【摘 要】
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集鱼灯是秋刀鱼等光诱捕捞中最主要的助渔装置,节能型LED集鱼灯具有广阔的应用前景。由于秋刀鱼具有趋光性与高度洄游的特点,探究LED集鱼灯水下照度分布并建立理论照度模型分析光场照度分布是高效集鱼的前提,合理对集鱼灯配置不仅有效提高渔获效率,还可以降低能源损耗。本文探究了秋刀鱼的趋光性及其影响因素、海水的光学特性、秋刀鱼集鱼灯的光学性能和配置、光学模拟软件等方面总结了影响鱼群的主要因素,自主设计并进行
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集鱼灯是秋刀鱼等光诱捕捞中最主要的助渔装置,节能型LED集鱼灯具有广阔的应用前景。由于秋刀鱼具有趋光性与高度洄游的特点,探究LED集鱼灯水下照度分布并建立理论照度模型分析光场照度分布是高效集鱼的前提,合理对集鱼灯配置不仅有效提高渔获效率,还可以降低能源损耗。本文探究了秋刀鱼的趋光性及其影响因素、海水的光学特性、秋刀鱼集鱼灯的光学性能和配置、光学模拟软件等方面总结了影响鱼群的主要因素,自主设计并进行了三个光学试验,同时在Trace Pro软件中对试验进行建模,对比探究不同情况下的实测值与软件模拟值之间照度差值分布和照度衰减情况,为优化集鱼灯参数配置而提出理论基础。本文的研究结果如下:(1)灯珠各方向的光强分布并不是完全一致的,LED灯配光曲线指向性强,依据LED单颗光学性能建立照度模型可行性较高,可准确拟合照度分布。(2)通过TracePro软件所构建的光照模型得到的照度值与实际数值的线性拟合接近于1,二者间不具有显著性差异(P>0.05)。(3)根据单灯珠试验与单灯板试验进行建模,结果表明:水下照度大致以为y轴成对称分布,光源下不同深度测量面上的照度是先变大随后逐渐减小,照度值与安装倾角成反比,与电流成正比。光照均匀度与深度、安装倾角成正比,与电流成反比。在Trace Pro软件中模拟结果符合大多数测量点的实测值,故可以使用软件对光场进行模拟。(4)根据海上实测试验进行建模,结果表明:水下照度分布与单灯珠试验和单灯板试验结果一致。相同倾角、间距下,功率越大,海表面最大照度值越大,分别为1360lx、1619lx、1947.30lx,最大照度值的位置沿y轴变大,分别为7m、7.23m、7.45m,0.01lx照度线离船舷的距离越远,分别达到693m、723m、756m。在距光源100m外的最大值照度仅在1-3lx之间,其值几乎不随到y轴间距离增加而变化。在光源附近的垂直诱集距离,在水深0.5m至1m衰减速率最大,在10m之后变化基本较小;同一深度,功率越大,照度值越大。相同功率、间距下,倾角越大,海表面最大照度值越小,分别为1524lx、1256lx、1038lx,最大照度值的位置沿y轴变大,分别为8.5m、8.92m、9.01m,0.01lx照度线离船舷的距离越远,分别达到663m、689m、711m。在距光源100m外的最大值照度仅0.5-2lx之间,其值几乎不随到y轴间距离增加而变化。在光源附近的垂直诱集距离,在水深0m至1m衰减速率最大,在10m之后变化基本较小。同一深度,倾角越大,照度值越小。相同倾角、功率下,间距越大,海表面最大照度值越小,分别为1912lx、1810.9lx、1691lx,最大照度值的位置沿y轴变大,分别为6.79m、6.85m、7.05m,0.01lx照度线离船舷的距离越近,分别达到779m、761m、749m。在距光源100m外的最大值照度仅3-5lx之间,其值几乎不随到y轴间距离增加而变化。在水深0m至1m衰减速率最大,在10m之后变化基本较小。同一深度,间距越大,照度值越小。(5)根据不同情况的照度分布、照度差值状况,结合秋刀鱼舷提网作业方式,半侧船舷LED集鱼灯配置总功率设置为130k W,间距在1.4m,倾角在65°时照度效果最好。
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