Автоматизированная рыбозаградительная система
AUTOMATED FISH PROTECTION SYSTEM

Изобретение относится к защите открытых водоемов и рек и может быть применено для создания заградительных зон, препятствующих попаданию рыб в водозаборные сооружения таких как плотины, здания гидроэлектростанций, водосбросные, водоспускные и водовыпускные сооружения, туннели, каналы, насосные станции, гидроэлектростанции, тепловые электростанции, судоходные шлюзы и другие аналогичные сооружения и может быть применено в энергетической или транспортной отрасли промышленности, либо рыбоводстве.
Известна автоматизированная рыбозаградительная система, которая содержит блок управления, к которому подключены электроды и один отдельный электрод [RU 90804, дата публикации: 20.01.2010 г., МПК: Е02В 8/08].
Недостатком известного технического решения является низкая эффективность воздействия на сенсорно-рецепторные системы рыбы при изменении удельной электропроводности воды из-за отсутствия элементов, позволяющих регистрировать изменения характеристик воды, вследствие чего рыба на получает достаточного стимулирующего воздействия на сенсорно-рецепторные системы, либо уровень воздействия на системы рыб превышает жизнеопасный, что приводит к попаданию рыбы в водозаборные гидротехнические сооружения
Известна автоматизированная рыбозаградительная система, которая содержит блок управления, соединенный с датчиком температуры и электродами, при этом блок управления выполнен с возможностью регулирования величины напряжения, подаваемого на электроды, в зависимости от изменения температуры воды [WO 9637099, дата публикации: 28.11.1996 г., МПК: A01K 79/00, A01K 79/02].
Преимуществом известного технического решения является более высокая эффективность воздействия на сенсорно-рецепторные системы рыбы в условиях изменения температуры воды за счет возможности мониторинга температуры воды и внесения блоком управления корректировок в напряжение электрического тока, подаваемого на электроды. Однако недостатком известного технического решения является низкая энергоэффективность системы из-за отсутствия возможности мониторинга нахождения рыбы в заградительной зоне, вследствие чего возникает необходимость беспрерывной передачи электрических импульсов для исключения возможности попадания рыбы в заградительную зону.
В качестве прототипа выбрана автоматизированная рыбозаградительная система, которая содержит блок управления, соединенный с датчиком удельной электропроводности воды и электродами, при этом блок управления выполнен с возможностью получения данных удельной электропроводности воды и регулирования характеристик напряжения, подаваемого на электроды, в зависимости от изменения величины удельной электропроводности воды [US 5327854, дата публикации: 12.07.1994 г., МПК: A01K 79/02].
Преимуществом прототипа является более высокая энергоэффективность за счет мониторинга нахождения рыбы в заградительной зоне и отключения подачи электрических импульсов на электроды в случае отсутствия рыбы в заградительной зоне. Однако недостатком прототипа является высокий риск попадания рыбы в водозаборные гидротехнические сооружения из-за того, что рыбозаградительной системой не учитывается возможность резкого увеличения скорости потока воды и изменение температуры воды, например, при открытии шлюзов водозаборных гидротехнических сооружений, либо при высокой скорости течения в реке, где установлена рыбозаградительная система, либо при сезонном изменении температуры воды. Вследствие этого не производится корректировка интервалов между электрическими импульсами, подаваемыми на электроды, что приводит к тому, что при высокой скорости течения рыба в больших интервалах времени между электрическими импульсами успевает преодолеть заградительную зону, либо при низкой скорости течения и небольших интервалах времени между электрическими импульсами рыба получает чрезмерное воздействие на сенсорно-рецепторные системы и в состоянии наркоза не успевает покинуть зону водозабора, а также при потеплении или похолодании длительность электрического импульса не обеспечивает эффективного воздействия на сенсорно-рецепторные системы рыб, что во всех случаях ведет к попаданию рыбы в зону водозабора гидротехнических сооружений, вызывает снижение популяции рыбы в реках и водоемах и в значительной степени снижает эффективность автоматизированной рыбозаградительной системы.
Технической проблемой, на решение которой направлено изобретение, является повышение эффективности автоматизированной рыбозаградительной системы.
Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является снижение риска попадания рыбы в водозаборные гидротехнические сооружения.
Дополнительным техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является повышение энергоэффективности автоматизированной рыбозаградительной системы за счет регистрирования отсутствия рыбы в заградительной зоне и регулирования интервалов между электрическими импульсами.
