JPH07500002A - 可聴下／電気的魚類フェンス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 可聴下／電気的魚類フェンス 本発明は、主として、２つのこの種信号か同期的に変調される電界と関連した低 周波の機械的（可聴下（ｉｎｆｒａ　ａｃｏｕｓｔｉｃ））振動の海中使用に基 づく、非物質的型式の魚類フェンスに関する。電界と組み合わされた可聴下フィ ールドは、魚の中に懸念される反応を生成し、魚も、電界によって引き起こされ る痛みを感じる。

通常、魚類フェンスは物質であり、即ち、しばしば、網が成る一定の寸法を超え た魚にとって障害物となるものとして使用される。

しかしなから、成る種の場合、こういった物質的フェンスは、例えば、フェンス を通過させようとする魚の寸法を変えるためにメツシュを変更することか困難で あることによっては勿論のこと、他の海中往来の障害物となることによって、ま た、フェンスかからまってしまうことによって、問題を構成する。従って、異な る型式のフェンス、例えば、フェンスに突っ込みかけている魚を元に戻すように 、刺激したり、びっくりさせたりまた痛みを引き起こす型式の、　「非物理的」 フェンスとも呼ばれている、非物質的［エネルギー・フェンス」が必要とされる 。

これまで、組み合わせてはいないか、音響及び電気的フェンスの双方の異なる形 態を使用した実験が行われてきた。音響を使用した大部分の実験において、実際 の音圧を使用して、魚をびっくりさせたり、または仮想）くリアの後方即ち内側 に魚を停まらせるという意味で、音圧が使用されてきた。

水中に音圧を発生させるこれらの実験は全て、耳石及び／又は色票を介して魚に 聴こえる、魚の可聴範囲（即ち、５０出ないし約２０００Ｈｚの範囲）内におし ）て行われてきたが、魚が音響に対して使用されるという簡単な理由で、これら の方法は極めて効果的てはないことか証明された。

また、幾つかの実験か、水中に電界を確立するというねらいで以って、電気的フ ェンスを使用して、行われてきた。交番電界の異なる周波数及びノくルス輻で以 って、実験か行われ、一般に、極端に変った結果か得られたと言うことかできる 。

最良の結果は、極めて短いパルス幅及び５０１（ｚの周波数を使用するときに、 得られた。この場合、約８０％のバリア効率か達成されたが、それにも拘らず、 小さい魚は、むしろ容易にフェンスを泳ぎ抜けることかでき、また大きな魚は殺 された。これらの問題の理由は、魚は電界かとの方向から来るのかを指示する器 官を何ら存しておらず、この結果、魚は、電界の中に入ると直ちに痛みを感する か、その理由を検知することができないということによる。通常、魚はフィール ドの中へと泳ぎ続け、そこにおいて、その物理的寸法に応じて、殺されるかまた はうまくくぐり抜は得る（時には、傷つけられる）。

ここで、可聴下微粒子移動（水中微粒子の加速及び速度の双方か重要）に晒され ている魚は、側線器官の使用によって、殆んとＩＨｚの周波数までの移動を検知 することかできる（実験は、３ｈまで行われた）ことを、新しい研究は示してい る。微粒子移動（微粒子加速）の検知の他に、魚は、その方向も検知することか できる。

魚は捕食者警告のようなセンサ・システムを有し、実験は、可聴下加速に晒され ている魚が恐怖に関する自然の反応をする（２０市以下）ことを示している。

ダイポール型加速パターンを有する可聴下フェンスに対する実験は比較的良好な 結果をもたらすことかできるか、それにも拘らず、結果は、環境、即ち、ストレ ス・レベル（トラフィック）、食料／光線の状態及び恐怖のしきい値（環境にお ける可能な捕食者によって引き起こされる）のような因子に依存し過ぎる。

米国特許第２，１４６，１０５から、電気的ダイポール・フィールドを生成する 電極は、予め既知であるか、魚に恐怖や方向情報を与える音響型の刺激は何ら示 されていない。

