竖缝式鱼道内可视化过鱼监测系统及监测方法与流程

本发明涉及鱼道技术领域，具体地指一种竖缝式鱼道内可视化过鱼监测系统及监测方法。

背景技术：

在水利工程设施中，鱼道的使用非常常见，因水利工程设备经常需要截断河流，鱼道是方便鱼类溯流迁徙的通道，在保证生物多样性上起到了非常重要的作用，但是目前绝大部分鱼道并未对其内鱼类的通过数量、鱼的种类以及鱼道内的畅通情况进行实时监测，以至于经常发生鱼类不易甚至无法通过鱼道的情况，现需要一种能够实时监控、方便维护维修的监测系统来解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种竖缝式鱼道内可视化过鱼监测系统及监测方法，以对鱼道内鱼类的通过数量、鱼的种类以及鱼道内的畅通情况进行实时监测。

本发明为解决上述技术问题，所采用的技术方案是：一种竖缝式鱼道内可视化过鱼监测系统，包括鱼道，所述鱼道两边侧壁上均开设有侧部开口，其中一个侧部开口外侧设置有活动门，所述活动门内侧设置有导鱼栅，所述活动门外侧与连接臂一端配合，所述连接臂的另一端与设置在鱼道底部的铰接座配合，所述鱼道底部设置有弹簧架，所述弹簧架上设置有推力弹簧，所述推力弹簧与所述连接臂相抵；

另一个侧部开口外侧设置有与侧部开口适配的视窗框架，所述视窗框架中部设置有钢化玻璃，所述钢化玻璃上螺接有传感器螺栓，所述传感器螺栓一端设置有传感器组，所述鱼道设置有视窗框架的一侧外接有操作室，所述操作室内部一边设置有减速电机，所述减速电机与主动链轮配合，所述操作室内部另一边设置有从动链轮，所述从动链轮和所述主动链轮通过链条配合，所述链条与摄像移动架配合，所述摄像移动架上设置有升降油缸，所述升降油缸与板架配合，所述板架上设置有一组摄像头，所述传感器组和所述摄像头均与计算机连接。

优选地，所述鱼道内壁两侧还设有竖缝隔板，所述鱼道上还滑动设置有一组闸门，所述鱼道上部可拆卸连接有进人门，所述鱼道底部外接有排水口。

优选地，所述鱼道内还安装有一组密封条，所述密封条与所述闸门配合，所述鱼道上部外接有闸门架，所述闸门架上可拆卸连接有闸门油缸，所述闸门油缸与所述闸门连接，所述排水口上配备有排水阀门，所述进人门上焊接有一组吊耳。

优选地，所述操作室内安装有一组套筒，所述套筒内套设有伸缩杆，所述伸缩杆顶部铰接有照明灯；所述套筒和所述伸缩杆通过定位螺栓进行定位配合，所述伸缩杆顶端连接有照明轴，照明轴上穿装有照明电池组，所述照明电池组一端连接有照明把手，所述照明灯与所述照明电池组电连接并安装在所述照明电池组另一端。

优选地，所述活动门内侧、所述视窗框架内侧以及所述传感器螺栓内侧均设置有密封垫，所述活动门和所述视窗框架均通过一组连接螺栓与所述鱼道侧壁可拆卸连接；

所述活动门下侧设置有一组连接座，所述连接座通过销轴与所述连接臂连接，所述弹簧架和所述鱼道底部之间设置有加强筋。

优选地，所述传感器螺栓中心部位开设有通孔，所述传感器组、所述摄像头、所述减速电机均通过导线与所述计算机电连接。

优选地，所述操作室内部设置有链轮架，所述从动链轮通过链轮轴与所述链轮架转动配合。

优选地，所述摄像移动架底部设置有一组支腿，所述支腿的底端与底座连接，所述底座底部设置有一组滚轮，所述操作室内设置有导轨，所述导轨的方向与所述链条的方向平行，所述滚轮在所述导轨内滚动。

