Сенсорная рыба

редактировать
Sensor Fish - 02.TIF

A Сенсорная рыба - это небольшое пластиковое трубчатое устройство, содержащее сенсоры. Он предназначен для записи информации, такой как физические нагрузки, которые испытывает рыба при перемещении течения от турбин плотины.

Содержание
  • 1 Описание
    • 1.1 Конструкция
    • 1.2 Технические характеристики
  • 2 Цель
  • 3 Процесс сбора данных
  • 4 Более ранняя версия
  • 5 Будущий дизайн
  • 6 Коммерческое производство
  • 7 Ссылки
  • 8 Внешние ссылки
Описание
Технический чертеж последней версии th e Sensor Fish.jpg

Создано Министерством энергетики США <14 Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL), трубчатое устройство имеет длину 9 см (3,5 дюйма), диаметр 2,5 см (1 дюйм) и вес 42 грамма (1,5 унции). Он примерно такого же размера, как молодь лосося. Сенсорная рыба имеет нейтральную плавучесть, что позволяет ей оставаться под водой. Внутри находятся датчики и литий-ионный аккумулятор. Выполняя 2048 измерений каждую секунду, он может записывать пять минут турбулентности, давления и ускорения, сохраняя данные во флеш-памяти . Он регистрирует максимальное внешнее давление 1,2 МПа (174 фунта на квадратный дюйм), ускорение до 200 gs, температуру в диапазоне от -40 до 127 ° C (-40 и +260 градусов F), и скорость вращения до 2000 градусов в секунду.

Конструкция

Переработанная модель с использованием PVC pipe.png

Рыба-сенсор создается вручную в Лаборатории биоакустики и потока в PNNL. Он получает финансирование от Исследовательского института электроэнергетики и Управления энергоэффективности и возобновляемых источников энергии.

Министерства энергетики США. Технические характеристики

Ниже приведены спецификации, указанные в Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория:

  • Питание: литий-ионная аккумуляторная батарея 3,7 В
  • Длина: ~ 90 мм
  • Диаметр: ~ 25 мм
  • Масса: ~ 42,1 g
  • Стоимость: 1200 долларов за штуку
  • Гироскоп: Модель ITG-3200, InvenSense Inc.
  • Ориентация: Модуль eCompass модели LSM303DLHC производства STMicroelectronics, Женева, Швейцария
  • Использование: турбина Каплана ; турбина Фрэнсиса ; малые гидроэнергетические сооружения; гидроаккумулирующие сооружения
  • Память: ~ 5 минут данных с флэш-памятью
  • Скорость: 2048 измерений в секунду
  • Давление: Модель MS5412-BM, Measurement Specialties, Inc., изготовленный в Хэмптоне, Вирджиния, способный выдерживать давление 174 фунтов на квадратный дюйм
  • Ускорение: акселерометр модели ADXL377, Analog Devices, Inc.
  • Скорость вращения: 2000 градусов в секунду
  • Температурный диапазон: от -40 до +125 градусов Цельсия с использованием модели TC1046 от Microchip Technology Inc.
  • Плавучесть: нейтральная
  • Другие особенности:
  • Имеется устройство, которое освобождает два небольших груза. после определенного периода времени, вызывая появление устройства на поверхности для извлечения.
  • Четыре светодиода для извлечения и диагностики, которые мигают оранжевым, желтым и зеленым
Цель
A Турбина Каплана

Данные, полученные с помощью сенсорной рыбы, используются для создания новых конструкций турбин плотины. Стареющие плотины требуют переоборудования и модернизации, и при этом следует учитывать влияние на рыбу.

Сенсорная рыба была изначально разработана для изучения воздействия наиболее распространенного типа турбины в бассейне реки Колумбия - турбины Каплана. Большинство испытаний проводились на плотине Ледяной гавани, сооружении высотой 100 футов. Внутри турбины этой плотины изменения давления такие же, как при мгновенном перемещении с уровня моря на пик горы Эверест.

В 2015 году Сенсорная рыба оценит плотину в реке Меконг в Юго-Восточной Азии, ирригационные сооружения в Австралии, обычную плотину, а также три небольшие гидроустановки в Соединенных Штатах.

Процесс сбора данных
Процесс сбора данных.png

Датчик рыбы помещается в резервуар для выпуска рыбы наверху плотины. Там он начинает записывать данные, проходя вниз через выпускную трубу ступицы. Затем он входит в турбину и проходит через нее. Оттуда он сбрасывается в хвостовую часть и поднимается на лодке.

Затем устройство помещается в док-станцию, где оно начинает заряжать аккумулятор и ожидает передачи собранных данных. В док-станции используется модуль преобразователя транзисторно-транзисторной логики в универсальную последовательную шину (TTL-to-USB). Он используется для отправки данных на портативный компьютер с помощью программного обеспечения, разработанного PNNL. Если для последовательного порта установлено значение 921,6 кбит / с, 8 бит данных, 1 стартовый бит, 1 стоповый бит и отсутствие контроля четности, передача может выполняться. Программное обеспечение также может преобразовывать необработанный файл двоичных данных в данные электронной таблицы CSV (через запятую). Это позволяет ученым наносить данные на график.

Более ранняя версия
Sensor fish - 01.tif

Первая версия была разработана в конце 1990-х годов и называлась «Flubber Fish». Он был создан, чтобы увеличить выживаемость лосося во время их путешествия через плотины бассейна реки Колумбия. Он был прозрачным, с резиновым покрытием и выглядел как рыба.

Дизайн будущего

На модели второго поколения можно будет разместить другие гидротехнические конструкции и турбины. Он имеет улучшенные датчики для определения давления, улучшенные акселерометры и лучшие гироскопы, которые определяют скорость вращения. Внутри устройства находится радиопередатчик. Также есть устройство, которое выпускает два груза через определенный промежуток времени. Это позволяет сенсорной рыбе выходить на поверхность для извлечения.

Коммерческое производство

В январе 2019 года Advanced Telemetry Systems, Inc., Исанти, Миннесота, начала производство и продажу Sensor Fish для коммерческого использования по лицензии от ПННЛ. В то время был официально опубликован пресс-релиз от PNNL, объявляющий о лицензионном соглашении между двумя сторонами. Поставки клиентам начались в апреле 2019 года. Компания Fisheries and Oceans Canada станет первым покупателем, получившим коммерческую версию Sensor Fish (модель ATS ARC800). Устройство продается по цене около 3000 долларов.

Ссылки
Внешние ссылки
Викискладе есть средства массовой информации, связанные с Рыба-датчик.
Последняя правка сделана 2021-06-07 10:24:01
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте