一种基于光纤监测的在线破损监控网具

1.本发明涉及网具监控技术领域，特别是涉及一种基于光纤监测的在线破损监控网具。


背景技术：

2.在现实生活中，存在着使用各种各样网具进行围栏和阻截等情形，譬如各种围网、拦截网、罩网等等，用于保护、阻截、预防各种不同的目标，如预防某些敏感目标的逃逸、阻止某些敏感目标的进入等，很显然，这类网具的破损则容易发生重大损失，导致某些保护目标的逃逸，或某些有害目标的进入等等。
3.拦网具完整性以及破损情况的有效监控，没有太多的有效手段，一般需要耗费巨大的人力物力进行巡逻和巡查，却很难及时发现破损，更难以确定破损的具体位置并进行修复处理。尤其是当此类网具应用于水下环境情况下，更加难以进行巡逻和检查，在实际应用中，这类拦截保护网具往往面积巨大，巡查与巡逻工作任务艰巨，无论是人为巡查还是自动化的机器人巡查，皆难以做到及时的发现与处理，尤其是难以及时发现网具破损的具体位置，因而时常因网具破损、发现滞后而导致重大损失的发生。


技术实现要素：

4.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于光纤监测的在线破损监控网具，用于实时监控网具的破损情况，并及时地反馈具体地破损位置。
5.一种基于光纤监测的在线破损监控网具，其应用于网具的破损监控中；
6.所述监控网具包括：
7.辅助光纤网具，其敷设在网具不受力的一侧处；所述的辅助光纤网具，其为采用单模型光纤往复折弯形成的平面型梳状或者螺旋状结构；或，所述的辅助光纤网具，其为采用单模型光纤盘旋形成的柱面型螺旋状结构；
8.光纤断点测距仪，其用于检测所述辅助光纤网具的光纤断点位置；以及连接光纤，其布设于所述光纤断点测距仪和辅助光纤网具之间；
9.其中，所述的辅助光纤网具，其光纤断点位置计算公式为x-y＝m
×
k+z；
10.式中，x表示光纤断点测距仪与光纤断点之间的距离；
11.y表示连接光纤的长度；
12.k表示辅助光纤网具的平均梳齿长度或平均螺距的螺线长度；
13.m表示辅助光纤网具的梳齿个数或螺旋个数；
14.z表示在辅助光纤网具第m+1个梳齿处或第m+1个螺旋处，距离第m个梳齿或第m个螺旋光纤起点第z千米对应的位置发生了破损。
15.上述监控网具克服了当下网具破损情况无法进行有效的、实时在线监控的难点，通过光纤断点的持续在线监控而实现网具破损情况的在线监控，完美地解决了各种类型拦网、围网、罩网的完整性监控，替代了各种传统巡逻、巡查手段，节约了大量的人力物力。
16.在其中一个实施例中，所述单模型光纤接入岸边监控室中，且单模型光纤的输出端与所述光纤断点测距仪的输入端相连接。
17.在其中一个实施例中，当所述辅助光纤网具为梳状结构时，其折弯角处采用光纤直角连接器辅助形成。
18.进一步地，所述辅助光纤网具的梳齿间距小于阻拦目标直径的1.5倍。
19.在其中一个实施例中，当所述辅助光纤网具为螺旋状结构时，其折弯角度为大于90
°
的钝角，且辅助光纤网具的螺距小于阻拦目标直径的1.5倍。
20.进一步地，所述辅助光纤网具中布设有底部罩网；其中，所述底部罩网为采用单模型光纤盘旋形成的平面型螺旋状结构。
21.在其中一个实施例中，采用光纤时域反射仪改进得到所述光纤断点测距仪。
22.一种基于光纤监测的在线破损监控网具在海水浴场防鲨网实时监控中的应用。
