本发明涉及超声波处理鱼类，尤其是在鲑鱼养殖上的应用，该应用在海虱的每个生命阶段对海虱都同样有效-用于附着在鲑鱼上的海虱以及鲑鱼围栏中的游离海虱，本发明尤其涉及声波和超声波设备以产生所需的声波（常见的可调变量主要包括超声频率，强度，光束尺寸和持续时间）以及处理装置的设计（例如尺寸，形状，效率，对持续流动或停滞的水源都有效）以产生最高效、最有效的变化组合并能有效杀死海虱而不伤害鱼类。
背景技术：
大马哈鱼、所有鲑鱼物种和鳟鱼的养殖是世界密集水产养殖的一个成功范例，通过创新研究，技术进步和创造性设计实现。其中，大西洋鲑鱼是迄今为止最重要和最常见的物种（在北大西洋，从新英格兰到加拿大西部的温加瓦湾，冰岛，格陵兰岛，葡萄牙北部到俄罗斯东部的卡拉海），大西洋鲑鱼很容易适应养殖条件并在相应条件下良好生长，且具有相对较高的商业价值。
海虱（家庭鱼虱科）是以鲑鱼和其他鱼类为生的小型海洋桡足类生物。海虱是体外寄生虫，附着在鱼外部的皮肤，鱼鳍或鳃上。它们食用鲑鱼身上的粘液，血液和皮。虽然少量的虱子对大鲑鱼来说可能不会造成严重损害，但它们可能对幼年的小型鲑鱼是有害甚至致命的。少至五只虱子可能会严重伤害幼年大西洋鲑鱼，并且可能会削弱成年鲑鱼抵抗力并使其更容易受到感染和滋生寄生虫，因为海虱的摄食活动可能会导致严重的鳍损伤、皮肤脱落、持续出血和深度伤口。开放的伤口可以让疾病和其他寄生虫进入鱼的体内。海虱可以在养殖鲑鱼和野生鲑鱼上均可以寄生，也是养殖业和鲑鱼保护工作的主要关注点。
目前，在海虱大爆发发生以后，鲑鱼养殖者使用化学品和药物（甲氨基阿维菌素苯甲酸盐，敌敌畏，除虫菊，过氧化氢，甲基吡啶磷，氯氰菊酯等）来处理鲑鱼。大多数药物口服给药，例如连续7天给予5微克/千克体重/天的甲氨基阿维菌素苯甲酸盐）。处理费用可能很高，而且这种处理方式通常会带来潜在的环境影响。使用化学品的人类健康问题仍然是不确定因素。此外，一些管理措施可用于防止海虱的爆发，如合理的场地定位、年份分类、最小化拥挤等。然而，目前市场上却还没有非常有效的非化学处理方法。
在一个相关但不同的情况下，成千上万的船舶每天都在世界各地旅行，并且可以携带数千加仑的压舱水，以便在航行期间保持稳定。带有海洋生物的海水可以从一个沿海港口被压载并被运送到下一个呼叫目的地，在那里水可能连同它携带的生物体而被卸载。例如，斑马贻贝是通过排放船舶压载水引入北美的许多臭名昭着的入侵物种之一。斑马贻贝入侵造成了有害的生态和经济影响，包括对北美本土双壳类动物的危害。“国际船舶压载水和沉积物控制和管理公约”相应地规定了压载水的排放，并要求船舶处理压载水。
为了有效地处理压载水，根据需要，开发了一种消毒有机体处理装置，并正在利用超声波技术来消除船舶压载水中的有害水生生物。这项技术的运作效果是，当水生生物直接遇到时，超声波会形成空化气泡，破坏/杀死目标生物体。声能在自然通过水时消散而不会造成二次环境影响。
技术实现要素：
因此，本发明的一个目的是，不是使用超声波来处理船舶压载水并杀死所有的水生生物（从压载水中完全消毒并除去水生生物），而是选择性地利用超声波对养殖鱼类特别是鲑鱼进行有效的直接水处理。这种选择性处理通过杀死这种鱼上的寄生生物（如海虱）来控制，这种处理没有化学处理所可能带来的有害副作用，并且对鱼本身的水生生物没有不利影响。
总的来说，本发明的一个实施方案中，包括一种方法和装置，用于在相对狭窄的区域或指定区域对鱼类和最常见的养殖鱼类使用超声波，并用以对需要被放牧通过该区域的鱼类进行杀死具有气囊的寄生性有害水生生物的处理。处理区域的有效控制与正在使用的超声波的强度相关且应对鱼本身的影响最小化。超声波是一种声波，其频率高于≥20,000hz频率的可听频率范围。已经发现超声波可以在几秒钟内有效地杀死桡足类，而不会影响鱼类，这是通过水生生物特别是微生物中的气囊的声空化来实现的。此外，超声波技术的使用已被证明是一种成本合算的海虱预防和处理技术。
总的来说，本发明的第一实施方案中，该方法包括以下步骤：
a）提供一种鱼群放牧通行部件，例如管子，常用的长度为二十英尺、直径为一英尺的管字，用于收集鲑鱼进行处理或收集进入鲑鱼笼），并在管子周边设置超声波换能器，一定数量的超声波换能器施加超声波给以一个正常放牧速率通过鱼群放牧通行部件的鱼群并能以足够高的超声波频率杀死寄生性有害水生生物，如海虱;
b）在超声波换能器提供的足够高频率的超声波施加作用和足以使每只鱼暴露于超声波的鱼群放牧速率的条件下，放牧鱼群通过鱼群放牧通行部件，以形成声空化并杀死鱼上的寄生性有害水生生物。
在本发明的另一个实施例中，该方法包括以下步骤：
a）将鱼送入内周边具有超声波换能器的围栏中；
b）提供引诱物（例如白光）以吸引围栏内的寄生性有害水生生物到一个地方；
c）通过运用围栏内的超声波换能器产生足够高频率和足够多施加时间的超声波以形成声空化并杀死围栏内的寄生性有害水生生物。
