способ формирования ультразвукового поля отпугивания грызунов и устройство для его осуществления
Классы МПК: | A01M29/02 со средствами, издающими звуковые сигналы G10K11/02 механические акустические импедансы, согласование (выравнивание) импеданса, например с помощью горнов; акустические резонаторы |
Автор(ы): | Караульник М.Е., Беспалов В.К., Петров А.В. |
Патентообладатель(и): | Караульник Михаил Ефимович |
Приоритеты: |
подача заявки:
1998-01-14 публикация патента:
10.07.1999 |
Изобретение используется для защиты объектов от вредного воздействия грызунов отпугивающим эффектом ультразвукового (УЗВ) акустического поля, а также в исследованиях поведения животных, птиц и насекомых. Технической задачей изобретения является повышение эффективности способа и устройства формирования УЗВ акустического поля отпугивания грызунов. В способе отпугивания частота электрического сигнала изменяется в диапазоне частот от 20 до 70 кГц непрерывно, плавно и со скоростью, соизмеримой с постоянной времени пьезоэлектрического излучателя. Кроме того, осуществляется оптимизация мощности излучения УЗВ акустического поля механической регулировкой размеров корпуса опорной конструкции и пространственного взаимоположения конструктивных элементов корпуса. В устройстве к генератору подключен источник плавно изменяющегося постоянного напряжения, модулирующего частоту генератора в диапазоне частот 45+25 кГц со скоростью, соизмеримой с постоянной времени пьезоэлектрического излучателя. Корпус выполнен в виде параллелепипеда из двух П-образных металлических элементов, механически соединенных между собой с возможностью регулирования взаимоположения и линейных размеров упомянутых элементов. В результате достигнуто повышение уровня УЗВ акустического давления на 10 дБ без повышения уровня энергии, потребляемой от источника питания (за счет усовершенствования схемотехники) и увеличение площади воздействия на грызунов в 1,5-2 раза за счет улучшения схемотехники и на 25-30% за счет введения возможности корректирования геометрических размеров и взаиморасположения элементов конструкции. 2 с.п.ф-лы, 5 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5
Формула изобретения
1. Способ формирования ультразвукового поля отпугивания грызунов, включающий периодическую генерацию электрического сигнала при изменении его частоты в каждом периоде, усиление мощности и преобразование его в ультразвуковом поле, отличающийся тем, что сигнал генерируют в диапазоне 20-70 кГц с периодом повторения 20-40 мс при периоде изменения частоты сигнала, соизмеримом с постоянной времени преобразования электрического сигнала пьезоэлектрическим излучателем в ультразвуковое акустическое поле, а оптимизацию мощности излучения осуществляют механической регулировкой линейных размеров корпуса опорной конструкции и пространственного взаимоположения конструктивных элементов корпуса. 2. Устройство формирования ультразвукового поля отпугивания грызунов, включающее модулятор частоты, перестраиваемый генератор электрического сигнала, усилитель мощности и пьезоэлектрический излучатель, отличающееся тем, что перестраиваемый генератор электрического сигнала имеет частоту колебаний от 20 до 70 кГц и к нему подключен модулятор, изменяющий частоту генератора с периодом повторения 20-40 мс и скоростью, соизмеримой с постоянной времени пьезоэлектрического излучателя, а корпус выполнен в виде прямоугольного параллелепипеда из двух П-образных металлических элементов, механически соединенных между собой с возможностью регулирования взаимоположения и линейных размеров упомянутых элементов.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области защиты объектов от вредного воздействия грызунов отпугивающим эффектом ультразвукового (УЗВ) поля, а также к области исследований поведения животных, птиц и насекомых. Известен способ формирования УЗВ поля отпугивания грызунов, включающий периодическую генерацию электрического сигнала при изменении его частоты в каждом периоде, усиление мощности сигнала и преобразование его в УЗВ акустическое поле (заявка ФРГ N 3438889, кл. A 01 M 29/02, 1986). Из этого же источника информации также известно устройство формирования УЗВ поля отпугивания грызунов, включающее модулятор частоты, перестраиваемый генератор электрического сигнала, усилитель мощности и пьезоэлектрический излучатель. Данные способ и устройство являются наиболее близкими техническими решениями к заявленным способу и устройству. Недостатком как известного способа, так и известного устройства является их низкая эффективность, что выражается в существенном недоиспользовании возможностей применяемого ультразвукового излучателя, согласования (оптимизации) энергии излучения с резонансными свойствами конструкции, а следовательно, и энергии, потребляемой в целом. Технической задачей данного изобретения является повышение