优选地，所述摄像移动架两侧均设置有拉环，所述摄像移动架通过所述拉环与所述链条连接，所述摄像头通过阻尼轴与所述板架配合。

另外本发明还提供一种竖缝式鱼道内可视化过鱼监测系统的监测方法，它包括以下步骤：

步骤1）：推动活动门与鱼道的其中一侧壁贴合，使得导鱼栅处于鱼道内；

步骤2）：视窗框架与鱼道另一侧壁完成连接，钢化玻璃镶嵌在视窗框架内，钢化玻璃靠近鱼道的一侧设有传感器组；

步骤3）：视窗框架外侧设有操作室，操作室内设置摄像移动架，摄像移动架上设置摄像头，传感器组和摄像头均与计算机连接；

步骤4）：导鱼栅将来往通过的鱼逼向靠近钢化玻璃的一侧通行，摄像头拍摄的视频图像信息以及传感器组采集的信息均传输给计算机，使用者通过计算机中装载的监测程序完成实时监测的工作，评估时间段内鱼道过鱼的数量、种类以及水体质量，并可通过计算机将监测数据存储备份，用于日后查询和数据对比。

与现有技术相比，本发明的工作原理及其所带来的有益效果如下：

该竖缝式鱼道内可视化过鱼监测系统使用时，活动门通过连接臂与鱼道铰接，连接臂还与推力弹簧一端相抵，推力弹簧可以给连接臂向上的推力，这样的设计使得活动门可以打开，并且活动门获得推力弹簧的推力来抵消部分重力，能够省力的完成开合动作，活动门上可拆卸连接有导鱼栅，当活动门与鱼道侧壁贴合后，导鱼栅处于鱼道内部，起到限位作用，将来往通过的鱼逼向靠近钢化玻璃的一侧通行，活动门与鱼道侧壁对合后，密封垫会保证密封效果，鱼道内的水不会流出，活动门可通过连接螺栓与鱼道完成连接，视窗框架也通过连接螺栓与鱼道侧壁完成连接，钢化玻璃镶嵌在视窗框架内，传感器螺栓螺接在钢化玻璃上，密封垫起到密封作用，防止水从传感器螺栓连接处流出，安装时首先将传感器螺栓旋拧到钢化玻璃上，然后将传感器组安装到传感器螺栓端部，之后再将视窗框架与鱼道侧壁连接，连接后，传感器组处于鱼道内，传感器组可包括温度传感器以及其他需要用到的传感器，可用于监测鱼道内的水温以及水内的有害物质含量等，传感器的种类根据实际需求进行增减即可，操作室内的计算机与传感器组、减速电机以及摄像头均电连接，减速电机的操作通过计算机来控制，减速电机工作后驱动主动链轮，主动链轮则带动链条运动，与链条连接的摄像移动架则会随链条进行移动，这样的设计使得摄像移动架的位置移动可以通过减速电机的正反转来完成，摄像移动架底座上的滚轮在导轨内移动，这样的设计使得摄像移动架可沿直线做往复运动，摄像角度能够得到保证，升降油缸选用电动油缸，升降油缸的工作同样通过计算机来控制，摄像头通过阻尼轴与板架配合，这样的设计使得摄像头可以在转动的任意角度定位，使得摄像头能够具有固定的拍摄角度，摄像移动架可移动，则使得摄像头的摄像区域可以改变，这样摄像的区域就覆盖了整个钢化玻璃对应的区域，可以方便的观测整个导鱼栅，当水中的杂物挂缠到导鱼栅上时，能够第一时间得知并及时处理，防止鱼道堵塞阻碍鱼群通过，两个摄像头的设置保证了摄像的可靠性和连续性，当一个摄像头发生故障时，还有另一个摄像头继续满足拍摄需求，拍摄的视频图像信息以及传感器组采集的信息均传输给计算机，使用者通过计算机中装载的监测程序完成实时监测的工作，评估时间段内鱼道过鱼的数量、种类以及水体质量，并可通过计算机将监测数据存储备份，方便日后查询做数据对比使用；