しかしながら、米国特許第２，７０９，９８４から、組合せシステムが知られて いるが、この組合せは、光線信号、及び水中に吊るされた複数の電極からの魚へ の電気的影響に関連している。魚は、不快な影響を避けるのにどの方向に泳いで いったらよいかを実現するために、検知される電気的ショックの他に、「方向」 指示器を必要としていることが、前記米国特許第２，７０９，９８４に正確に述 べられている。しかしなから、この種方向指示を考廖する光と音響の間には重要 な差異か存し、光は積極的刺激であるので、魚は、所望の効果を達成するのに、 訓練に依存する（即ち、魚は、光のフラッシュと同時の電気的ショックとを対照 しなければならない）。

しかしなから、何らの従来の学習プロセスを経ることなく、魚に対する即時応答 を得ることかできれば、はるかに育苗となろう。

本発明は、魚か近付くのを止めるために、水中に非物質的バリアを発生させるこ とに関する問題に対して、有効な解法を達成しようとするものであり、ここで、 音圧及び電界の強さは非常に重要なものではなく、逆に、可聴下フィールドと同 期して変調される極めて短く激しい電界と関連する可聴下微粒子加速か重要であ る。魚は、既に初めから、電界から遠ざかって泳ごうとしているので、何らの学 習問題もない。

即ち、魚か可聴下加速ベクトル・フィールドに入るとき、魚は恐怖の反応を示す と同時に、電界の結果として、体中間の電圧によって、痛みを感するように忠わ れる。

魚は、音響フィールド（電界と並列に配列される。後の詳細を参照のこと）を、 その方向と共に検知することかできるので、電気によってもたらされる痛みは、 音響フィールド及び該フィールドの方向の源に関連するものとして、知覚され、 魚は、痛みの原因である位置として考えたものから離隔して戻って泳ぐ。

この発明は、付加的な刺激と組み合わされた低周波の機械的振動の水中使用に基 づく魚類をフェンスによって実施され、特に、規則的な列をなして位置するフロ ートの下方、即ち水面下にて、垂直柱の中に吊るされた、機械的振動用の複数の 電磁式低周波変換器によって、特徴付けられ、この際、該変換器配置は、グリッ ドと、対応する複数の対の並列接続式電気的導体とによって構成され、対をなす 各導体は、垂直方向の変換器の縦列の各それぞれの側部に近接しかつこれに沿っ て位置しており、前記刺激は更に、添付の請求項１に述べているように、変換器 からの機械的振動と同期して変調される、前記導体からの電界である。変換器は 、音響フィールドを確立し、また変換器の各側部の電極は、電界を確立する。

この発明の更に特定の実施例は、関連の従属フレイムから明らかとなろう。

各縦列の変換器は（電極と一緒に）、相互に同相であって、列の最も隣接する柱 とは逆相に発振すべく配置されている（柱中の変換器は、次の最も隣接する柱と は逆相に発振するという代替案を使用することもてきる。後の記載を参照。）。

このようにして、音響フィールドは、変換器縦列間の水中における単一のダイポ ール構成の列として、電界と共に発生される。

本発明の好ましい実施例において、変換器は、駆動電圧発生器に接続され、該１ 　駆動電圧発生器の時間的作用は、フーリエ級数によって表わされて、変換器縦 列間の領域に最大水中微粒子加速をもたらすようになっている。

発生器がパルスを発生すると同時に、該発生器は、高電圧発生器に対して同期信 号を発生して、音響パルスに比してはるかに短い持続時間を有するパワフルな電 気パルスを引き出す。

このことは、音響及び電気パルス力洞期して変調されることを意味する。双方の 型式のパルスに対する基本的周波数は、可聴下レベル、即ち２０市以下である。

電気パルスの電圧ルベル及び幅は、魚の類型、魚の寸法及び水中の導電率に依存 する（以下を参照）。

音響発生器は、 ｌ）　問題の基本周波数を育する正弦波をもたらすことによって、１１）　基本 としての正弦波を有する多数の奇数次の高調波曲線、例えば、１次、３次、５次 及び７次の高調波をもたらすことによって、かつ１１１）特性時間作用を有する 周期的駆動電圧曲線を生成するため、変換器の物理的パラメータの情報から選択 されるスケーリング係数を育する正弦波に奇数次高調波を加えることによって、 変換器用の駆動電圧を発生するのに応用され得ることか好ましい。