эффективности способа формирования УЗВ поля отпугивания грызунов. Относительно способа данная задача решается тем, что сигнал генерирует в диапазоне 20 - 70 кГц с периодом повторения 20 - 40 мс при скорости изменения частоты сигнала, соизмеримой с постоянной времени преобразования электрического сигнала пьезоэлектрическим излучателем в УЗВ акустическое поле, а оптимизацию мощности излучения осуществляют механической регулировкой линейных размеров корпуса опорной конструкции и пространственного взаиморасположения элементов корпуса устройства. Относительно устройства данная задача решается тем, что перестраиваемый генератор электрического сигнала имеет частоту колебаний от 20 до 70 кГц и к нему подключен модулятор частоты, изменяющий частоту генератора с периодом повторения 20 - 40 мс и скоростью, соизмеримой с постоянной времени пьезоэлектрического излучателя, а корпус выполнен в виде параллелепипеда из двух П-образных металлических конструкций, механически соединенных между собой с возможностью регулирования взаимоположения и линейных размеров упомянутых конструкций. На фиг. 1 представлена последовательность операций по реализации заявленного способа, на фиг. 2 - блок-схема заявленного устройства, на фиг. 3 - конструкция заявленного устройства. Существо способа состоит в следующем /см. фиг. 1/ : 1 - генерируют электрический сигнал частоты 45![способ формирования ультразвукового поля отпугивания грызунов и устройство для его осуществления, патент № 2132612](/images/patents/339/2132010/177.gif)
![способ формирования ультразвукового поля отпугивания грызунов и устройство для его осуществления, патент № 2132612](/images/patents/339/2132010/177.gif)
U1 - Импульсы с амплитудой 5В
![способ формирования ультразвукового поля отпугивания грызунов и устройство для его осуществления, патент № 2132612](/images/patents/339/2132010/177.gif)
U2 - Плавно изменяющееся постоянное напряжение от 3,7 до 5,1В с периодом повторения 20 - 40 мс
U3 - Импульсы с амплитудой 35
![способ формирования ультразвукового поля отпугивания грызунов и устройство для его осуществления, патент № 2132612](/images/patents/339/2132010/177.gif)
![способ формирования ультразвукового поля отпугивания грызунов и устройство для его осуществления, патент № 2132612](/images/patents/339/2132010/177.gif)
![способ формирования ультразвукового поля отпугивания грызунов и устройство для его осуществления, патент № 2132612](/images/patents/339/2132612/2132612-2t.gif)
где V0 - начальная скорость, A - постоянная величина. Эта задача приводится к интегрированию уравнения
![способ формирования ультразвукового поля отпугивания грызунов и устройство для его осуществления, патент № 2132612](/images/patents/339/2132612/2132612-3t.gif)
при условиях
![способ формирования ультразвукового поля отпугивания грызунов и устройство для его осуществления, патент № 2132612](/images/patents/339/2132612/2132612-4t.gif)
![способ формирования ультразвукового поля отпугивания грызунов и устройство для его осуществления, патент № 2132612](/images/patents/339/2132612/2132612-5t.gif)
при t= 0 равна нулю везде, за исключением остаточно малой окрестности точки
![способ формирования ультразвукового поля отпугивания грызунов и устройство для его осуществления, патент № 2132612](/images/patents/339/2132612/2132612-6t.gif)
В результате получает
![способ формирования ультразвукового поля отпугивания грызунов и устройство для его осуществления, патент № 2132612](/images/patents/339/2132612/2132612-7t.gif)
![способ формирования ультразвукового поля отпугивания грызунов и устройство для его осуществления, патент № 2132612](/images/patents/339/2132612/2132612-8t.gif)
![способ формирования ультразвукового поля отпугивания грызунов и устройство для его осуществления, патент № 2132612](/images/patents/339/2132612/2132612-9t.gif)
Тогда, используя формулу
![способ формирования ультразвукового поля отпугивания грызунов и устройство для его осуществления, патент № 2132612](/images/patents/339/2132612/2132612-10t.gif)
![способ формирования ультразвукового поля отпугивания грызунов и устройство для его осуществления, патент № 2132612](/images/patents/339/2132010/955.gif)
![способ формирования ультразвукового поля отпугивания грызунов и устройство для его осуществления, патент № 2132612](/images/patents/339/2132010/956.gif)
![способ формирования ультразвукового поля отпугивания грызунов и устройство для его осуществления, патент № 2132612](/images/patents/339/2132041/957.gif)
![способ формирования ультразвукового поля отпугивания грызунов и устройство для его осуществления, патент № 2132612](/images/patents/339/2132010/177.gif)
Класс A01M29/02 со средствами, издающими звуковые сигналы
Класс G10K11/02 механические акустические импедансы, согласование (выравнивание) импеданса, например с помощью горнов; акустические резонаторы