当需要进行钢化玻璃的清洁时，则使用者可通过闸门油缸将闸门推入到鱼道内，闸门和密封条配合可以防止漏水，闸门放入到鱼道内之后，则鱼道被两个闸门阻断，然后通过打开排水阀门，可将两个闸门之间的水排干，然后拆下进人门，通过吊装设备将进人门吊起，工作人员可通过打开的进人门的位置进入鱼道，然后进行钢化玻璃的清洁工作，清洁之后，工作人员离开鱼道，再度将进人门安装在鱼道上部，然后控制闸门油缸将闸门拉起，鱼道恢复通水，在进行闸门的使用时，可先关闭下游闸门，再关闭上游闸门，这样两个闸门之间可以有水有鱼，达到了获取鱼样的目的，排水后可将鱼捕获，照明灯的照明角度可调节，调节时，使用者握住照明把手并转动即可使得照明灯的照明角度发生变化，同时照明灯的高度可通过对伸缩杆的升降来调节，伸缩杆和套筒通过定位螺栓定位，照明灯通过照明灯电池组供电；

最终本发明可对鱼道内鱼种、过鱼数量以及鱼道内的通畅情况进行实时监测，方便管理人员及时的了解鱼道工况并及时治理。

附图说明

图1为一种竖缝式鱼道内可视化过鱼监测系统的部分剖视结构示意图；

图2为一种竖缝式鱼道内可视化过鱼监测系统的的正视结构示意图；

图3为图1中视窗框架和钢化玻璃配合的结构示意图；

图4为图1中减速电机、从动链轮、摄像移动架配合的结构示意图；

图5为图2的俯视结构示意图；

图6为图2中将闸门放下后的结构示意图；

图7为图1中照明灯及其相关组件的配合结构示意图；

图中，图中：1、鱼道，2、侧部开口，3、活动门，4、导鱼栅，5、连接臂，6、铰接座，7、弹簧架，8、推力弹簧，9、视窗框架，10、钢化玻璃，11、传感器螺栓，12、传感器组，13、操作室，14、减速电机，15、主动链轮，16、从动链轮，17、链条，18、摄像移动架，19、升降油缸，20、板架，21、摄像头，22、计算机，23、密封垫，24、连接螺栓，25、连接座，26、销轴，27、加强筋，28、通孔，29、导线，30、链轮架，31、链轮轴，32、支腿，33、底座，34、滚轮，35、拉环，36、阻尼轴，37、导轨，38、竖缝隔板，39、密封条，40、闸门，41、闸门架，42、闸门油缸，43、进人门，44、吊耳，45、排水口，46、排水阀门，47、套筒，48、伸缩杆，49、定位螺栓，50、照明轴，51、照明电池组，52、照明把手，53、照明灯。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

如图1至图7所示，一种竖缝式鱼道内可视化过鱼监测系统，包括鱼道1，所述鱼道1两边侧壁上均开设有侧部开口2，其中一个侧部开口2外侧设置有活动门3，所述活动门3内侧设置有导鱼栅4，所述活动门3外侧与连接臂5一端配合，所述连接臂5的另一端与设置在鱼道1底部的铰接座6配合，所述鱼道1底部设置有弹簧架7，所述弹簧架7上设置有推力弹簧8，所述推力弹簧8与所述连接臂5相抵；在本实施例中，所述导鱼栅4为百叶窗导鱼栅，其叶片角为30-50度，导鱼栅片间距为1-10cm，可根据过鱼对象的大小确定具体栅片间距尺度；导鱼栅4所在平面与水流方向呈30°；另外，在本实施例中，鱼道1为竖缝式鱼道；

另一个侧部开口2外侧设置有与侧部开口2适配的视窗框架9，所述视窗框架9中部设置有钢化玻璃10，所述钢化玻璃10上螺接有传感器螺栓11，所述传感器螺栓11一端设置有传感器组12，所述鱼道1设置有视窗框架9的一侧外接有操作室13，所述操作室13内部一边设置有减速电机14，所述减速电机14与主动链轮15配合，所述操作室13内部另一边设置有从动链轮16，所述从动链轮16和所述主动链轮15通过链条17配合，所述链条17与摄像移动架18配合，所述摄像移动架18上设置有升降油缸19，所述升降油缸19与板架20配合，所述板架20上设置有一组摄像头21，所述传感器组12和所述摄像头21均与计算机22连接。