Дополнительным техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является повышение надежности автоматизированной рыбозаградительной системы за счет снижения нагрузки на электронный блок при использовании большого количества электродов и снижения риска выхода из строя блока управления.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Автоматизированная рыбозаградительная система содержит блок управления, который соединен со средствами контроля состояния воды, средством гидролокации и электродами, при этом блок управления выполнен с возможностью получения данных от средств контроля состояния воды и гидролокации, обработки полученных данных и передачи электрических импульсов на электроды. В отличие от прототипа средства контроля состояния воды включают датчики скорости потока воды и температуры воды, а блок управления выполнен с возможностью изменения интервала между электрическими импульсами, передаваемыми на электроды, с учетом данных о скорости потока воды и изменения длительности электрических импульсов, передаваемых на электроды, с учетом данных температуры воды.
Датчик скорости потока воды обеспечивает возможность получения данных о скорости перемещения водных масс в заградительной зоне. Датчик скорости потока воды может содержать механический или электрический элемент регистрации скорости потока воды. Механический элемент может быть представлен лопастью или поршнем, а электрический элемент может быть представлен тепловым, ультразвуковым или электромагнитным сенсором. Датчик температуры воды обеспечивает возможность получения данных температуры водных масс в заградительной зоне. Датчик температуры воды может быть представлен терморезистором, термопарой или инфракрасным датчиком.
Блок управления выполнен с возможностью изменения интервала между электрическими импульсами в зависимости от данных скорости потока воды, что обеспечивает возможность корректировки паузы между электрическими импульсами для снижения риска попадания рыбы в водозаборную зону гидротехнического сооружения за счет сокращения интервалов между электрическими импульсами при сильном течении воды и увеличения интервалов между электрическими импульсами при слабом течении воды. Таким образом блок управления может обеспечивать возможность регулирования интервала между электрическими импульсами в диапазоне от 0,5 до 30 с, что обеспечивает минимальный риск проскакивания рыбой заградительной зоны при высокой скорости потока воды, либо оглушения рыбы и затягивания рыбы движущимися массами воды в водозаборную зону гидротехнического сооружения при низкой скорости потока воды. Например, при увеличении скорости потока воды на 20 км/ч, интервал между электрическими импульсами может быть сокращен на 10 с. Таким образом блок управления может обеспечивать возможность изменения интервала между электрическими импульсами на 0,5 с при изменении данных скорости потока воды на 2 км/ч.
Блок управления выполнен с возможностью изменения длительности электрических импульсов в зависимости от данных температуры воды, что обеспечивает возможность учитывания температуры воды, а следовательно - тела рыбы, и изменения длительности протекания химических реакций в нервных окончаниях рыбы с учетом температуры воды в летнее и зимнее время года, снижая риск неспособности сенсорно-рецепторных систем рыбы регистрировать короткие электрические импульсы, что снижает риск попадания рыбы в водозаборные гидротехнические сооружения. Таким образом блок управления может обеспечивать возможность регулирования длительности электрических импульсов одинаковой величины в диапазоне от 50 до 500 мс для летнего времени года (температура воды от 12 до 25°С) и от 550 до 1500 мс для зимнего времени года (температура воды от 2 до 11°С), что обеспечивает оптимальную степень воздействия на сенсорно-рецепторные системы рыбы и создает наиболее эффективное отпугивающее воздействие, дополнительно снижая риск попадания рыбы в водозаборные гидротехнические сооружения. Для обеспечения возможности выполнения указанных алгоритмов по изменению интервалов между электрическими импульсами и длительностью электрических импульсов блок управления может содержат генератор электрических импульсов, снабженный отдельным контроллером, либо роль генератора электрических импульсов может выполнять штатный контроллер блока управления
Дополнительно система может содержать электрический конденсатор, обеспечивающий возможность накопления электрического тока для сохранения требуемых характеристик электрического тока при резком сокращении интервалов между электрическими импульсами. При этом электрический конденсатор может быть подключен к источнику электрического тока, блоку управления и электродам.
Дополнительно система может содержать электронный дроссель, обеспечивающий возможность стабилизации напряжения и получения электрического импульса определенной частоты, что позволяет избирательно воздействовать на определенные виды рыб, снижая риск их попадания в водозаборные гидротехнические сооружения. При этом дроссель может быть подключен к источнику электрического тока, к блоку управления и к конденсатору, что повышает надежность системы за счет снижения риска выхода из строя блока управления из-за резких изменений характеристик тока.