本发明进一步包括带有超声波换能器的放牧通行部件和内部周边设置有超声波换能器的用于鱼类的围栏，并用以上述的方法。
当然，本发明的上述目的、其他特征以及优点将从以下公开信息和说明信息以及说明书附图中得到更显著的体现。
附图说明
图1是一种现有的用于船舶压载水消毒和净化的超声波设备示意图；
图2是一种具有多个出口且每个出口都设有位于中央的超声波换能器的鱼群放牧管道的示意图；
图3a和3b分别是周围设置有超声波换能器的单个鱼群放牧管道的等距图和端视图；
图4是内部周围具有超声波换能器的一组鱼笼的上视图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
超声波的生物效应机制包括“热”和“机械效应”。当超声波被植物吸收时，与超声波相关的能量转化为热量，称为热效应。超声波在通过水介质时会引起气泡活动，称为声空化。空化导致植物细胞中的各种变化，从细胞内部结构的微流动到细胞壁的大量破坏。由于水生生物体内存在气体，声空化是许多应用中的主要机制，对水生生物尤其明显。水生生物气囊的大小通常是微观的，但气囊气穴极有效地吸收声能的潜力是很高的。
超声波在消除微观寄生水生生物（包括桡足类）方面特别有效。死亡率大于99.999％。在超声暴露下，超声波能量引起桡足类生物体内的起泡效应或声空化。空化会破坏桡足类的内部结构并导致生物死亡。超声波在消毒或杀灭微生物方面也非常有效。而连续流动超声波处理牛奶和苹果酒中的微生物时被发现单核细胞增生李斯特菌（listeriamonocytogenes）减少99.999％，原乳中总需氧菌减少99.999％，大肠杆菌减少99.999％。而超声波在昆虫中的应用会在形态学、生物化学和功能性条件下产生各种不利和恶化的变化。
超声波能有效地消除桡足类。换句话说，低频超声波对鱼类的影响非常有限，但超声波可以在10秒内有效地杀死桡足类，然而也是这样，同样的声音频率可以有效地控制桡足类却被发现对鱼类的生理或行为是没有影响的。
因此，只有几秒钟的超声波暴露能成功地杀死桡足类生物而不伤害鱼类，超声波装置可用于在鲑鱼养殖中进行海虱的处理和预防，特别是在养殖水中消除自由游动的海虱，防止海虱暴发和处理附着在鱼上的海虱。据认为，鱼类身体的某些反射特性，如鳞片，可能有助于使鱼类避免超声波产生的主要或残余的影响，这点正好与受到超声波快速和致命影响的有害水生生物相反。
为了促进和有效地集中超声波的作用，同时保护外部环境，在本发明的一个实施方案中，鱼群放牧管道和容纳鱼的围栏的内部或者口部衬有不锈钢并且在外部覆盖有软吸音复合材料。结果，产生的超声波连续地指向鱼和有害的水生生物，同时外部环境被屏蔽超声波。
目前，化学处理是在海虱爆发后应用的。根据本发明在这里的实施例中，第一超声波装置可阻止自由游泳的海虱以防止爆发，并且第二装置可用于在爆发期间和之后处理鱼上的海虱。超声波技术用于海虱和预防具有成本合算、无害环境、鱼死亡率低并且包括低维护替代品的优点。
参考附图，在图1中，图中示意了一种压载水超声波处理的现有设备结构，其中，压载水或流入物中含有来自压载舱10中局部场地的水生侵入物或生物体。流入物借助水泵20并通过阀11向过滤系统12进行供给，然后将流入物通过控制阀13和超声处理管14继续进行供给，同时操作控制器和功率放大器15和16，最终将流入物泵入罐17并作为完全处理的流入物1。然而，该系统并不适合于除了水和微生物之外的任何物质流以提供给流入物的完全的各种生物体的处理。
如图2所示，图中示意了具有多段周围设置超声波换能器的分支管段101-104的鱼群放牧管道100，每个分支管段101-104中均具有一个超声波换能器110。带有海虱的鱼通过管道100的进口105被放牧进入并在管道100的中间过渡段106受到每个分支管段101-104中超声波换能器110的处理，处理后的鱼从管道100的出口107出去并被捕获或从出口107移入鱼的收纳笼中。
图3a示意性地描绘了由图2的10个管道100组合构成的细长大管120，同样的，每个管道100具有分支管段101-104（用于各个超声波换能器的驱动机构未示出），分支管段101-104中具有单独的超声波换能器。图3b描绘了细长大管120的端部视图，且同时可以看到带有超声波换能器的分支管段101-104。
图4是一组十个鱼笼140-149形成一个系统集合130的俯视图，每个鱼笼具有四个内部的超声波换能器151-154，如图所示，整个系统的宽度和长度约为100米×250米，每个鱼笼大约50米×50米。内部圆圈155表示为吸引松散的寄生性有害水生生物聚集在相应超声波换能器151-154之间的焦点处并产生诸如白光的引诱物以获得生物体的最大杀灭效力的位置。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。