优选地，所述鱼道1内壁两侧还设有竖缝隔板38，所述鱼道1上还滑动设置有一组闸门40，所述鱼道1上部可拆卸连接有进人门43，所述鱼道1底部外接有排水口45。在本实施例中，竖缝隔板38可以使鱼道1的池室内形成所需水流。

优选地，所述鱼道1内还安装有一组密封条39，所述密封条39与所述闸门40配合，所述鱼道1上部外接有闸门架41，所述闸门架41上可拆卸连接有闸门油缸42，所述闸门油缸42与所述闸门40连接，所述排水口45上配备有排水阀门46，所述进人门43上焊接有一组吊耳44。

优选地，所述操作室13内安装有一组套筒47，所述套筒47内套设有伸缩杆48，所述伸缩杆48顶部铰接有照明灯53；所述套筒47和所述伸缩杆48通过定位螺栓49进行定位配合，所述伸缩杆48顶端连接有照明轴50，照明轴50上穿装有照明电池组51，所述照明电池组51一端连接有照明把手52，所述照明灯53与所述照明电池组51电连接并安装在所述照明电池组51另一端。

优选地，所述活动门3内侧、所述视窗框架9内侧以及所述传感器螺栓11内侧均设置有密封垫23，所述活动门3和所述视窗框架9均通过一组连接螺栓24与所述鱼道1侧壁可拆卸连接；

所述活动门3下侧设置有一组连接座25，所述连接座25通过销轴26与所述连接臂5连接，所述弹簧架7和所述鱼道1底部之间设置有加强筋27。

优选地，所述传感器螺栓11中心部位开设有通孔28，所述传感器组12、所述摄像头21、所述减速电机14均通过导线29与所述计算机22电连接。

优选地，所述操作室13内部设置有链轮架30，所述从动链轮16通过链轮轴31与所述链轮架30转动配合。

优选地，所述摄像移动架18底部设置有一组支腿32，所述支腿32的底端与底座33连接，所述底座33底部设置有一组滚轮34，所述操作室13内设置有导轨37，所述导轨37的方向与所述链条17的方向平行，所述滚轮34在所述导轨37内滚动。

优选地，所述摄像移动架18两侧均设置有拉环35，所述摄像移动架18通过所述拉环35与所述链条17连接，所述摄像头21通过阻尼轴36与所述板架20配合。

另外本发明还提供一种竖缝式鱼道内可视化过鱼监测系统的监测方法，它包括以下步骤：

步骤1）：推动活动门3与鱼道1的其中一侧壁贴合，使得导鱼栅4处于鱼道1内；

步骤2）：视窗框架9与鱼道1另一侧壁完成连接，钢化玻璃10镶嵌在视窗框架9内，钢化玻璃10靠近鱼道1的一侧设有传感器组12；

步骤3）：视窗框架9外侧设有操作室13，操作室13内设置摄像移动架18，摄像移动架18上设置摄像头21，传感器组12和摄像头21均与计算机22连接；

步骤4）：导鱼栅4将来往通过的鱼逼向靠近钢化玻璃10的一侧通行，摄像头21拍摄的视频图像信息以及传感器组12采集的信息均传输给计算机22，使用者通过计算机22中装载的监测程序完成实时监测的工作，评估时间段内鱼道1过鱼的数量、种类以及水体质量，并可通过计算机22将监测数据存储备份，用于日后查询和数据对比。