Дополнительно система может содержать управляемый тиристорный ключ, обеспечивающий возможность активации отдельных электродов, что также дополнительно снижает риск попадания рыбы в водозаборные гидротехнические сооружения за счет возможности активации отдельных электродов, а также дополнительно снижает риск выхода из строя блока управления при работе с большим количеством электродов за счет снижения степени его нагрузки и последующего нагрева. При этом управляющий вывод тиристорного ключа может быть подключен к блоку управления, вывод питания может быть подключен к конденсатору, а каждый электрод может быть подключен к соответствующему выводу тиристорного ключа, что также дополнительно повышает надежность системы за счет значительного снижения степени нагрузки на контроллер блока управления.
Электроды обеспечивают возможность передачи электрического импульса от блока управления в воду для создания заградительной зоны водозаборного гидротехнического сооружения. Электроды могут быть подключены к соответствующему выводу блока управления или к выводу тиристорного ключа (при наличии). Подключение электродов может быть выполнено таким образом, что один из электродов представлен элементом заземления блока управления, что обеспечивает возможность создания равномерного распределенного электрического поля между одним катодом и множеством анодов. Для дополнительного повышения эффективности рыбозаградительной системы элемент заземления блока управления может быть подключен к выводу блока управления с положительным потенциалом, а водная среда вокруг электродов и/или грунт водоема и/или элемент заземления блока управления могут быть представлены в виде распределенного анода.
Электроды могут быть жесткими или гибкими. Жесткие электроды могут быть представлены трубами, прутками, штангами и пр. Гибкие электроды могут быть представлены оголенными кабелями, цепями с пропущенной сквозь звенья цепи оголенной жилой, цепями, с надетыми на нее медными плетенками и пр.
Дополнительно электроды могут быть снабжены нагревательными элементами, снижающими риск их обледенения, ухудшающего передачу электрического импульса в воду, а также повышающие надежность системы за счет снижения риска возникновения дефекта электродов или их обрыва намерзшими ледовыми массами. Нагревательные элементы могут быть установлены только в верхней части электродов, либо они могут быть установлены по всей длине электродов. Нагревательные элементы, установленные только в верхней части электродов, обеспечивают возможность повышения энергоэффективности рыбозаградительной системы за счет частичного нагрева электрода. Нагревательные элементы, установленные по всей длине электродов, повышают надежность рыбозаградительной системы, установленной на участках водоемов со значительными перепадами уровня воды. Нагревательные элементы могут быть представлены кольцевыми, спиральными или трубчатыми электронагревателями, подключенными к блоку управления.
Средство гидролокации обеспечивает возможность регистрирования блоком управления появления рыбы в заградительной зоне и перемещения рыбы в заградительной зоне, что обеспечивает возможность активации электродов только при появлении рыбы. Средство гидролокации может быть представлено активным или пассивным гидролокатором. Активный гидролокатор обеспечивает возможность повышения эффективности рыбозаградительной системы за счет точного определения местоположения рыбы. Пассивный гидролокатор повышает энергоэффективность рыбозаградительной системы за счет шумопеленгования передвижения рыбы. При этом для повышения энергоэффективности системы средство гидролокации может быть представлено ультразвуковыми датчиками, установленными в разных частях водоема, а блок управления может быть выполнен с возможностью изменения интервала между электрическими импульсами в зависимости от расстояния между заградительной зоной и рыбой, что обеспечивает возможность вариативной активации электродов при появлении рыбы в отдельных частях водоема.
Датчик напряженности электрического поля обеспечивает возможность определения однородности создаваемого электрического поля блоком управления, позволяя вносить корректировку в характеристики электрических импульсов, снижая риск попадания рыбы в водозаборные гидротехнические сооружения. Датчик напряженности электрического поля может быть представлен датчиком контактных и бесконтактных измерений и может быть представлен зондом, устанавливаемым в заградительной зоне.
