随着全球经济发展和人口增加,人们对水产品的需求也越来越大。在这一趋势下,中国水产养殖业迅速发展,养殖规模不断提升,工厂化循环水养殖因其高度集约化、养殖环境及废水排放可控性等优点,得到越来越多的应用。循环水养殖带来高产量的同时,养殖废水也破坏水域环境,不利于可持续发展。海水养殖过程中产生的污染物主要有外源污染与内源污染两种来源。外源污染包括对系统的施肥、投饵、投加防病药剂等。内源污染包括生物残骸、养殖动物的排泄物以及附着在底泥的污染物等。水产养殖过程中,饲料成本一般要占总成本的50⁸0%。养殖过程中,若对养殖生物的投喂不足量,会导致鱼体消瘦、生长缓慢;若投喂过量,则造成饵料的浪费,污染养殖环境。通过监测养殖生物对饵料的摄食,在满足养殖生物生长的同时有效减少饵料浪费,不仅能节约养殖成本,降低饲料系数,而且还能避免因投喂过量产生过多残饵,而对养殖水环境造成污染。近年来,自动投饵机因为投饵精确、均匀,降低人工成本等优点,在水产养殖,尤其是工厂化循环水养殖中得到广泛应用;然而,自动投饵机只能提前设定投饵量,而养殖生物的摄食量会因天气、水温、水质、养殖生物本身状态等因素的影响发生变化,若不能及时调整饵料投喂量,容易饵料的浪费与养殖水质的恶化,因此,亟需研发一种可应用于水产养殖过程中,及时监测投喂过程中残饵剩余量并反馈给自动投饵机,适时调整饵料投喂量的设备。在水下传输中,超声波具有灵敏度高,方向性好,能量大,穿透力强等优点,因此广泛应用于水下通讯中。本研究将超声波传感器（由发射端、换能器、接收端组成）放在养殖池外固液分离器的进水口,固定在水面位置,浸没于水中,通过探测养殖池排放水中残饵的数量,来判断投喂是否过量,利用绳系法分别对单颗饵料以及多颗饵料的目标强度（TS）进行了测量。超得出的主要结论如下:（1）在0V¹0V之间改变发射电压来测试系统的线性区域,发现传感器随电压响应符合线性关系;（2）经过实验确定发射源电压为6V、触发间隔为300ms。每个周期发射30个正弦脉冲;（3）接收处小钢球在水中的反射声压满足:用目标强度已知的小钢球标定其中的系数;E²=P₀²Me²G²（1/R⁴）10^-αR·TS·D²（θ）（4）通过实验分别测量单颗饵料、多颗饵料的目标强度值,实验过程中分别采用了直径11mm和9mm的两种饵料,分别测量了饵料反射回波的峰峰电压幅度值max,以及从最大值衰减3d B区间内的的mean值。得出以下结论:测量单颗饵料的目标强度的实验中,结果显示单颗饵料无明显的反射回波,反射回波太小难以测得,也就难以计算出单颗饵料的目标强度。进行多颗饵料进行实验,用多颗饵料的体积散射强度除以颗粒数得到单颗饵料的目标强度。结果显示:11号（直径11mm）饵料单颗目标强度TS（target strength）的max值为-6.979d B、mean值为-5.313d B,9号（直径9mm）饵料单颗TS的max值为-3.642d B、mean值为-2.666d B。将max的平方和mean的平方与颗粒数关系的曲线拟合出来,发现基本符合一次函数线性关系。对于11mm的饵料,x11代表颗粒数,y₁代表max的平方,y₂代表mean的平方,得到表达式max:y₁=21.312x11-31.036和mean:y₂=16.857x11-25.301。对于9mm的饵料x9代表9号饵料颗粒数,y₃代表max的平方,y₄代表mean的平方,得到表达式max:y₃=5.9964x9+5.6346和mean:y₄=4.3854x9+4.2436和mean:y₄=4.3854x9+4.2436。在相同颗粒数的情况下,直径为11mm的饵料反射电压幅度值比直径为9mm大,表明在其他条件等同的情况下,被测物体体积越大,目标强度越大。比较y₁和y₃中的斜率,分别为21.312和5.9964,可以得出11号饵料峰峰值电压随颗粒数增加的速度比9号饵料快。比较y₂和y₄的斜率,两者分别为16.857和4.2854,可以得出11号饵料最大值衰减3d B部分电压平均值mean随颗粒数增加的速度比9号饵料快。本论文致力于通过测定残饵目标强度来表征养殖水体中残饵的含量,并通过实验确定了探测系统的相关参数,测量出来饵料的目标强度,为利用超声波技术测定养殖水体中颗粒物含量提供了理论基础,为工厂化循环水养殖过程中的精确投喂,优化养殖水体环境,减少污染物的排放提供了技术支撑。