0007]为此目的，在一个方面中，公开了一种光照系统以用于在水体积中培养水生动物，其中供料系统限定水体积中的供料轴线。该系统至少包括定位在水体积中并且布置用于照射供料轴线的第一光照表面。该系统还包括定位在水体积中并且布置用于照射供料轴线的第二光照表面。第一光照表面和第二光照表面是布置成从基本上不同的方向照射供料轴线的不同表面。
[0008]本公开内容的另一方面涉及一种用于水生动物的培养的装置，其中该装置包括根据以上段落的光照系统、供料系统和水围护结构，其中第一光照表面和第二光照表面布置在水围护结构的水体积中。在本公开内容的上下文中，水围护结构可以例如是如水产业中所使用的淡水池或海箱。本文中的水围护结构因此不限于封闭的容纳环境。
[0009]本公开内容的又一方面牵涉到一种用于培养水生动物的方法，其中动物包括在水体积中。该方法包括利用定位在水体积中的第一光照表面照射水体积中的供料轴线并且利用定位在水体积中的第二光照表面照射供料轴线。第一光照表面和第二光照表面是布置成从基本上不同的方向照射供料轴线的不同表面。
[0010]以上方面提供一种光照系统，其中可以由水生动物在其中观察到该食物的体积作为至少部分地在供料轴线周围放置光照表面的结果而增加。光照表面的布置可以相对于水箱中的供料轴线来适配。除照射食物之外，光照表面还可以提供对比度表面，从而允许水生动物对着光照表面的明亮背景而观察到昏暗的食物。
[0011 ] 在本公开内容的上下文中，供料轴线是限定水体积中的食物在已经从供料系统分发和/或由供料系统散布之后的总体平均行进方向的轴线。例如，如果从水表面提供食物，则由于重力的缘故食物至少部分地向下沿着食物的总体平均行进方向被分发在水体积中。食物还可以使用水/空气射流从水围护结构的底部注入到水体积中，在该情况下，食物遵循部分向上的供料方向。
[0012]光照表面被限定为结构组件的表面，该表面适配成发射光。结构组件可以包含用于生成光的一个或多个光源元件，诸如一个或多个人工光源，例如光发射二极管。可替换地或除光源之外，光学元件还可以包括无源光学元件，诸如反射镜、漫射器或光导，以用于引导和/或散布光来提供可以以对比度对着其示出食物的适当背景。
[0013]应当指出的是，光照表面不限于平坦表面并且还包括弯曲表面。在实施例中，弯曲光照表面可以由各种平坦光照表面构成。表面的法线指向远离该表面被照射的侧。
[0014]在实施例中，第一光照表面由第一法线限定并且第二光照表面由第二法线限定。光照表面的法线被限定为该表面上的某一位置处的垂直于该表面并且在光照(即光发射)方向上指向远离表面的矢量。在考虑了法线的情况下光照表面上的位置可以例如是光照表面的几何中心或质心。在实施例中，第二法线在不同于第一法线的方向上指向，并且第一光照表面和第二光照表面布置成使得第一光照表面的第一法线和第二光照表面的第二法线在水体积内、可选地基本上在供料轴线处交叉或相交。在这样的实施例中，光照表面优选地布置成至少部分地围绕鱼类并且照射供料轴线，使得鱼类从各种方向或在水箱中的不同位置处对食物的观察得以改进。特别地，公开了其中光照系统包括布置在水体积中的多个光照表面的实施例，其中多个光照表面布置在关于供料轴线(作为坐标系的极向)的多个极坐标角度处。在一个实施例中，光照表面可以沿着水围护结构的边界布置。
[0015]在实施例中，第一光照表面和第二光照表面是限定水围护结构的边界的部分。一个或多个光照表面在边界中的集成是高效的(例如相对于可以集成在边界的构造特征中的用于光源的布线而言)并且不要求附加空间。
[0016]在实施例中，光照系统包括一个或多个组件，一个或多个组件提供第一光照表面和第二光照表面，其中一个或多个组件包含用于生成从光照表面所发射的光的光发射二极管。光发射二极管出于包括大小、功耗和成本在内的各种原因而是优选的光源。
[0017]在实施例中，光照系统包括温度传感器和光学光传感器中的至少一个。温度传感器可以连接到软件模块或控制器以用于取决于所感测的温度来控制从光照表面所发射的光。温度传感器可以例如测量水温度、环境空气温度、光照表面的温度等。一个示例包括在水温度达到特定值时调暗或提升光强度。光学光传感器可以连接到软件模块或控制器以用于取决于所感测的光来控制从光照表面所发射的光。所感测的光可以包括穿过水体积的环境光和源自光照表面的光中的至少一个。所感测的值可以控制从(多个)光照表面发射的光的至少一个光学特性，诸如强度、频谱、光发射面积等。
[0018]在实施例中，第一光照表面和第二光照表面被提供在水体积的水表面以下大于1米的深度处。光照表面可以例如被提供在向下到5米、10米的深度，或者完全向下到水围护结构的底部。在水表面以下的较大深度处提供光照表面减少鱼类在供料期间移动到水表面的倾向并且因而减少接近水表面的鱼类密度，并且相应地减少压力和改进鱼类幸福。
[0019]在实施例中，光照系统包括在水体积的深度方向上并且平行于供料轴线延伸的一个或多个第一光照表面，以及在水体积的深度方向上并且平行于供料轴线延伸的一个或多个第二光照表面，其中相应的第一和第二光照表面可以以基本上相同的深度布置在供料轴线周围。提供控制器，其配置用于控制光照系统的光源使得从一个或多个第一光照表面和一个或多个第二光照表面所提供的光的一个或多个光学特性在沿着供料轴线的方向上变化。例如，由较大深度处的光照表面所提供的频谱可以不同于由接近水表面的光照表面所提供的频谱(例如因为通过水的红光的穿透通常比蓝光或绿光更少)。在实施例中，控制器配置用于控制光源使得从