本实施例具体工作原理如下：

在使用该竖缝式鱼道内可视化过鱼监测系统时，活动门3通过连接臂5与鱼道1铰接，连接臂5还与推力弹簧8一端相抵，推力弹簧8可以给连接臂5向上的推力，这样的设计使得活动门3可以打开，并且活动门3获得推力弹簧8的推力来抵消部分重力，能够省力的完成开合动作，活动门3上可拆卸连接有导鱼栅4，当活动门3与鱼道1侧壁贴合后，导鱼栅4处于鱼道1内部，起到限位作用，将来往通过的鱼逼向靠近钢化玻璃10的一侧通行，活动门3与鱼道1侧壁对合后，密封垫23会保证密封效果，鱼道1内的水不会流出，活动门3可通过连接螺栓24与鱼道1完成连接，视窗框架9也通过连接螺栓24与鱼道1侧壁完成连接，钢化玻璃10镶嵌在视窗框架9内，传感器螺栓11螺接在钢化玻璃10上，密封垫23起到密封作用，防止水从传感器螺栓11连接处流出，安装时首先将传感器螺栓11旋拧到钢化玻璃10上，然后将传感器组12安装到传感器螺栓11端部，之后再将视窗框架9与鱼道1侧壁连接，连接后，传感器组12处于鱼道1内，传感器组12可包括温度传感器以及其他需要用到的传感器，可用于监测鱼道1内的水温以及水内的有害物质含量等，传感器的种类根据实际需求进行增减即可，操作室13内的计算机22与传感器组12、减速电机14以及摄像头22均电连接，减速电机14的操作通过计算机22来控制，减速电机14工作后驱动主动链轮15，主动链轮15则带动链条17运动，与链条17连接的摄像移动架18则会随链条17进行移动，这样的设计使得摄像移动架18的位置移动可以通过减速电机14的正反转来完成，摄像移动架18底座33上的滚轮34在导轨37内移动，这样的设计使得摄像移动架18可沿直线做往复运动，摄像角度能够得到保证，升降油缸19选用电动油缸，升降油缸19的工作同样通过计算机22来控制，摄像头21通过阻尼轴36与板架20配合，这样的设计使得摄像头21可以在转动的任意角度定位，使得摄像头21能够具有固定的拍摄角度，摄像移动架18可移动，则使得摄像头21的摄像区域可以改变，这样摄像的区域就覆盖了整个钢化玻璃10对应的区域，可以方便的观测整个导鱼栅4，当水中的杂物挂缠到导鱼栅4上时，能够第一时间得知并及时处理，防止鱼道1堵塞阻碍鱼群通过，两个摄像头21的设置保证了摄像的可靠性和连续性，当一个摄像头21发生故障时，还有另一个摄像头21继续满足拍摄需求，拍摄的视频图像信息以及传感器组12采集的信息均传输给计算机22，使用者通过计算机22中装载的监测程序完成实时监测的工作，评估时间段内鱼道1过鱼的数量、种类以及水体质量，并可通过计算机22将监测数据存储备份，方便日后查询做数据对比使用；

当需要进行钢化玻璃10的清洁时，则使用者可通过闸门油缸42将闸门40推入到鱼道1内，闸门40和密封条39配合可以防止漏水，闸门40放入到鱼道1内之后，则鱼道1被两个闸门40阻断，然后通过打开排水阀门46，可将两个闸门40之间的水排干，然后拆下进人门43，通过吊装设备将进人门43吊起，工作人员可通过打开的进人门43的位置进入鱼道1，然后进行钢化玻璃10的清洁工作，清洁之后，工作人员离开鱼道1，再度将进人门43安装在鱼道1上部，然后控制闸门油缸42将闸门40拉起，鱼道1恢复通水，在进行闸门40的使用时，可先关闭下游闸门40，再关闭上游闸门40，这样两个闸门40之间可以有水有鱼，达到了获取鱼样的目的，排水后可将鱼捕获，照明灯53的照明角度可调节，调节时，使用者握住照明把手52并转动即可使得照明灯53的照明角度发生变化，同时照明灯53的高度可通过对伸缩杆48的升降来调节，伸缩杆48和套筒47通过定位螺栓49定位，照明灯53通过照明灯电池组51供电。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。