JP2022506728A - 測定器具 - Google Patents

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Abstract

本発明は、水産養殖システムにおいて給餌率の最適化される調節を可能にする解決策に関する。本発明は、水産養殖システムの出口パイプの中にパイプソケットとして直接に配設され得るパイプセグメントとして成形され得る餌検出装置を伴う。餌検出装置は、パイプセグメントと、放射手段と、検出手段とを備える。【選択図】図１

Description

[0001]本開示は、水産養殖システムにおいて給餌率（ｆｅｅｄｉｎｇ ｒａｔｅ）の最適化される調節を可能にするデバイス、方法、およびシステムに関する。
[0002]水産養殖システムにおける過剰給餌は、給餌コストを増大させることおよび追加の排水量を発生させることを理由として、養魚の分野における大きな問題であると考えられる。過剰給餌は、しばしば、養殖魚（ｆｉｓｈ ｓｔｏｃｋ）の成長速度を低下させて付随するコストを発生させるような給餌不足を起こさないようにすることの結果として起こる。
[0003]養魚における過剰給餌を回避する方法のための既存の解決策は、例えば、沈下してフィッシュタンク／囲いの底部に達する給餌用ペレット（ｆｅｅｄ ｐｅｌｌｅｔ）の量および給餌用ペレットの沈下速度を監視するためにフィッシュタンク／囲いの中にカメラを潜水させることを伴う。したがって、フィッシュタンク／囲いに対しての給餌用ペレットを投入する速度を調整するために、これらのカメラによる現場での手動の観察が利用される。
[0004]しかし、既存の解決策による問題は、これが不正確であり、高い手動労働力を必要とすること、および脆弱な外部設備を必要とすることである。本発明の目的は、水産養殖システムにおいて給餌率を最適化する方法のための改善された解決策を提供することである。
[0005]本発明の第１の態様で、本発明は、パイプセグメント壁およびパイプセグメント中空内部を備えるパイプセグメントと、パイプセグメント中空内部の中へ電磁放射線を放射するように構成される放射手段と、パイプセグメント中空内部からの電磁放射線を検出するように構成される検出手段とを備えるパイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体を提供する。
[0006]本発明の実施形態によると、放射手段がパイプセグメント壁の内側表面に隣接して設置され得、検出手段がパイプセグメント壁の内側表面に隣接して設置され得る。
[0007]本発明の別の実施形態によると、放射手段がパイプセグメント壁の一部として設置され得、検出手段がパイプセグメント壁の一部として設置され得る。
[0008]本発明の別の実施形態によると、パイプセグメント壁が少なくとも１つの透過部分をさらに備えることができ、放射手段がパイプセグメント壁の外側表面に隣接して設置され、パイプセグメント壁の少なくとも１つの透過部分のうちの１つまたは複数の透過部分を通してパイプセグメント中空内部の中へ電磁放射線を放射するように構成され、検出手段がパイプセグメント壁の外側表面に隣接して設置され、パイプセグメント壁の少なくとも１つの透過部分のうちの１つまたは複数の透過部分を通してパイプセグメント中空内部からの電磁放射線を検出するように構成される。パイプセグメント壁が１つまたは２つの透過部分を備えることができる。
[0009]本発明の別の実施形態によると、パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体が、パイプセグメントの少なくとも１つの軸方向セグメントを包囲し、結果として放射手段および検出手段のうちの少なくとも一方を覆い、パイプセグメントの外側表面に対しての液密シールを形成する少なくとも１つの液密カバーをさらに備えることができる。
[0010]本発明の別の実施形態によると、検出手段が湾曲形状を有することができ、パイプセグメントの１セクションを少なくとも部分的に包囲することができる。
[0011]本発明の別の実施形態によると、放射手段および検出手段が、パイプセグメントの中央部の対向する側部上に少なくとも部分的に設置され得る。
[0012]本発明の別の実施形態によると、パイプセグメントが実質的に円形断面を有することができ、放射手段および検出手段がパイプセグメントの中心軸の正反対側に少なくとも部分的に設置される。
[0013]本発明の別の実施形態によると、パイプセグメントが少なくとも一方の端部のところに連結具を装備することができる。
[0014]本発明の別の実施形態によると、放射手段が、少なくとも部分的に発散の電磁放射線をパイプセグメント中空内部の中に照光するように構成され得る。放射手段が、別法として、実質的に平行ビームの電磁放射線をパイプセグメント中空内部の中に照光するように構成され得、検出手段が実質的に平行ビームの電磁放射線のビーム経路の中に設置され得る。
[0015]本発明の別の実施形態によると、レンズが検出手段の前方に設置され得る。検出手段がＣＣＤスクリーンを備えることができる。検出手段がマルチスペクトルまたはハイパースペクトルの検出手段であってよい。
[0016]本発明の別の実施形態によると、パイプセグメントの中空内部が長方形断面を有することができる。
[0017]本発明の別の実施形態によると、放射手段が、波長多重光、赤外線光、紫外線光、白色光、ｘ線、および単色光を含む群から選択される電磁放射線の種類のうちの少なくとも１つを放射するように構成され得る。
[0018]本発明の別の実施形態によると、パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体が、パイプセグメント中空内部の中へ電磁放射線を放射するように構成される追加の放射手段と、パイプセグメント中空内部からの電磁放射線を検出するように構成される追加の検出手段とをさらに備えることができる。
[0019]本発明の別の実施形態によると、追加の放射手段がパイプセグメント壁の外側表面に隣接して設置され得、パイプセグメント壁の少なくとも１つの透過部分のうちの１つまたは複数の透過部分を通してパイプセグメント中空内部の中へ電磁放射線を放射するように構成され得、追加の検出手段がパイプセグメント壁の外側表面に隣接して設置され得、パイプセグメント壁の少なくとも１つの透過部分のうちの１つまたは複数の透過部分を通してパイプセグメント中空内部からの電磁放射線を検出するように構成され得、追加の放射手段および追加の検出手段がパイプセグメントの対向する側部上に少なくとも部分的に設置され得、放射手段および検出手段の構成に対して垂直に構成され得る。
[0020]本発明の第２の態様で、本発明が、水産養殖システムメインタンクおよび水産養殖システムメインタンク出口パイプを備える水産養殖システムと、本発明の第１の態様の任意の実施形態によるパイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体とを備える魚給餌システムを提供し、パイプセグメント用給餌用ペレット組立体がメインタンク出口パイプのパイプセグメントとして設置される。