各変換器に印加される駆動電圧の特性時間作用は、水中の動圧用の略矩形状の時 間関数に帰着し、こうして、最高の可能微粒子速度に帰着する。

発生器は、印加駆動電圧と共に、同一の印加駆動電圧位相を、列をなす他の全て の円柱にそれぞれ引き渡すのに、装備することか好ましい。

同期化は、音響パルスの最高レベル（その先端）に位置する単一の矩形パルスの 助力を得て生じ、矩形パルスは同時に、電気パルスをトリガーする。

−例として、グリッドは、１次元または２次元であることかでき、１次元グリッ ドは各柱に１つのみの変換器を有する柱を備え、２次元の場合は各柱に２つ以上 の変換器を育する柱を備えている。

魚類フェンスの特別な実施例において、変換器のみを有して、電極を存すことの ない規則正しい付加的柱列を使用することかできる。即ち、この付加的列は、自 身のダイポール・フィールドを生成する単なる可聴下列である。

好ましくは、第１列目及び付加的列の変換器縦列は、上方から見て、２つの平行 線に、かつ、列の各柱か、全て上方から見て、他の列の隣接する柱か、三角形の ベースラインの端点を構成する正三角形の頂点に位置するようにして、配列され ている。

（魚を締め出すべき前面からの）主要列及び付加的列に対する理由は、フェンス に近付き過ぎた魚を検出する（音響測深機またはソナー型式の）水中音波検出器 を、同時に使用することかできることにある。

通常、音響部分だけかオンに切り換えられる。即ち、システムの電気的部分がイ ンアクティブな状態で、変換器のみか動作している。魚か最初の列に近づいてこ れに侵入するとき、同時に魚は検知され、後方の主要列の電気的部分か付勢され る。魚が列ｌ、即ち付加的列に侵入するとき、泳ぐ速度は低減され、魚は恐怖の サインを示すこととなる。魚か列２、即ち主要列に侵入するとき、魚はまた、電 気的パルスからの痛みを経験することとなる。

列２の信号レベルは、列１におけるよりも３ｄＢ高いこと、即ち２倍であること か好ましい。

「空き」領域を使用することによって、２つの列は、音響的に分離され維持する ことかでき、この結果、小さな拡かりに対するだけの一方か、他方に影響を及ぼ す。

この発明の更に詳細な説明は、添付した図面を参照して、説明的で非限定的な例 によって与えられる。

第１図は、側面及び上方からそれぞれ見える、変換器及び電極を有するフェンス ・グリッドを示し、音響フィールド及び電界の指示もまた示されている。

第２図は、音響変換器のみからなる付加的列と共に、上方から見えるフェンス・ グリッドを示している。

第３図は、電磁式低周波変換器の例の断面を示している。

第４図は、魚か組み合わされた音響フィールド及び電界（ＡＥフィールド）に侵 入するときに何か生ずるかを示している。

第５図は、各第２のパルスを存するオーバーラツプするＡＥフィールドを示して いる。

第６図は、音響的及び電気的パルスに対する曲線形状を示している。

第１図の部分図Ａは、本発明による魚類フェンスの例を示している。この例にお いて、４つの垂直柱か示されており、おのおのが、図示されていない発生器及び 分配ユニットからの信号を受信すべく応用された３つの電磁式低周波変換器ｌを 有している。

また、その図は、部分図へにおいて、電流電極２と、電流電極用接続ボックス３ と、フロート４と、底部５への固定とを示している。

同図の部分ｍ８において、変換器間及び電極間には、ダイポール状のベクトル・ フィールドか示されており、ここで、暗矢印７は加速ベクトルを示し、また明矢 印８は、音響ベクトルと主して並行である電界ベクトルを示している。各変換器 の周囲には、１つの一定の方向で最大となる圧力リングか現われる。ダイポール ・フィールドは比較的狭く、例えば、各柱間の距離か２ｍで、ダイポール・フィ ールドは、恐らくは、各側に４〜５ｍ拡がり、一方、非常に激しいフィールドが 柱間に生じる。

第２図は、主要列の前に付加的列を有する魚類フェンスを示しており、ここで、 付加的列は音響列のみてあり、主要列は音響／電気的列である。双方の列の前に は、ソナー型であるかまたは音響測深機からなる水中音波検出器がある。