23.一种基于光纤监测的在线破损监控网具在浅水养殖围网实时监控中的应用。
24.一种基于光纤监测的在线破损监控网具在深水养殖网箱实时监控中的应用。
25.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
26.相较于传统的巡查等监控方式即使能够发现破损情况，巡查探索到具体的破损位置也需要历时颇久，这期间就有可能导致发生重大损失的现状，本发明，不但能够实时监控网具的破损情况，而且能够及时地反馈具体地破损位置，明确指出在第m+1个梳齿处或第m+1个螺旋处，第z千米对应的位置发生了破损，从而辅助维修人员迅速抵达并及时修复实际应用中的破损网具。
27.本发明，能够同时实时监测实际应用网具无破损情况下附着物的变化情况，从而提出适宜的网具清洗或者更新等计划和安排。
28.本发明，采用光纤实时在线监测方式，不受电场、磁场、风雨等环境条件的干扰和限制，具有极大的抗干扰能力，且能耗极低，应用前景良好。
附图说明
29.图1所示为本发明实施例1提供的一种基于光纤监测的在线破损监控网的结构示意图，图中a指示辅助光纤网具的齿距。
30.图2所示为本发明实施例2提供的一种基于光纤监测的在线破损监控网的结构示意图，图中b指示辅助光纤网具的螺距。
31.图3所示为本发明实施例3提供的一种基于光纤监测的在线破损监控网的结构示意图，图中c指示辅助光纤网具的螺距，图中d指示底部罩网中辅助光纤网的螺距。
32.主要元件符号说明
33.1、单模型光纤；2、光纤直角连接器；3、光纤断点测距仪；4、连接光纤；5、底部罩网。
34.以上主要元件符号说明结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
具体实施方式
35.下面结合附图对本发明进行详细的描述。
36.实施例1
37.请参阅图1，本实施例提供了一种基于光纤监测的在线破损监控网具，其应用于海
水浴场防鲨网的实时监控中。所述监控网具包括敷设在防鲨网不受力一侧处的辅助光纤网具、用于检测所述辅助光纤网具的光纤断点位置的光纤断点测距仪3、以及布设于所述光纤断点测距仪3和辅助光纤网具之间的连接光纤4。
38.本实施例中，辅助光纤网具敷设在防鲨网向岸的一侧，即辅助光纤网具不承受防鲨网的拉力和潮流作用力，并随着防鲨网网衣的变动而飘动。所述的辅助光纤网具，其为采用单模型光纤1往复折弯形成的平面型梳状结构。所述辅助光纤网具的折弯角处采用光纤直角连接器2辅助形成，且辅助光纤网具的梳齿间距小于阻拦目标直径的1.5倍。本实施例中，基于辅助光纤网具相邻两根光纤之间的梳齿间距，小于拟拦截危害性鲨鱼胴体直径的1.5倍这一设计，使得在任意一处防鲨网破损有鲨鱼入侵到海水浴场中时，必然也破坏了随同敷设的辅助光纤网具。
39.所述单模型光纤1接入岸边监控室中，且单模型光纤1的输出端与所述光纤断点测距仪3的输入端相连接，采用光纤时域反射仪改进得到所述光纤断点测距仪3。本实施例中，基于光纤断点测距仪3来在线监控辅助光纤网具的完整性，从而达到实时监控随同敷设的防鲨网是否发生破损的目的。
40.光纤断点测距仪3工作时，一旦监控到光纤的断点，即辅助光纤网具出现了破损，基于光纤断点位置计算公式x-y＝m
×