[0021]本発明の一実施形態によると、メインタンク出口パイプが分岐していてよく、パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体がメインタンク出口パイプの一分岐のパイプセグメントとして設置され得る。
[0022]魚給餌システムが、本発明の実施形態によると、水産養殖システムメインタンクに給餌用ペレットを追加するように構成されるフィーダと、パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体からの少なくとも１つの入力に基づいてフィーダに指示を出すように構成される、少なくともパイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体およびフィーダに接続されるコンピュータとをさらに備えることができる。
[0023]本発明の第３の態様で、本発明が、本発明の第２の態様の任意の実施形態による魚給餌システムを提供するステップと、パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体を通過する流体流れを水産養殖システム内に提供するステップと、フィーダにより、１つの給餌率で、水産養殖システムメインタンクに給餌用ペレットを追加するステップと、パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体の放射手段により、パイプセグメント中空内部の中へ電磁放射線を放射するステップと、パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体の検出手段により、パイプセグメント中空内部からの電磁放射線を検出するステップと、コンピュータにより、パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体を通過する流体流れの中の給餌用ペレットの数を推定するステップと、推定された給餌用ペレットの数に基づいて給餌率を調整するようにコンピュータによりフィーダに指示を出すステップとを含む魚給餌の方法を提供する。
[0024]本発明の一実施形態によると、電磁放射線を検出するステップが実空間イメージの検出を含むことができる。電磁放射線を検出するステップが、レシプロカルイメージ（ｒｅｃｉｐｒｏｃａｌ ｉｍａｇｅ）の検出を含むことができる。電磁放射線を検出するステップが、電磁放射線のスペクトル分布の検出を含むことができる。
[0025]添付の特許請求の範囲から他の有利な特徴が明らかとなる。
[0026]本発明をより容易に理解できるようにするために、以下の考察で添付図面を参照する。
[0027]透過部分を備えるパイプセグメント用給餌用検出組立体を示す概略図である。 [0028]パイプセグメント用給餌用検出組立体の軸方向断面を示す概略図である。 [0029]２つの透過部分を備えるパイプセグメント用給餌用検出組立体を示す概略図である。 [0030]２つの透過部分を備えるパイプセグメント用給餌用検出組立体の断面を示す概略図である。 [0031]少なくとも１つの液密カバーが検出手段および放射手段を覆っている状態の、パイプセグメント用給餌用検出組立体を示す概略図である。 [0032]一方の端部のところで少なくとも１つの連結具を備えるパイプセグメント用給餌用検出組立体を示す概略図である。 [0033]湾曲している検出手段を備えるパイプセグメント用給餌用検出組立体の断面を示す概略図である。 [0034]検出手段の前方にあるレンズを備えるパイプセグメント用給餌用検出組立体を示す概略図である。 [0035]長方形のパイプセグメント中空内部の断面と共に、パイプセグメントを備えるパイプセグメント用給餌用検出組立体を示す概略図である。 [0036]追加の放射手段および追加の検出手段を備えるパイプセグメント用給餌用検出組立体を示す概略図である。 [0037]パイプセグメント用給餌用検出組立体を備える魚給餌システムを示す概略図である。 [0038]分岐の出口パイプを備える、水産養殖システムを備える魚給餌システムを示す概略図である。 [0039]本発明の一実施形態による魚給餌の方法を示す概略図である。 [0040]パイプセグメントがＵ形であり、放射手段がパイプセグメントの軸方向に沿って電磁放射線を照射する、パイプセグメント用給餌用検出組立体を示す概略図である。 [0041]パイプセグメント壁の内側表面に隣接して設置される放射手段および検出手段を備えるパイプセグメント用給餌用検出組立体を示す概略図である。 [0042]パイプセグメント壁の内側表面に隣接して設置される追加の放射手段および追加の検出手段を備えるパイプセグメント用給餌用検出組立体を示す概略図である。 [0043]パイプセグメント壁の一部として設置される放射手段および検出手段を備えるパイプセグメント用給餌用検出組立体を示す概略図である。
[0044]以下で、本発明の一般的な実施形態さらには特定の例示の実施形態を説明する。添付図面を参照する。しかし、図面が単に例示の実施形態であること、ならびに他の特徴および実施形態が請求される本発明の範囲内に十分に入り得ることに留意されたい。
[0045]本発明は、水産養殖システムにおいて給餌率の最適化される調節を可能にするデバイス、方法、およびシステムに関する。
[0046]本発明は、水産養殖システムの出口パイプの中にパイプソケットとして直接に配設され得るパイプセグメント用給餌用検出器組立体を伴う。パイプセグメント用給餌用検出器組立体が水産養殖システムからの出口流れの中にある食べられていない給餌用ペレットを検出し、次に、検出された食べられていない給餌用ペレットの数が、水産養殖システムに追加される餌の量を制御するのに利用され得る。結果として、本発明が、水産養殖システムの中の魚の給餌を最適化するのにおよびひいては餌の食べこぼし分を最小にするのに使用され得る。
[0047]本発明の第１の態様で、本発明が、パイプセグメントと、放射手段と、検出手段とを備えるパイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体を提供する。
[0048]パイプセグメント用給餌用検出組立体１００のパイプセグメント１１０が、図１に示されるように、パイプセグメント壁１２０およびパイプセグメント中空内部１３０を備えるパイプ形状であってよい。パイプセグメント１１０が直線であってよいか、曲がっていてよいか、Ｕ形であってよいか、Ｓ形であってよいか、または任意の形状であってよい。図１４がパイプセグメント用給餌用検出組立体１００を示しており、ここではパイプセグメント１１０が非直線形状を有する。
[0049]パイプセグメント用給餌用検出組立体の放射手段１５０および検出手段１８０が、図２、１５、および１７にそれぞれ示されるように、パイプセグメント１０の外部に、内部に、またはその一部として、設置され得る。放射手段および検出手段１８０がパイプセグメント壁１２０の一部であってよく、パイプセグメント壁１２０の外側表面１６０または内側表面１６１に隣接するか、またはパイプセグメント壁１２０から一定の距離のところに配置され得る。