Дополнительно средство контроля состояния воды может быть представлено датчиками давления и/или уровня и/или удельной электропроводности воды. Датчики давления воды могут быть установлены на дне, в расщелинах или заводях, а датчики уровня воды могут быть установлены вдоль берега или на опорах гидротехнических сооружений. Такая компоновка обеспечивает возможность изменения интервала между электрическими импульсами, подаваемыми на электроды, установленные в водоемах и реках, имеющих сложный рельеф дна и резкие перепады уровня воды, что дополнительно снижает риск попадания рыбы в водозаборные гидротехнические сооружения в таких условиях. Датчик удельной электропроводности воды обеспечивает возможность корректировки длительности электрических импульсов в зависимости от локальных изменений величины электропроводности в связи с наличием в определенных местах водоема источников или родников, что дополнительно снижает риск попадания рыбы в водозаборные гидротехнические сооружения. При этом вышеуказанные датчики подключены к блоку управления и могут иметь различный принцип реализации (внутрисистемные, периферийные).
Дополнительно система может содержать средства контроля химического состава воды, представленные датчиками измерения уровня углекислого газа, уровня растворенного кислорода, минерализации, солености и кислотно-щелочного баланса, а блок управления может быть выполнен с возможностью изменения интервалов и длительности импульсов в зависимости от данных, получаемых от средства контроля химического состава воды. Таким образом обеспечивается возможность снижения риска попадания рыбы в водозаборные гидротехнические сооружения при сезонных или непостоянных изменениях в химическом составе водоемов и рек, например, при цветении воды, при прохождении процессов гниения на дне водоемов, техногенных загрязнениях воды и грунта вблизи водоемов и рек, кислотных дождях, попадании в водоем удобрений в результате сельскохозяйственной и иной деятельности человека и пр.
Дополнительно система может содержать генератор искусственного транзитного течения, обеспечивающий возможность изменения траектории движения рыбы в сторону от заградительной зоны или от гидротехнического сооружения за счет создания в воде преграждающих потоков.
Генератор искусственного транзитного течения может содержать средство повышения давления воды, средство распределения воды и средство создания преграждающего потока. Средство создания напора воды может быть представлено центробежным, винтовым или поршневым насосом, средство распределения воды может быть представлено золотниковым или клапанным гидрораспределителем, а средство создания преграждающего потока может быть представлено трубами или штангами с элементами перфорации, либо жидкостными форсунками. При этом соединение указанных элементов может обеспечиваться посредством шлангов или труб, которые могут быть разъемно или неразъемно присоединены к этим элементам, а в качестве источника воды может быть представлен водоем, в котором установлена система. При этом закрепление элементов может обеспечиваться посредством присоединения к элементам гидротехнических сооружений, либо посредством применения понтонных конструкций.
Дополнительно система может содержать заградительные козырьки, обеспечивающие снижение риска попадания молоди рыбы в водозаборные гидротехнические сооружения из верхних слоев воды. Заградительные козырьки могут представлять собой пластины, выполненные из металла, пластика или композиционного материала, закрепленные на элементах гидротехнических сооружений, либо на элементах генератора искусственного транзитного течения (при его наличии).
Электрическое соединение элементов системы может быть разъемным или неразъемным и обеспечиваться посредством проводов, кабелей или электрических дорожек, с применением разъемов соответствующего типа, пайки, либо скрутки проводов между собой. В качестве источника электрического тока может быть представлена электрическая сеть общего или промышленного назначения, перезаряжаемые источники питания, или источники возобновляемой энергии, соединенные с блоком управления и дополнительными электронными компонентами (при их наличии).
Изобретение характеризуется ранее неизвестной совокупностью существенных отличительных признаков, заключающейся в том, что:
- средство контроля состояния воды представлено датчиком скорости потока воды и датчиком температуры воды, что позволяет регистрировать изменение скорости потока воды и температуры воды в зоне установки рыбозаградительной системы и передавать эти данные в блок управления, благодаря чему обеспечивается возможность учитывания этих данных блоком управления.
- блок управления выполнен с возможностью изменения интервала между электрическими импульсами, подаваемыми на электроды, в зависимости отданных скорости потока воды, что позволяет увеличивать интервал между электрическими импульсами при увеличении скорости потока воды и сокращать интервал между электрическими импульсами при увеличении скорости потока воды.
- блок управления выполнен с возможностью изменения длительности электрических импульсов, подаваемых на электроды, в зависимости от данных температуры воды, что позволяет учитывать температуру тела рыбы, а следовательно и изменения длительности протекания химических реакций в нервных окончаниях рыбы с учетом температуры воды, благодаря чему снижается риск неспособности рыбы регистрировать слишком короткие импульсы в летнее и зимнее время года.