最終的に、魚は付加的列の前のゾーンに侵入し、付加的列で検知され、従って、 主要列中の電界が活性化される。

電界かいっても活性化されない理由は、消費電力を低減できることと、哺乳動物 及び人間がフィールド領域に侵入し得る危険性を低減することが望ましいことに よる。

１３図は、鼓動すると共に変換器の底部を構成する皮膜１１を有する適切な変換 器の可能な構成を示している。第１図及び第２図かられかるように、これは、暗 矢印で示すように、柱間に強力な微粒子速度フィールドを形成する。また、変換 器は、ケーブル及びサスペンション用のＪ部取付は式固定手段１４と、電子回路 （増幅器）１３と、変換器内の空気１５が水中と同し圧力を有するようにする圧 力補償式ハウジングとを存している。電磁式モータ１２は、ピストン／皮膜ｌｌ を駆動する。

第４図は、魚２４が並行な音響的／電気的フィールドに侵入するとき何か生しる かを示す絵である。フィールドは、変換器ｌ及び電極２（対応する要素は右側に 見い出すことができるか、参照番号は付されていない）から生成され、これらの 要素はＡＥフィールド２５を確立する。このとき、魚は、その側線器官で、フィ ールド２５の音響部分の方向を検知し、同時に、痛みを感すると共に、魚を差し 渡る電圧降下２４（ΔＶ）及び魚を貫く電気力線のために、筋肉縮みを覚える。

魚２３か大きければ大きい程、魚の電圧降下２４は大きくなる。このことは、電 圧、周波数及びパルス幅を、魚の寸法に合わせて調整する必要かあることを示し ている。

また、これらのパラメータを変えることによって、一定寸法以上の魚に対して有 効となるように、フェンスを調整することができる。

更に、魚か変換器間のセンターラインに近付くにつれて、強度が増加する。変換 器の周囲には、圧力サークル６か形成される。

第５図は、オーバーラツプしたフィールドを使用することによって、即ち、池の 全ての変換器は対で動作し、各これらの対は他の全てのパルスを生成する状態で 、比較的均一なＡＥフィールドかとのようにして確立されるかを極めて簡単に示 している。このことは、変換器柱Ａ及びＣは逆相で協動し、この後、変換器柱各 対に対して、理想的周波数は５〜７＆であり、このとき、２対からの総合周波数 は１０〜１４＆である。

第６図は、主要列及び付加的列の音響的及び電気パルスのための時間関数を示し ている。これらのパルスの周波数及び幅か示されているが、それらのレベルは示 されていない。

Ｆｉｇ、ｌ。

Ｆｉｇ、６ 手続補正書（自発） 明細書、請求の範囲及び要約書目訳文の浄書（内容に変更なし）国際調査報告 国際調査報告 フロントページの続き （８１）指定回　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＳＥ）、０Ａ（ＢＦ 、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、ＣＩ、ＣＭ、ＧＡ、ＧＮ、ＭＬ、ＭＲ，ＳＮ、ＴＤ、ＴＧ ）、ＡＴ、　ＡＵ、　ＢＢ、　ＢＧ、　ＢＲ，ＣＡ、　ＣＨ，Ｃ３，ＤＥ。