[0050]図１がパイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体１００を示しており、ここでは、放射手段１５０が径方向においてパイプセグメント壁１２０の外側表面１６０に隣接して設置される。ここでは、放射手段１５０が、パイプセグメント壁１２０の少なくとも１つの透過部分１４０を通してパイプセグメント中空内部１３０の中へ電磁放射線１７０を放射するように構成される。したがって、放射手段が、パイプセグメント壁１２０の透過部分１４０の近傍に配置され得、例えばパイプセグメント壁１２０の透過部分１４０に隣接して配置され得る。
[0051]図１はパイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体１００の図であり、ここでは、検出手段１８０が径方向においてパイプセグメント壁１２０の外側表面１６０に隣接して設置される。ここでは、検出手段１８０が、パイプセグメント壁１２０の少なくとも１つの透過部分１４０のうちの１つまたは複数の透過部分を通してパイプセグメント中空内部１３０の中からの電磁放射線１７０を検出するように構成される。
[0052]図１はパイプセグメント用給餌用検出組立体１００を示しており、ここでは、パイプセグメント壁１２０が少なくとも１つの透過部分１４０を備える。任意の透過部分１４０がパイプセグメント壁１２０の一部であってよいか、または例えば窓または均等物などの挿入物であってよい。透明度が、一般には、少なくとも１つの種類の電磁放射線に対して、つまり特定の波長間隔の範囲内にある電磁放射線に対して、非ゼロである必要がある。少なくとも１つの透過部分１４０が、放射手段１５０によって放射される放射線の少なくとも一部に対して透過となるように構成され得る。
[0053]パイプセグメント用給餌用検出組立体の任意の透過部分が、本発明によると、可視領域内の光に対して８０％以上の透明度を有する。パイプセグメント用給餌用検出組立体の任意の透過部分が、別法としてまたは加えて、近赤外領域内の光に対して８０％以上の透明度を有することができる。近赤外領域は、ここでは、７８０ｎｍから１６００ｎｍの間にあるかまたは別法として７８０ｎｍから１０００ｎｍの間にあるとして定義され得る。
[0054]図１５がパイプセグメント用給餌用検出組立体を示しており、ここでは、放射手段１５０および検出手段１８０がパイプセグメント壁の内側表面に隣接して設置される。ここでは、放射手段１５０がパイプセグメント中空内部１３０の中において電磁放射線１７０を放射するように構成され、対して検出手段１８０がパイプセグメント中空内部１３０の中において電磁放射線１７０を検出するように構成される。
[0055]図１７がパイプセグメント用給餌用検出組立体を示しており、ここでは、放射手段１５０および検出手段１８０がパイプセグメント壁１２０の一部として設置される。ここでは、放射手段１５０がパイプセグメント中空内部１３０の中において電磁放射線１７０を放射するように構成され、対して検出手段１８０がパイプセグメント中空内部１３０の中において電磁放射線１７０を検出するように構成される。
[0056]検出手段によって検出される電磁放射線１７０が、本発明の任意の実施形態によると、放射手段１５０から発生することができる。電磁放射線が、例えば、パイプセグメントの内壁により、あるいはパイプセグメント中空内部１３０の中にある流体、流体不純物、または物体により、散乱したもの、反射されたもの、または同様のものであってよい。
[0057]パイプセグメント用給餌用検出組立体の検出手段が、本発明によると、パイプセグメント中空内部からの放射線を検出するように構成される。検出される放射線が、通常、放射手段から発生するか、または放射手段から発生する放射線から間接的に生成される。検出手段が、本発明によると、ＣＣＤを備えるカメラであってよい。ＣＣＤが、例えば、シリコンベースの、ＩｎＧａＡｓベースの、またはＰｂＳベースのＣＣＤ、あるいはシリコンベースの検出器とＩｎＧａＡｓまたはＰｂＳベースの検出器との組み合わせを含んでよい。検出手段がラインカメラを含んでよい。検出手段１８０がマルチスペクトルまたはハイパースペクトルのカメラであってよい。
[0058]図２、１５、および１７がパイプセグメント用給餌用検出組立体１００を示しており、ここでは、放射手段１５０および検出手段１８０がパイプセグメントの中心軸１６５の対向する側部上に少なくとも部分的に設置される。放射手段１５０および検出手段１８０を配置することが、一般に、放射手段１５０からの放射経路の中に検出手段１８０を配置するように、実施され得る。検出手段１８０が、別法として、放射手段１５０から発生する反射放射線の検出を可能にする任意の位置に配置され得る。放射手段１５０および検出手段１８０が、図７に示されるように、パイプセグメント１１０の断面平面内に配置され得るが、軸方向において別の位置に配置されてもよい。
[0059]図１～１０が、電磁放射線１７０をパイプセグメント中空内部１３０の中へ放射したりパイプセグメント中空内部１３０から検出したりするのを可能にするための少なくとも１つの透過部分１４０を備えるパイプセグメント１１０を示している。少なくとも１つの透過部分１４０が放射手段１５０に従って位置合わせされ得る。少なくとも１つの透過部分１４０が検出手段１８０に従って位置合わせされ得る。パイプセグメント１１０が、本発明によると、任意の数の透過部分１４０を備えることができる。
[0060]図１は、１つの透過部分１４０を備えるパイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体１００を示している。この事例では、透過部分１４０が、放射手段１５０および検出手段１８０の両方の前方に少なくとも部分的に配置されるように、パイプセグメント中空内部１３０の周りで少なくとも部分的に延伸する。
[0061]図３が、２つの透過部分１４０を備えるパイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体１００を示している。ここでは、２つの透過部分１４０が、それぞれ、放射手段１５０および検出手段１８０の位置に従って位置合わせされる。この位置合わせが、放射手段１５０からの電磁放射線１７０がパイプセグメント中空内部１３０に入るのを、およびパイプセグメント中空内部１３０の中からの電磁放射線１７０が検出手段１８０に到達するのを可能にする。
[0062]図４がパイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体１００を示しており、ここでは、パイプセグメントが実質的に円形断面１９０を有する。放射手段１５０および検出手段１８０が少なくとも部分的に正反対側に設置される。
[0063]パイプセグメントが、原則として、任意の二次元形状を有する断面を有することができる。このような形状は、例えば、円形、楕円形、半円形、正方形、四角形、五角形、および多角形である。図９が本発明の実施形態を示しており、ここでは、パイプセグメント中空内部１３０が長方形断面２５０を有する。この事例では、放射手段１５０および検出手段１８０が断面の対向する側部に隣接して配置され得る。