Существенные отличительные признаки изобретения позволяют учитывать данные скорости потока воды блоком управления автоматизированной рыбозаградительной системы и корректировать интервалы между электрическими импульсами в зависимости от увеличения или уменьшения скорости потока воды в заградительной зоне, что препятствует попаданию рыбы в заградительную зону при сильном течении воды за счет сокращения интервалов между электрическими импульсами и снижению риска оглушения рыбы при слабом течении воды и последующего попадания оглушенной рыбы заградительной зоны за счет увеличения интервалов между электрическими импульсами. При этом за счет увеличения или уменьшения длительности электрических импульсов в зависимости от температуры воды обеспечивается возможность сохранения эффективности и безопасности применения системы вне зависимости от времени года, что в совокупности значительно снижает риск попадания рыбы в водозаборную зону гидротехнических сооружений, и благодаря чему обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в снижении риска попадания рыбы в водозаборные гидротехнические сооружения, тем самым повышается эффективность автоматизированной рыбозаградительной системы.
Наличие новых отличительных существенных признаков свидетельствует о соответствии изобретения критерию патентоспособности «новизна».
Из уровня техники по отдельности известна возможность получения данных скорости потока воды и возможность получения данных температуры воды, и изменение блоком управления автоматизированной рыбозаградительной системы вольтамперной характеристики электрических импульсов, подаваемых на электроды. Однако из уровня техники неизвестно изменение блоком управления интервала между электрическими импульсами с учетом данных скорости потока воды, а также неизвестно изменение длительности электрических импульсов с учетом температуры воды. При этом существенные признаки изобретения обеспечивают достижение синергетического эффекта, заключающегося в существенном снижении риска попадания рыбы в водозаборные гидротехнические сооружения. Указанный эффект достигается за счет того, что автоматизированная рыбозаградительная система осуществляет мониторинг как скорости потока воды, так и температуры потока воды. В частности, синергетический эффект проявляется в случае, когда при начале забора воды из водоема в зоне водозабора гидротехнического сооружения происходит перемещение значительного объема водных масс, вследствие чего, в определенных условиях, например, при наличии подводных источников вблизи зоны водозабора, вместе со значительным увеличением скорости потока воды также существенно снижается или увеличивается температура потока воды, что приводит к снижению эффективности работы рыбозаградительной системы. Учет данных скорости потока воды блоком управления системы позволяет не только снизить риск преодолевания рыбой заградительной зоны на большой скорости в интервалах между импульсами, но и оставить величину интервала достаточной, чтобы рыба смогла уплыть из заградительной зоны против сильного течения. При этом учет данных температуры потока воды позволяет скорректировать длительность электрического импульса таким образом, чтобы в условиях резкого изменения температуры потока воды обеспечить сохранение эффективности воздействия рыбозаградительной системы на сенсорно-рецепторную систему рыб для ее отпугивания из зоны водозабора гидротехнического сооружения. Ввиду вышесказанного изобретение соответствует критерию патентоспособности «изобретательский уровень».
Изобретение может быть реализовано при помощи известных средств, материалов и технологий, что свидетельствует о его соответствии критерию патентоспособности «промышленная применимость».
Изобретение поясняется следующими фигурами.
Фиг. 1 - Автоматизированная рыбозаградительная система.
Для иллюстрации возможности реализации и более полного понимания сути изобретения ниже представлен вариант его осуществления, который может быть любым образом изменен или дополнен, при этом настоящее изобретение ни в коем случае не ограничивается представленным вариантом.
Автоматизированная рыбозаградительная система содержит блок 1 управления, снабженный контроллером (не показан на фигурах), конденсатором (не показан на фигурах), и тиристорным ключом (не показан на фигурах), электроды 2.1, 2.2, 2. … 2.N, снабженные резистивными элементами (не показаны на фигурах) подогрева, датчик 3 напряженности создаваемого электрического поля и ультразвуковой датчик 4 приближения рыбы. При этом указанная конфигурация блока управления может быть реализована на базе шкафа управления рыбозащитного электроградиентного устройства (ЭГРЗ-М).
Также система дополнительно содержит датчик 5 измерения скорости потока воды, датчик 6 температуры воды, и датчики (не показаны на фигурах) уровня, давления и удельной электропроводности воды. Система также содержит датчики 7 химического состава воды, представленные датчиками уровня углекислого газа, растворенного в воде кислорода, минерализации, солености, и кислотно-щелочного баланса воды. При этом контроллер выполнен с возможностью изменения интервала между электрическими импульсами в зависимости от данных скорости потока воды, и изменения длительности электрических импульсов в зависимости от данных температуры воды, а система дополнительно содержит водяную завесу, представленную перфорированными трубами 8, насосным блоком 9 и электронными клапанами 10 водяной завесы, и заградительные козырьки (не показаны на фигурах).