ＤＫ、　ＥＳ、　ＦＩ、　ＧＢ、　ＨＵ、ＪＰ、　ＫＰ、　ＫＲ，ＬＫ、ＬＵ、 ＭＧ、ＭＮ、ＭＷ、ＮＬ、Ｎｏ、ＰＬ、ＲＯ、ＲＵ、ＳＤ、　ＳＥ、　ＵＳ

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. １．重なる刺激との組み合わされた低周波の機械的振動に基づいて、水中で使用 されるべき魚類フェンスにおいて、規則的な列をなして位置するフロートの下方 、即ち水面下にて、垂直柱の中に吊るされた、機械的振動用の複数の電磁式低周 波変換器であって、この変換機配置がグリッドを構成してなる前記複数の電磁式 低周波変換器と、対応する複数対の並列接続式電気的導体であって、対をなす各 導体が垂直変換器柱の各それぞれの側部に近接しかつこれに沿って位置し、前記 更なる刺激が、前記変換器からの前記機械的振動と同期して変調される、前記導 体からの電界である前記電気的導体と、によって特徴づけられる前記魚類フェン ス。
2. ２．請求項１記載の魚類フェンスにおいて、縦列をなす前記変換器が、相互に同 相であると共に、列の最も隣接する柱の変換器と逆相で発振すべく配置されるこ とによって、前記変換器柱の間の水中に、単一ダイボール配置の列として振動フ ィールドを引き起こすことを特徴とする前記魚類フェンス。
3. ３．請求項１または２記載の魚類フェンスにおいて、各変換器が、前記変換器の 振動用皮膜の下方動作移動のために吊るされていることを特徴とする前記魚類フ ェンス。
4. ４．前記請求項のうちの１つに記載の魚類フェンスにおいて、前記変換器は、駆 動電圧用の発生器に接続され、該発生器の時間的作用はフーリエ分析によって表 わされて、前記変換器柱間の領域に、最大化水中微粒子速度を与えてなることを 特徴とする前記魚類フェンス。
5. ５．請求項４記載の魚類フェンスにおいて、前記発生器は、Ｉ）問題の基本周波 数を有する正弦波曲線をもたらすことによって、ＩＩ）基本としての基本正弦波 曲線を有する多数の奇数次の高調波曲線、例えば、１次、３次、５次及び７次の 高調波曲線をもたらすことによって、かつ、ＩＩＩ）特性時間作用であって、各 変換器への印加駆動電圧の該特性時間作用が前記変換器皮膜外部の水中に動圧用 の略矩形波の時間関数を引き起こすことにより、水中に最大微粒子加速及び最大 の可能微粒子速度をもたらしてなるものを有する周期的駆動電圧曲線を生成する ため、前記変換器の物理的パラメータの情報から選択されるスケーリング係数を 有する前記正弦波曲線に、これらの奇数次の高調波を加えることによって、 前記変換器用の駆動電圧を発生するのに応用されることを特徴とする前記魚類フ ェンス。
6. ６．請求項５記載の魚類フェンスにおいて、前記発生器は、前記印加駆動電圧及 び逆相の同一の印加駆動電圧を、列をなす他の全ての柱にそれぞれ引き渡すよう に適合していることを特徴とする前記魚類フェンス。
7. ７．前記請求項のうちの１つに記載の魚類フェンスにおいて、前記グリッドは１ 次元または２次元をなし、該１次元の場合、おのおのに１つのみの変換器を有す る柱を含み、また、該２次元の場合、各柱に２つ以上の変換器を有する柱を含ん でなることを特徴とする前記魚類フェンス。
8. ８．前記請求項のうち１つに記載の魚類フェンスにおいて、関連する電極対を有 しない変換器柱の規則正しい付加的列であって、前記変換器が対応する方法で同 一の発生器から駆動され、前記付加的列は、自身の振動ダイボール・フィールド をもたらす他に、最初の列と協動することによって更なるダイボール・フィール ドを２つの列の間の領域に発生すべく適合され、前記２つの列は共に３次元グリ ッドを形成してなるものによって特徴づけられる前記魚類フェンス。
9. ９．請求項８記載の魚類フェンスにおいて、第１列及び付加的列における前記変 換器柱は、上方から見て２つの並行線に、かつ、１つの列の各柱が、他の列の隣 接する柱が全て上方から見て三角形のベース・ラインの端点を構成する正三角形 の頂点に位置するようにして、配列されていることを特徴とする前記魚類フェン ス。
10. １０．前記請求項のうちの１つに記載の魚類フェンスにおいて、前記電気的導体 は、同期的動作の際の前記電界及び前記機械的速度ベクトル・フィールドが、前 記柱／電極から離れた水中の任意の点において、かつ、それらの間の領域におい て、実質的に同一の方向を有するようにして、位置すると共に、このようにして 配置された電圧源を有することを特徴とする前記魚類フェンス。
11. １１．請求項１０記載の魚類フェンスにおいて、前記電界は、前記変換器／導体 柱の間の水中の単一ダイボール配置の列によって構成されてなることを特徴とす る前記魚類フェンス。
12. １２．前記請求項のうちの１つに記載の魚類フェンスにおいて、前記電界は、到 来する魚を直ちに検出するときの応答として、個別に切り換え可能、即ち、機械 的振動とは独立していることを特徴とする前記魚類フェンス。
13. １３．前記請求項のうちの１つに記載の魚類フェンスにおいて、前記電界は、前 記変換器からの各周期的な機械的パルスの前縁にて、短いタイムスパンでアクテ ィブであり、典型的なパルス幅は、１０〜３Ｈｚの周波数で２５〜７５ｍＳであ り、前記タイムスパンは、一般に、１５０〜５００μＳであることを特徴とする 前記魚類フェンス。