[0064]パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体が、本発明によると、パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体を水中に配置するのを必要とする可能性がある水産養殖システムとの組み合わせで使用され得る。本発明の一実施形態によると、したがって、パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体が少なくとも１つの液密カバーを備えることができる。カバーの目的は、少なくとも、周囲の水から放射手段および検出手段を保護することであり、例えば、短絡、腐食などを回避することである。液密カバー２００が、図５に示されるように、パイプセグメント１１０の少なくとも１つの軸方向セグメントを包囲することができ、放射手段１５０および検出手段１８０のうちの少なくとも一方を覆うことができる。液密カバー２００が、別法として、パイプセグメント１１０の少なくとも一部分を包囲することができ、放射手段１５０および検出手段１８０の両方を覆うことができる。任意の液密カバー２００が、パイプセグメント１１０の例えば外側表面１６０などの表面に対しての液密シール２１０を形成することができ、つまり、放射手段１５０および検出手段１８０の任意の一方または両方をすべての周囲の水から密閉するためのシールを形成することができる。
[0065]図６が、少なくとも一方の端部のところに連結具２２０を装備するパイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体１００を示している。パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体１００が、この事例では、任意の既存のパイプの中に嵌め込まれる（ｓｏｃｋｅｄ）パイプとして装着され得、例えば水産養殖システムにおけるタンクの出口パイプのパイプとして装着され得る。連結具２２０が、フランジの連結具、クランプの連結具、溶接式、または任意適切な他の連結具であってよい。
[0066]放射手段が、本発明によると、パイプセグメント中空内部の少なくとも一部の中へ電磁放射線を放射するように構成される。放射される電磁放射線が、発散、平行、またはこれらの両方の組み合わせであってよい。放射される電磁放射線が、任意の数のレンズ、フィルタ、および／またはグリッドを通過することができる。これの例として、集束レンズ、デフォーカスレンズ、偏光フィルタ、波長吸収フィルタ（ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ａｂｓｏｒｂａｎｃｅ ｆｉｌｔｅｒ）、回折グリッドがある。パイプセグメントの任意の透過部分が、本発明によると、レンズとして機能することができ、したがって、通過するすべての電磁放射線に影響を与えるのに使用され得る。図８がパイプセグメント用給餌用検出組立体１００を示しており、ここでは、レンズ２３０が検出手段の前方に設置される。
[0067]図７がパイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体１００を示しており、ここでは、放射手段１５０が少なくとも部分的に発散の電磁放射線１７０を放射する。このような発散の電磁放射線１７０が、非ゼロの発散性を有してパイプセグメントの透過部分１４０のところに達するように、またはパイプセグメント中空内部１３０の中で非ゼロの発散性を有するように、照射され得る。これにより、放射対象のパイプセグメントの断面の大部分に対して放射を行うことが可能となる。
[0068]図７がパイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体１００を示しており、ここでは、検出手段１８０が湾曲形状を有する。検出手段１８０がパイプセグメントの１セクションを少なくとも部分的に包囲することができ、パイプセグメント中空内部１３０から複数の方向に放出される電磁放射線１７０を検出することができる。図７が、湾曲している検出手段１８０を備えるパイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体１００を示しており、ここでは、電磁放射線１７０が発散するようにパイプセグメント中空内部１３０の中へ放射される。
[0069]放射手段が、本発明の一実施形態によると、実質的に平行ビームの電磁放射線をパイプセグメント中空内部の中へ放射するように構成され得る。放射手段は、それ自体で、平行ビームの放射線を放射することができるか、またはパイプセグメント中空内部の中に平行ビームの放射線を作り出すために１つまたは複数のレンズとの組み合わせで使用され得る。パイプセグメントの任意の透過部分が、例えば、パイプセグメント中空内部に入る放射線を屈折させるために、レンズとして利用され得る。図２がパイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体を示しており、ここでは、電磁放射線１７０が平行ビームの電磁放射線１７０としてパイプセグメント中空内部１３０の中へ放射される。検出手段１８０が、この事例では、実質的に平行ビームの電磁放射線１７０のビーム経路の中に設置され得る。
[0070]図８がパイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体１００を示しており、ここでは、レンズ２３０が検出手段１８０の前方に設置される。検出手段１８０によって検出する前に放射線を屈折させるかまたは放射線にフィルタをかけるために、任意の数のレンズが使用され得る。検出手段１８０がＣＣＤスクリーン２４０であってよい。検出手段１８０がマルチスペクトルまたはハイパースペクトルの検出手段であってよい。
[0071]パイプセグメント用給餌用検出組立体の検出手段が、本発明によると、可視光からのイメージを捕捉するように構成され得る。パイプセグメント用給餌用検出組立体の検出手段が、任意選択で、または加えて、近赤外線光からのイメージを捕捉するように構成され得る。
[0072]帯域フィルタが、本発明では、例えば給餌用ペレットと例えば***物などの他の物質との間のコントラストを改善するために、検出手段の前方に配置され得る。帯域フィルタの種類は、この事例では、検出手段によって検出することが望ましい波長に基づいて選択され得る。フィルタは、例えば、可視光の帯域フィルタまたは近赤外線の帯域フィルタであってよい。
[0073]放射手段が、本発明によると、少なくとも１つの種類の電磁放射線を放射するように構成される。電磁放射線の種類は、波長多重光、赤外線光、紫外線光、白色光、ｘ線、および単色光を含む群から選択され得る。