Контроллер соединен проводами с конденсатором с возможностью регулирования величины силы тока и напряжения заряда конденсатора, с тиристорным ключом с возможностью выбора электрода 2.1, 2.2, 2. … 2.N для передачи электрического импульса с конденсатора, с ультразвуковым датчиком 4 с возможностью получения данных о наличии рыбы и об изменении расстояния до нее, с датчиком 3 напряженности с возможностью получения данных о напряженности создаваемого электрического поля, с датчиком скорости потока воды с возможностью получения данных скорости потока воды, с датчиком 6 температуры с возможностью получения данных температуры воды, а также с датчиками состояния и химического состава воды с возможностью получения от них соответствующих данных. Контроллер соединен с источником электрической энергии, в качестве которого может быть представлена электрическая сеть, солнечные панели, аккумуляторная батарея и пр. и с выводами конденсатора с возможностью передачи электрической энергии от источника электрической энергии, а конденсатор в свою очередь соединен с контроллером с возможностью передачи данных о достигнутом уровне заряда. Тиристорный ключ содержит выводы, каждый из которых соединен с соответствующим электродом 2.1, 2.2, 2. …, 2.N, при этом он содержит один общий вывод, который соединен с положительным выводом конденсатора и один общий вывод, который одновременно соединен с отрицательным выводом конденсатора и одним из электродов 2.1, 2.2, 2. …, 2.N. При этом контроллер соединен с электронными клапанами 10 водяной завесы с возможностью выбора перфорированных труб 8 для подачи жидкости и с возможностью регулирования напора жидкости, подаваемой на каждую отдельную перфорированную трубу 8. Заградительные козырьки устанавливаются таким образом, чтобы препятствовать огибанию рыбой электродов 2.1, 2.2, 2. …, 2.N.
Автоматизированная рыбозаградительная система работает следующим образом.
Блок 1 управления устанавливается на берегу реки, озера или моря и «заземляется» либо в существующий на объекте контур заземления, либо на грунт путем установки в грунт электрода 11 (анода), к которому присоединен положительный вывод конденсатора. Остальные электроды 2.1, 2.2, 2. …, 2.N (катоды) «гирляндой» устанавливаются в воду вокруг водозаборного шлюза (не показан на фигурах) гидротехнического сооружения и посредством проводов подключаются к исполнительным тиристорным ключам. Также в воду устанавливаются перфорированные трубы 8, при этом установка труб 8 производится таким образом, чтобы образующаяся водяная завеса обеспечивала как принудительный отвод рыбы из зоны действия электродной системы, тем самым формируя искусственное транзитное течение в тех случаях где отсутствует естественное транзитное течение с достаточными сносящими скоростями для особей рыб большого размера, обитающих в акватории защищаемого объекта, так и дополнительно отсекала фланговые, менее защищенные зоны защищаемого фронта, тем самым препятствовала возможности попадания рыбы в водозаборный шлюз. В воду устанавливается датчик 3 напряженности создаваемого электрического поля, ультразвуковой датчик 4 приближения рыбы датчик 5 скорости потока воды таким образом, чтобы исключить возможное влияние на него водяной завесы, датчик 6 температуры воды и другие датчики состояния воды, а также датчики 7 химического состава воды. Блок 1 управления подключается к источнику электрического тока путем присоединения проводов к вводному автомату шкафа, при этом за счет настройки контроллера выбирается необходимый уровень заряда конденсатора. При этом также может быть выбран электрический ток определенной частоты для повышения эффективности воздействия на сенсорно-рецепторные системы рыбы.
Система комплексной рыбозащиты вводится в эксплуатацию путем активации контроллера и сопутствующей активации насосного блока 9. Затем путем активации клапанов 10 жидкость перенаправляется в одну или несколько перфорированных труб 8 для образования необходимого искусственного транзитного течения, для обеспечения необходимых сносящих потоков в водоемах, где нет естественного транзитного течения в вертикальной и горизонтальной плоскости вокруг водозаборного шлюза гидротехнического сооружения. Контроллер передает электрический ток от источника питания на конденсатор, который начинает накапливать электрический ток. Конденсатор направляет сигнал об уровне своего заряда в контроллер и при достижении необходимого уровня заряда контроллер дает команду на открытие определенного тиристорного ключа и разряжает конденсатор с определенной длительностью и силой импульса.