k+z，计算出具体的断点位置，判断出距离水面第m+1个梳齿深度处，距离第m个梳齿光纤起点第z千米对应位置处的防鲨网发生了破损，发出报警信号和警报内容，提示尽快进行防鲨网的修复处理。式中，x表示光纤断点测距仪3与光纤断点之间的距离；y表示连接光纤4的长度；k表示辅助光纤网具的平均梳齿长度；m表示辅助光纤网具的梳齿个数；z表示在辅助光纤网具第m+1个梳齿处，距离第m个梳齿光纤起点第z千米对应的位置发生了破损。
41.与此同时，海水浴场防鲨网在长期使用过程中，会滋生各种类型的海洋附着生物，导致防鲨网产生很大的形状变化，甚至下沉至海面以下，当防鲨网因附着物过多而导致了持续性的形状变化时候，其外侧敷设的辅助光纤网具也随之发生同样的形变，反馈到光纤断点测距仪3中的光学信号也随之发生规律性变化，并发出警报信息，从而提示防鲨网上附着物过多，应当及时进行清理。
42.综上，本实施例的监控网具，相较于传统阻拦类网具的监控措施而言，具备下述优点：本实施例的监控网具，在实际应用中，不需要安排任何人为的或者其他类型的巡查工作即可对海水浴场防鲨网的完整性和附着生物量情况进行实时监控，并迅速定位和反馈破损位置以提高修复的及时性，有效避免了重大损失的发生，简单实用。
43.实施例2
44.在某浅海潮间带海域，采用圆柱形围网的形式养殖某种海珍品。请参阅图2，本实施例提供了一种基于光纤监测的在线破损监控网具，其应用于浅水养殖围网的实时监控中。所述监控网具包括敷设在养殖围网内侧处的辅助光纤网具、用于检测所述辅助光纤网具的光纤断点位置的光纤断点测距仪3、以及布设于所述光纤断点测距仪3和辅助光纤网具之间的连接光纤4。
45.本实施例中，辅助光纤网具敷设在养殖围网内侧，即辅助光纤网具不承受养殖围网的拉力和潮流作用力，并随着养殖围网网衣的变动而飘动。
46.所述的辅助光纤网具，其为采用单模型光纤1盘旋形成的柱面型螺旋状结构。所述
辅助光纤网具的折弯角度为大于90
°
的钝角，且辅助光纤网具的螺距小于阻拦目标直径的1.5倍。本实施例中，基于辅助光纤网具相邻两根螺旋光纤之间的螺距，小于围网养殖海珍品胴体直径的1.5倍，则任意一处养殖围网破损而导致海珍品逃逸时，必然也破坏了随同敷设的辅助光纤网具。
47.所述单模型光纤1接入岸边监控室中，且单模型光纤1的输出端与所述光纤断点测距仪3的输入端相连接，采用光纤时域反射仪改进得到所述光纤断点测距仪3。本实施例中，基于光纤断点测距仪3来在线监控辅助光纤网具的完整性，从而达到实时监控随同敷设的养殖围网是否发生破损的目的。
48.光纤断点测距仪3工作时，一旦监控到光纤的断点，即辅助光纤网具出现了破损，基于光纤断点位置计算公式x-y＝m
×
k+z，计算出具体的断点位置，判断出距离养殖围网上边第m+1个螺旋深度处，距离第m个螺旋光纤起点第z千米对应位置的养殖围网发生了破损，发出报警信号和警报内容，提示尽快进行养殖围网的修复处理。式中，x表示光纤断点测距仪3与光纤断点之间的距离；y表示连接光纤4的长度；k表示辅助光纤网具的平均螺距的螺线长度；m表示辅助光纤网具的螺旋个数；z表示在辅助光纤网具第m+1个螺旋处，距离第m个螺旋光纤起点第z千米对应的位置发生了破损。
49.与此同时，浅水养殖围网在长期使用过程中，会滋生各种类型的海洋附着生物，导致养殖围网产生很大的形状变化，甚至有可能下沉至海面以下，当养殖围网因附着物过多而导致了持续性的形状变化时候，其外侧敷设的辅助光纤网具也随之发生同样的形变，反馈到光纤断点测距仪3中的光学信号也随之发生规律性变化，并发出警报信息，从而提示养殖围网上附着物过多，应当及时进行清理。