[0074]放射手段が、本発明によると、可視光、または可視光領域内の波長の部分集合の波長を放射するように構成され得る。３５０ｎｍから５５０ｎｍの範囲の波長を有する光が、水中におけるその低吸収性を理由として、任意選択で、使用され得る。別法として、食べられていない給餌用ペレットと他の物質との間のコントラストを向上させるために、近赤外線領域内の光が使用され得る。近赤外領域は、ここでは、７８０ｎｍから１６００ｎｍの間の波長を有するものとして定義され得るが、本発明によると、別法として、７８０ｎｍから１０００ｎｍの間の波長を有するものとみなされてもよい。放射手段が、本発明では、１つまたは複数のＬＥＤを備えることができるか、あるいは別法として、近赤外線光または可視光のための、プリズム、グリッド、または帯域フィルタのうちの１つまたは複数と一体である光源の組み合わせを備えることができる。
[0075]図１０および１６が、追加の放射手段２６０および追加の検出手段２７０を備えるパイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体を示している。追加の放射手段２６０および追加の検出手段２７０が、本発明の任意の実施形態による放射手段１５０および検出手段１８０と同様の手法で構成され得る。
[0076]追加の放射手段２６０が、本発明の一実施形態によると、径方向においてパイプセグメント壁１２０の外側表面１６０に隣接して設置され得、パイプセグメント壁１２０の少なくとも１つの透過部分１４０のうちの１つまたは複数の透過部分を通してパイプセグメント中空内部１３０の中へ電磁放射線１７０を放射するように構成され得る。追加の検出手段２７０が径方向においてパイプセグメント壁１２０の外側表面１６０に隣接して設置され得、パイプセグメント壁１２０の少なくとも１つの透過部分１４０のうちの１つまたは複数の透過部分を通してパイプセグメント中空内部１３０からの電磁放射線１７０を検出するように構成され得る。追加の放射手段２６０および追加の検出手段２０がパイプセグメントの中心軸の対向する側部上に少なくとも部分的に設置され得、放射手段１５０および検出手段１８０の構成に対して垂直に構成され得る。
[0077]本発明の第２の態様で、本発明が、水産養殖システムおよびパイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体を備える魚給餌システムを提供する。
[0078]水産養殖システムが、本発明によると、養魚のために使用されるように構成される閉じた水産養殖システムであってよい。水産養殖システムが、メインタンク、酸素化手段、濾過手段、ポンプ、出口チューブ、入口チューブ、流量制御装置などのような、ユニットを備えることができる。
[0079]図１１および１２が魚給餌システム１０１を示している。魚給餌システム１０１が、本発明によると、水産養殖システムメインタンク２９５および水産養殖システムメインタンク出口パイプ２９０を備える水産養殖システム２８０を備える。ここでは、パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体１００がメインタンク出口パイプ２９０のパイプセグメントとして設置される。パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体１００は多様な位置に設置され得るが、好適には、任意の濾過手段の手前で水産養殖システムメインタンク２９５の下流に設置されるべきである。パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体１００が、任意選択で、出口パイプ入口ポイント２９１に可能な限り近いところでまたは出口パイプ入口ポイント２９１のところでメインタンク出口パイプ２９０のパイプセグメントとして設置され得る。パイプセグメント用給餌用ペレット検出１００が、本発明の一実施形態によると、メインタンク出口パイプ２９０の一部として設置される。これは１つのメインタンク出口パイプ２９０の一部としてであってよいか、または別法として分岐のメインタンク出口パイプの１つの分岐３００の一部としてであってよい。この分岐が、任意選択で、１０ｃｍ未満の、別法として５ｃｍ未満の、または別法として３ｃｍ未満の、内径を有することができる。
[0080]図１１および１２が魚給餌システム１０１を示しており、ここでは、水産養殖システム２８０がフィーダ３１０およびコンピュータ３２０をさらに備える。ここでは、フィーダ３１０が、特定の給餌率で、水産養殖メインタンク２９５に給餌用ペレットを追加するように構成され得る。コンピュータ３２０が、本発明の一実施形態によると、少なくとも、パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体１００およびフィーダ３１０に接続され、パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体１００からの少なくとも１つの入力に基づいてフィーダ３１０に命令を送信するように構成される。
[0081]本発明の第３の態様で、本発明が、水産養殖システムにおいて給餌率を最適化することを狙いとする魚給餌の方法を提供する。方法１０２が図１３に示されており、出口パイプを通過する食べられていない給餌用ペレットを検出する、水産養殖システムからの出口パイプの一部として設置され得るパイプセグメント用給餌用検出組立体に基づくものである。理想的には、魚が十分な量の餌を得ているという条件で、餌の食べこぼし分を最小にするために、出口パイプを通過する給餌用ペレットの数を可能な限り小さくするべきである。多数の食べられていない給餌用ペレットが出口パイプを通過するということは、水産養殖システム内のフィッシュタンクに対して過剰な餌が加えられていることを示すものである。
[0082]この魚給餌の方法が、上で説明した魚給餌システムを提供するステップと、水産養殖システムの中に流れを提供するステップとを含む。このような流れがポンプによって作り出され得、このような流れには、少なくとも、例えば入口パイプを通して、水産養殖システムのメインタンクに水を加えること、および出口パイプを通して同じメインタンクから水を排除することが伴う。パイプセグメント用給餌用検出組立体が出口パイプの一部として接続されることを理由として、水産養殖システムの中の流れが、パイプセグメント用給餌用検出組立体を通る水産養殖システムのメインタンクからの流れを作り出すことになる。
[0083]この魚給餌の方法が、フィーダにより、１つの給餌率で、水産養殖システムメインタンクに給餌用ペレットを加えるステップをさらに含む。この場合、給餌用ペレットの少なくとも一部が水産養殖システムメインタンク内の任意の魚によって食べられることになり、残りが最終的に出口パイプを通して外へ圧送されることになる。出口パイプを通って流れるすべての食べられていない給餌用ペレットがパイプセグメント用給餌用検出組立体によって検出され得る。