Контроллер получает данные от ультразвукового датчика 4 о появлении рыбы в зоне и перемещении рыба забора воды шлюзами гидротехнического сооружения и подает прерывистые команды тиристорному ключу на замыкание с одним или несколькими электродами. Электромагнитный импульс подается от вывода конденсатора через тиристорный ключ к выбранному электроду, являющемся в данном случае катодом затем электромагнитный импульс движется через воду в грунт. Вода и грунт в данном случае является распределенным анодом, за счет чего в воде создается электрическое поле, отпугивающее рыбу от водозаборных шлюзов гидротехнического сооружения. Контроллер получает данные от датчика 3 напряженности создаваемого электрического поля и регистрирует наличие в воде безопасного для рыбы электрического поля.
Контроллер получает данные от датчика 5 измерения скорости потока воды об увеличении скорости потока воды на 10 км/ч и для снижения риска попадания рыбы в водозаборные шлюзы гидротехнического сооружения он сокращает частоту команд, передаваемых тиристорному ключу на 2,5 с, что приводит к сокращению интервала между электрическими импульсами между катодами и распределенным анодом, что снижает риск преодолевания рыбой электрического поля и ее попадания в водозаборные шлюзы гидротехнического сооружения. При этом также контроллер получает дополнительные данные о низкой температуре воды от датчика 6 измерения температуры и увеличивает длительность электрических импульсов, что дополнительно снижает риск попадания рыбы в водозаборные шлюзы гидротехнического сооружения. Получая также дополнительные данные от датчиков уровня воды и давления воды, установленных в частях водоема со сложным рельефом, вблизи водозаборных шлюзов, а также от датчика 3 напряженности электрического поля, контроллер производит пропуск активации отдельных катодов, снижая риск чрезмерного воздействия на сенсорно-рецепторные системы рыбы, что снижает риск оглушения молоди рыбы и ее дальнейшего попадания в водозаборные шлюзы.
Контроллер получает данные от датчика 5 измерения скорости потока воды о снижении скорости потока воды на 6 км/ч и для снижения риска попадания рыбы в водозаборные шлюзы гидротехнического сооружения увеличивает интервал между прерывистыми командами, передаваемыми тиристорному ключу на 1,5 с, что приводит к увеличению интервала между электрическими импульсами между катодами и распределенным анодом и тем самым снижает вероятность оглушения рыбы частыми электрическими импульсами и риск затягивания оглушенной рыбы в водозаборные шлюзы гидротехнического сооружения. При этом в случае сезонного изменения температуры контроллер также получает данные о высокой температуре воды и уменьшает длительность электрических импульсов до 500 мс при температуре воды 20°С и увеличивает длительность электрических импульсов до 1300 мс при температуре воды 3°С, что также снижает риск повреждения сенсорно-рецепторной системы рыб.
Контроллер также дополнительно получает данные от датчиков 7 химического состава воды, в частности от датчиков удельной электропроводности, минерализации и солености производит дополнительную корректировку интервалов между электрическими импульсами и в случае высоких показателей минерализации, солености и, как следствие -удельной электропроводности воды контроллер производит увеличение напряжения на электродах, а в случае низких показателей - уменьшает напряжение на электродах, что дополнительно снижает риск попадания рыбы в водозаборные шлюзы гидротехнического сооружения.
Контроллер получает данные от ультразвукового датчика об отсутствии рыбы в зоне водозабора гидротехнических сооружений и прекращает подачу прерывистых команд тиристорному ключу на замыкание с электродами 2.1, 2.2, 2. …, 2.N, что повышает энергоэффективность системы. При этом в случае регистрирования понижения температуры воды до уровня, при котором возможно образование льда на поверхности водоема, контроллер активирует резистивные элементы подогрева электродов 2.1, 2.2, 2. …, 2.N, установленных в воду, что обеспечивает возможность снижения риска их повреждения, либо перемещения вместе с отдельными кусками льда, повышая надежность системы. При этом за счет заградительных козырьков обеспечивается предотвращение попадания молоди рыбы в водозаборные шлюзы гидротехнического сооружения.
Благодаря этому достигается технический результат, заключающийся в снижении риска попадания рыбы в водозаборные гидротехнические сооружения, тем самым повышается эффективность автоматизированной рыбозаградительной системы.