50.综上，本实施例的监控网具，相较于传统养殖类网具的监控措施而言，具备下述优点：本实施例的监控网具，在实际应用中，不需要安排任何人为的或者其他类型的巡查工作即可对养殖围网的完整性和附着生物量情况进行实时监控，并迅速定位和反馈破损位置以提高修复的及时性，有效避免了重大损失的发生，应用简便，极大地提高了养殖生产效益。
51.实施例3
52.在某海域，采用圆桶形深水养殖网箱养殖某种海珍品，即相当于一个倒置的罩网。请参阅图3，本实施例提供了一种基于光纤监测的在线破损监控网具，其应用于深水养殖网箱的实时监控中。所述监控网具包括敷设在养殖网箱内侧处的辅助光纤网具、用于检测所述辅助光纤网具光纤断点位置的光纤断点测距仪3、以及布设于所述光纤断点测距仪3和辅助光纤网具之间的连接光纤4。
53.本实施例中，辅助光纤网具敷设在养殖网箱内侧，即辅助光纤网具不承受养殖网箱网衣的拉力和潮流作用力，并随着养殖网箱网衣的变动而飘动。
54.所述的辅助光纤网具，其为采用单模型光纤1盘旋形成的柱面型螺旋状结构。所述辅助光纤网上布设有底部罩网5，其中，所述底部罩网5为采用单模型光纤1盘旋形成的平面型螺旋状结构。需要说明的是，底部罩网5和辅助光纤网具的螺距一致。所述辅助光纤网具的折弯角度为大于90
°
的钝角，且辅助光纤网具的螺距小于阻拦目标直径的1.5倍。本实施例中，基于辅助光纤网具相邻两根螺旋光纤之间的螺距，小于围网养殖海珍品胴体直径的1.5倍，则深水网箱任意一处破损而导致海珍品逃逸时，必然也破坏了随同敷设的辅助光纤网具。
55.所述单模型光纤1接入岸边监控室中，且单模型光纤1的输出端与所述光纤断点测距仪3的输入端相连接，采用光纤时域反射仪改进得到所述光纤断点测距仪3。本实施例中，基于光纤断点测距仪3来在线监控辅助光纤网具的完整性，从而达到实时监控随同敷设的养殖网箱是否发生破损的目的。
56.光纤断点测距仪3工作时，一旦监控到光纤的断点，即辅助光纤网具出现了破损，基于光纤断点位置计算公式x-y＝m
×
k+z，计算出具体的断点位置，判断出距离养殖网箱上边第m+1个螺旋深度处，距离第m个螺旋光纤起点第z千米对应位置的养殖网箱发生了破损，发出报警信号和警报内容，提示尽快进行养殖网箱的修复处理。式中，x表示光纤断点测距仪3与光纤断点之间的距离；y表示连接光纤4的长度；k表示辅助光纤网具的平均螺距的螺线长度；m表示辅助光纤网具的螺旋个数；z表示在辅助光纤网具第m+1个螺旋处，距离第m个螺旋光纤起点第z千米对应的位置发生了破损。
57.与此同时，养殖网箱在长期使用过程中，会滋生各种类型的海洋附着生物，导致养殖网箱产生很大的形状变化，甚至下沉至海面以下，当养殖网箱因附着物过多而导致了持续性的形状变化时候，其外侧敷设的辅助光纤网具也随之发生同样的形变，反馈到光纤断点测距仪3中的光学信号也随之发生规律性变化，并发出警报信息，从而提示养殖网箱上附着物过多，应当及时进行清理。
58.综上，本实施例的监控网具，相较于传统养殖类网具的监控措施而言，具备下述优点：本实施例的监控网具，在实际应用中，不需要安排任何人为的或者其他类型的巡查工作即可对养殖网箱的完整性和附着生物量情况进行实时监控，并迅速定位和反馈破损位置以提高修复的及时性，有效避免了重大损失的发生，应用简便，极大地提高了养殖生产效益。