[0084]水産養殖システムの出口パイプの中の食べられていない給餌用ペレットの数を確認することを目的として、この魚給餌の方法は、パイプセグメント用給餌用検出組立体により給餌用ペレットを検出することを伴う。したがって、この魚給餌の方法が、パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体の放射手段により、パイプセグメント中空内部の中へ電磁放射線を放射するステップを含む。この電磁放射線は、次いで、例えば食べられていない給餌用ペレットなどの、パイプセグメント中空内部の内部に存在する物質に応じて、散乱するか、反射されるか、または吸収される。パイプセグメント中空内部の中に存在する物質に関する任意の情報を得るために、この魚給餌の方法が、パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体の検出手段により、パイプセグメント中空内部からの電磁放射線を検出するステップをさらに含む。この電磁放射線はパイプセグメント中空内部にある物質に関する情報を含み、例えば、検出手段、放射手段の位置、パイプセグメントの幾何形状、出口パイプ内の流れプロフィールおよび／または出口パイプ内の流量、などに関する情報との組み合わせで、単位時間当たりの出口パイプを通過する給餌用ペレットの数および／または量を推定するのに使用され得る。この推定は、例えば、コンピュータまたは汎用計算手段によって実施され得る。したがって、この魚給餌の方法が、コンピュータまたは計算手段により、パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体を通過する流体流れの中の給餌用ペレットの数／量を推定するステップをさらに含む。
[0085]放射手段が、本発明の任意の実施形態によると、パイプセグメントの少なくとも一部の中へ、また任意選択で、パイプセグメントの断面の少なくとも一部の中へ、電磁放射線を照射するように構成され得る。これによりサンプリング測定を実施することが可能となり、ここでは、検出される電磁放射線が出口パイプ内の推定または測定される流体分布プロフィールとの組み合わせで、パイプセグメントの中に存在する給餌用ペレットの数または流量を推定するのに使用される。パイプセグメントの中の流体流れが、例えば、流量計または任意適切な他の流体流れ測定手段を使用して決定され得る。パイプセグメントをペレットが通過するときの速度を測定するために例えばカメラが使用され得る。
[0086]パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体を通過する流体流れの中の給餌用ペレットの数／量は、水産養殖システムの中にいくらの程度の量の餌の食べこぼし分が存在するのかの尺度であり、ひいてはいくらの程度の量で過剰な給餌が実行されているかの尺度である。したがって、コンピュータが、パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体を通過する流体流れの中の給餌用ペレットの推定される数／量に基づいて給餌率を調整するためにフィーダに指示を出することができる。
[0087]本発明の一実施形態によると、電磁放射線を検出するステップが実空間イメージの検出を含むことができる。電磁放射線を検出するステップが、レシプロカルイメージの検出を含むことができる。電磁放射線を検出するステップが、電磁放射線のスペクトル分布の検出を含むことができる。
[0088]給餌用ペレットが、本発明によると、パイプセグメント用給餌用検出組立体による検出を利用して捕捉される１つまたは複数のイメージの画像分析を介して検出され得る。給餌用ペレットが、例えばコンピュータまたは他の適切な画像分析手段により、例えば、イメージにおいて、その特徴的なサイズおよび／または形状から、特定され得る。ここでは、水中におけるその侵入深さを理由として、イメージを捕捉するのに使用されるのに可視光が適する可能性がある。３５０ｎｍから５５０ｎｍの間の範囲内にある波長を有する光が任意選択で使用され得る。したがって、単位時間当たりのパイプセグメントを通過する給餌用ペレットの量が、イメージ内で検出されるペレットの合計の数およびパイプセグメント内の流体流量から推定され得る。
[0089]イメージは、本発明によると、パイプセグメント内の流体流量によって決定されるサンプルレートを用いて捕捉され得る。サンプルレートは、例えば、パイプセグメントを通過する各々の個別の食べられていない給餌用ペレットを１つのイメージのみに現れるようにするように、つまり２つの連続するイメージには現れないようにするように、設定され得る。言い換えると、これにより、同じペレットを２回数えることが回避される。
[0090]別法としてまたは任意選択で、給餌用ペレットと***物などの他の物質との間のコントラストを向上させるために、近赤外線光が使用され得る。このコントラスト差は、給餌用ペレットと例えば***物との間のスペクトル識別の差から生じるものであることが分かっている。別法として、パイプセグメントを通過する流体中の脂肪レベルおよび／またはタンパク質レベルを検出するために近赤外線光が使用され得、次いで、脂肪レベルおよび／またはタンパク質レベルが、単位時間当たりのパイプセグメントを通過する給餌用ペレットの数を推定するのに利用され得る。
[0091]添付の特許請求の範囲から他の有利な特徴が明らかとなる。
１００ パイプセグメント用給餌用検出組立体
１０１ 魚給餌システム
１０２ 魚給餌の方法
１１０ パイプセグメント
１２０ パイプセグメント壁
１３０ パイプセグメント中空内部
１４０ 透過部分
１５０ 放射手段
１６０ 外側表面
１６１ 内側表面
１６５ 中心軸
１７０ 電磁放射線
１８０ 検出手段
１９０ 円形断面
２００ 液密カバー
２１０ 液密シール
２２０ 被覆物
２３０ レンズ
２４０ ＣＣＤスクリーン
２５０ 長方形断面
２６０ 追加の放射手段
２７０ 追加の検出手段
２８０ 水産養殖システム
２９０ 水産養殖システムメインタンク出口パイプ／メインタンク出口パイプ
２９１ 出口パイプの入口ポイント
２９５ 水産養殖システムメインタンク
３００ 分岐
３１０ フィーダ
３２０ コンピュータ

Claims (23)

  1. パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体（１００）であって、
    パイプセグメント壁（１２０）およびパイプセグメント中空内部（１３０）を備えるパイプセグメント（１１０）と、
    前記パイプセグメント中空内部（１３０）の中へ電磁放射線（１７０）を放射するように構成される放射手段（１５０）と、
    実空間イメージ、レシプロカルイメージ、または電磁放射線のスペクトル分布の検出を含めて、前記パイプセグメント中空内部（１３０）からの電磁放射線（１７０）を検出するように構成される検出手段（１８０）と
    を備えるパイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体（１００）。
  2. 請求項１に記載のパイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体（１００）であって、
    前記放射手段（１５０）が前記パイプセグメント壁（１２０）の内側表面（１６１）に隣接して設置され、
    前記検出手段（１８０）が前記パイプセグメント壁（１２０）の前記内側表面（１６１）に隣接して設置される、
    パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体（１００）。
  3. 請求項１に記載のパイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体（１００）であって、
    前記放射手段（１５０）が前記パイプセグメント壁（１２０）の一部として設置され、
    前記検出手段（１８０）が前記パイプセグメント壁（１２０）の一部として設置される、
    パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体（１００）。
  4. 請求項１に記載のパイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体（１００）であって、
    前記パイプセグメント壁（１２０）が少なくとも１つの透過部分（１４０）を備え
    前記放射手段（１５０）が前記パイプセグメント壁（１２０）の外側表面（１６０）に隣接して設置され、前記パイプセグメント壁（１２０）の前記少なくとも１つの透過部分（１４０）のうちの１つまたは複数の透過部分を通して前記パイプセグメント中空内部（１３０）の中へ電磁放射線（１７０）を放射するように構成され、
    前記検出手段（１８０）が前記パイプセグメント壁（１２０）の前記外側表面（１６０）に隣接して設置され、前記パイプセグメント壁（１２０）の前記少なくとも１つの透過部分（１４０）のうちの１つまたは複数の透過部分を通して前記パイプセグメント中空内部（１３０）からの電磁放射線（１７０）を検出するように構成される、
    パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体（１００）。
  5. 請求項４に記載のパイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体（１００）であって、
    前記パイプセグメント壁（１２０）が１つまたは２つの透過部分（１４０）を備える、パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体（１００）。
  6. 請求項４または５に記載のパイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体（１００）であって、
    前記パイプセグメント（１１０）の少なくとも１つの軸方向セグメントを包囲し、結果として前記放射手段（１５０）および前記検出手段（１８０）のうちの少なくとも一方を覆い、前記パイプセグメント（１１０）の前記外側表面（１６０）に対しての液密シール（２１０）を形成する少なくとも１つの液密カバー（２００）をさらに備える、パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体（１００）。
  7. 請求項４から６までのいずれか一項に記載のパイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体（１００）であって、
    前記検出手段（１８０）が湾曲形状を有し、前記パイプセグメント（１１０）の１セクションを少なくとも部分的に包囲する、パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体（１００）。
  8. 請求項１から７までのいずれか一項に記載のパイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体（１００）であって、
    前記放射手段（１５０）および前記検出手段（１８０）が、前記パイプセグメント（１１０）の中心軸（１６５）の対向する側部上に少なくとも部分的に設置される、パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体（１００）。
  9. 請求項１から８までのいずれか一項に記載のパイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体（１００）であって、
    前記パイプセグメント（１１０）が実質的に円形断面（１９０）を有し、前記放射手段（１５０）および前記検出手段（１８０）が前記パイプセグメント（１１０）の前記中心軸の正反対側に少なくとも部分的に設置される、パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体（１００）。
  10. 請求項１から９までのいずれか一項に記載のパイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体（１００）であって、
    前記パイプセグメント（１１０）が少なくとも一方の端部のところに連結具（２２０）を装備する、パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体（１００）。
  11. 請求項１から１０までのいずれか一項に記載のパイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体（１００）であって、
    前記放射手段（１５０）が、少なくとも部分的に発散の電磁放射線（１７０）を前記パイプセグメント中空内部の中に照光するように構成される、パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体（１００）。
  12. 請求項１から１１までのいずれか一項に記載のパイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体（１００）であって、
    前記放射手段（１５０）が、実質的に平行ビームの電磁放射線（１７０）を前記パイプセグメント中空内部の中に照光するように構成され、前記検出手段（１８０）が実質的に平行ビームの前記電磁放射線（１７０）のビーム経路の中に設置される、パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体（１００）。
  13. 請求項１から１２までのいずれか一項に記載のパイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体（１００）であって、
    前記検出手段の前方に設置されるレンズ（２３０）をさらに備える、パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体（１００）。
  14. 請求項１から１３までのいずれか一項に記載のパイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体（１００）であって、
    前記検出手段（１８０）がＣＣＤスクリーン（２４０）を備える、パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体（１００）。