59.对于所涉及的各个部件的命名，以其在说明书中描述的功能作为命名的标准，而不受本发明所用到的具体的名词的限定，本领域的技术人员也可以选用其它的名词来描述本发明的各个部件名称。

技术特征：
1.一种基于光纤监测的在线破损监控网具，其应用于网具的破损监控中；其特征在于，所述监控网具包括：辅助光纤网具，其敷设在网具不受力的一侧处；所述的辅助光纤网具，其为采用单模型光纤(1)往复折弯形成的平面型梳状或者螺旋状结构；或，所述的辅助光纤网具，其为采用单模型光纤(1)盘旋形成的柱面型螺旋状结构；光纤断点测距仪(3)，其用于检测所述辅助光纤网具的光纤断点位置；以及连接光纤(4)，其布设于所述光纤断点测距仪(3)和辅助光纤网具之间；其中，所述的辅助光纤网具，其光纤断点位置计算公式为x-y＝m
×
k+z；式中，x表示光纤断点测距仪(3)与光纤断点之间的距离；y表示连接光纤(4)的长度；k表示辅助光纤网具的平均梳齿长度或平均螺距的螺线长度；m表示辅助光纤网具的梳齿个数或螺旋个数；z表示在辅助光纤网具第m+1个梳齿处或第m+1个螺旋处，距离第m个梳齿或第m个螺旋光纤起点第z千米对应的位置发生了破损。2.根据权利要求1所述的一种基于光纤监测的在线破损监控网具，其特征在于，所述单模型光纤(1)接入岸边监控室中，且单模型光纤(1)的输出端与所述光纤断点测距仪(3)的输入端相连接。3.根据权利要求1所述的一种基于光纤监测的在线破损监控网具，其特征在于，当所述辅助光纤网具为梳状结构时，其折弯角处采用光纤直角连接器(2)辅助形成。4.根据权利要求3所述的一种基于光纤监测的在线破损监控网具，其特征在于，所述辅助光纤网具的梳齿间距小于阻拦目标直径的1.5倍。5.根据权利要求1所述的一种基于光纤监测的在线破损监控网具，其特征在于，当所述辅助光纤网具为螺旋状结构时，其折弯角度为大于90
°
的钝角，且辅助光纤网具的螺距小于阻拦目标直径的1.5倍。6.根据权利要求5所述的一种基于光纤监测的在线破损监控网具，其特征在于，所述辅助光纤网具中布设有底部罩网(5)；其中，所述底部罩网(5)为采用单模型光纤(1)盘旋形成的平面型螺旋状结构。7.根据权利要求1所述的一种基于光纤监测的在线破损监控网具，其特征在于，采用光纤时域反射仪改进得到所述光纤断点测距仪(3)。8.一种基于光纤监测的在线破损监控网具在海水浴场防鲨网实时监控中的应用。9.一种基于光纤监测的在线破损监控网具在浅水养殖围网实时监控中的应用。10.一种基于光纤监测的在线破损监控网具在深水养殖网箱实时监控中的应用。

技术总结
本发明公开了一种基于光纤监测的在线破损监控网具，其应用于网具的破损监控中。上述监控网具包括敷设在网具不受力一侧处的辅助光纤网具、用于检测所述辅助光纤网具光纤断点位置的光纤断点测距仪、以及布设于所述光纤断点测距仪和辅助光纤网具之间的连接光纤。所述的辅助光纤网，其为采用单模型光纤往复折弯形成的平面型梳状或螺旋状结构；或，所述的辅助光纤网，其为采用单模型光纤盘旋形成的柱面型螺旋状结构。其中，所述的辅助光纤网具，其光纤断点位置计算公式为x-y＝m


技术研发人员：游奎 李兴华 张传业 李萌 马伟伟 马彩华 游璨 张议文 韩方鑫 贾子光 邓美佳 万舟 罗亚威 张豫艳 杜锰铁 楼新宇 李鹏飞 贾淑涵 谭博文
受保护的技术使用者：大连理工大学
技术研发日：2023.02.28
技术公布日：2023/5/26