  15. 請求項１から１４までのいずれか一項に記載のパイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体（１００）であって、
    前記検出手段（１８０）がマルチスペクトルまたはハイパースペクトルの検出手段（１８０）である、パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体（１００）。
  16. 請求項１から１５までのいずれか一項に記載のパイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体（１００）であって、
    前記パイプセグメント（１１０）の前記中空内部（１３０）が長方形断面（２５０）を有する、パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体（１００）。
  17. 請求項１から１６までのいずれか一項に記載のパイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体（１００）であって、
    前記放射手段（１５０）が、波長多重光、赤外線光、紫外線光、白色光、ｘ線、および単色光を含む群から選択される電磁放射線（１７０）の種類のうちの少なくとも１つを放射するように構成される、パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体（１００）。
  18. 請求項１から１７までのいずれか一項に記載のパイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体（１００）であって、
    前記パイプセグメント中空内部（１３０）の中へ電磁放射線（１７０）を放射するように構成される追加の放射手段（２６０）、および
    前記パイプセグメント中空内部（１３０）からの電磁放射線（１７０）を検出するように構成される追加の検出手段（２７０）
    をさらに備えるパイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体（１００）。
  19. 請求項１８に記載のパイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体（１００）であって、
    前記追加の放射手段（２６０）が前記パイプセグメント壁（１２０）の前記外側表面（１６０）に隣接して設置され、前記パイプセグメント壁（１２０）の前記少なくとも１つの透過部分（１４０）のうちの１つまたは複数の透過部分を通して前記パイプセグメント中空内部（１３０）の中へ電磁放射線（１７０）を放射するように構成され、
    前記追加の検出手段（２７０）が前記パイプセグメント壁（１２０）の前記外側表面（１６０）に隣接して設置され、前記パイプセグメント壁（１２０）の少なくとも１つの透過部分（１４０）のうちの１つまたは複数の透過部分を通して前記パイプセグメント中空内部（１３０）からの電磁放射線（１７０）を検出するように構成され、
    前記追加の放射手段（２６０）および前記追加の検出手段（２７０）が前記パイプセグメント（１１０）の対向する側部上に少なくとも部分的に設置され、前記放射手段（１５０）および前記検出手段（１８０）の構成に対して垂直に構成される、
    パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体（１００）。
  20. 魚給餌システム（１０１）であって、
    水産養殖システムメインタンク（２９５）および水産養殖システムメインタンク出口パイプ（２９０）を備える水産養殖システム（２８０）と、
    請求項１から１９までのいずれか一項に記載のパイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体（１００）と
    を備え、
    前記パイプセグメント用給餌用ペレット組立体（１００）が前記メインタンク出口パイプ（２９０）のパイプセグメントとして設置される
    魚給餌システム（１０１）。
  21. 請求項２０に記載の魚給餌システム（１０１）であって、
    前記メインタンク出口パイプ（２９０）が分岐しており、前記パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体（１００）が前記メインタンク出口パイプ（２９０）の一分岐（３００）のパイプセグメントとして設置される、魚給餌システム（１０１）。
  22. 請求項２０または２１に記載の魚給餌システム（１０１）であって、
    前記水産養殖システムメインタンク（２９５）に給餌用ペレットを追加するように構成されるフィーダ（３１０）と、
    前記パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体（１００）からの少なくとも１つの入力に基づいて前記フィーダ（３１０）に指示を出すように構成される、少なくとも前記パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体（１００）および前記フィーダ（３１０）に接続されるコンピュータ（３２０）と
    をさらに備える、
    魚給餌システム（１０１）。
  23. 魚給餌の方法（１０２）であって、
    請求項２２に記載の魚給餌システム（１０１）を提供するステップと、
    パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体（１００）を通過する流体流れを水産養殖システム（２８０）内に提供するステップと、
    フィーダ（３１０）により、１つの給餌率で、水産養殖システムメインタンク（２９５）に給餌用ペレットを追加するステップと、
    前記パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体（１００）の放射手段（１５０）により、パイプセグメント中空内部（１３０）の中へ電磁放射線（１７０）を放射するステップと、
    前記パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体（１００）の検出手段（１８０）により、前記パイプセグメント中空内部（１３０）からの電磁放射線（１７０）を検出するステップであって、電磁放射線を検出する前記ステップが、実空間イメージ、レシプロカルイメージ、または電磁放射線のスペクトル分布の検出を含む、ステップと、
    コンピュータ（３２０）により、前記パイプセグメント用給餌用ペレット検出組立体（１００）を通過する前記流体流れの中の給餌用ペレットの数を推定するステップと、
    前記推定された給餌用ペレットの数に基づいて前記給餌率を調整するように前記コンピュータ（３２０）により前記フィーダ（３１０）に指示を出すステップと
    を含む方法（１０２）。
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