Спосіб боротьби з тваринами-шкідниками та пристрій для його здійснення

1 Спосіб боротьби з тваринами-шкідниками, що включає формування та випромінювання ультразвукових сигналів, впливаючих на ШКІДНИКІВ, у вигляді випадкових комбінацій частот та амплітуд, який відрізняється тим, що формування ультразвукових сигналів здійснено в смугах частот 1822кГц, 22-32кГц, 32-60кГц у вигляді одної з можливих послідовностей імпульсних сигналів з частотно-модульованим заповненням, ширину спектра яких змінюють випадковим чином у часі шляхом випадкової зміни величини девіації частотномодульованого заповнення з наступною випадковою модуляцією їх по амплітуді, і випромінювання ультразвукових сигналів здійснено по випадковому закону у часі з різних точок простору, впливаючи натварин-шкідників випадковими ультразвуковими сигналами, які накладені один на одний 2 Пристрій для боротьби з тваринами-шкідниками, що містить в собі джерело електроживлення та джерело звуку, який відрізняється тим, що містить у собі п виносних джерел звуку, кожний з яких виконаний у вигляді розміщених в одному корпусі електронного генератора імпульсних сигналів з частотно-модульованим заповненням, та електроакустичного перетворювача, який підключено до виходу електронного генератора, а вхід електронного генератора кожного джерела звуку за допомогою гнучких електричних ЛІНІЙ різної довжини з'єднано зі спільним джерелом електроживлення, при цьому електроакустичні перетворювачі різних джерел звуку виконані з ВІДМІННИМИ ОДИН ВІД дру гого амплітудно-частотними характеристиками з шириною смуги пропускання порядка 10-15% відносно власної резонансної частоти, а резонансні частоти перетворювачів обрані в смугах частот 1822кГц, 22-32кГц, 32-60кГц і випадковим чином розкидані в діапазоні частот від 5% до 10% відносно середнього значення резонансної частоти З Пристрій за п 2, який відрізняється тим, що електронний генератор виконаний у вигляді послідовно включених модулюючого генератора трикутних імпульсів, аттенюатора регулювання напруги, тонального генератора частотно-модульованих сигналів, вихід якого підключено на перший вхід аналогового ключа, другий керуючий вхід котрого сполучено з генератором прямокутних імпульсів, а вихід - зі входом підсилювача потужностей, вихід котрого є виходом електронного генератора О о со Ю 00 ю Винахід відноситься до галузі приладобудування і може бути використаний в різних галузях народного господарства для захисту об'єктів, промислових та громадських будинків, складів, магазинів, тваринницьких ферм, зерносховищ і т п від тварин-шкідників, наприклад, гризунів, птахів, комах і т п , шляхом впливу на них відлякуючими акустичними сигналами На сьогодення відомий ряд способів боротьби з тваринами-шкідниками та пристроїв для їх здійснення Наприклад, в патенті РФ по заявці №94019844/13 від 15 06 94р МПК6 АОІМ 29/02 викладено спосіб відлякування гризунів та пристрій для його здійснення Суть способу полягає в тому, що на гризунів впливають акустичним сигналом в ультразвуковому діапазоні частот з частотною і амплітудною модуляцією, причому частоту амплітудної модуляції вибирають в діапазоні 1100Гц, а швидкість зміни частоти частотної модуляції встановлюється рівною 1-100Гц/с і величина частоти амплітудної модуляції дорівнює величині швидкості зміни частоти частотної модуляції Акустичний сигнал тактирують і кожний такт розбивають на інтервали, на кожному з яких задають по 58530 чаткову і кінцеву частоти ультразвукового сигналу, при цьому на любому такті кінцевої частоти ультразвукового сигналу на його інтервалах розташовані по зростанню ВІДПОВІДНО З ростом номера інтервалу Недоліком вказаного способу є обмежені експлуатаційні можливості його, пов'язані з втратою ефективності з часом Це обумовлено тим, що хоча кожний з тактів акустичного сигналу відрізняється по частотному спектру (по амплітуді і по частоті) один від іншого, але всі разом вони грунтуються в серії детермінованих сигналів, які повторюються У зв'язку з цим гризуни звикають до сигналів, що постійно повторюються, і з часом перестають реагувати на них Пристрій для здійснення даного способу по патенту РФ по заявці №94019844/13 від 15 06 94р МПК6 АОІМ 29/02 має в собі підсилювач потужності, з виходом якого сполучено акустичний випромінювач, а до входу підключено блок генерації ультразвукового сигналу з частотною і амплітудною модуляцією, який виконаний у вигляді послідовно включених генератора еталонної частоти, блока формування змінних коефіцієнтів ділення, блоку завдання рівня девіації частоти, частотного модулятора і амплітудного модулятора, генератора частоти амплітудної модуляції, а також генератора опорної частоти Недоліками пристрою є складність схемного рішення пристрою, що включає дев'ять функціональних блоків, недостатня ефективність пристрою з часом, оскільки він включає в себе блок генерації ультразвукового сигналу, здатний формувати серії детермінованих сигналів, що повторюються, і до яких гризуни звикають з часом, відсутність можливості забезпечити ефективну дію пристрою на ШКІДНИКІВ В умовах багатосекційних захищаємих об'єктів з перегородками, об'єктів з роздільними приміщеннями, наприклад, в підвалах житлових будинків з кладовками, внаслідок того, що даний пристрій є однопозиційним, в одному якомусь напрямку згідно з орієнтацією одного випромінювача озвучує замкнуте приміщення, а в інших, ізольованих від нього приміщеннях, ультразвуковий вплив на ШКІДНИКІВ є відсутнім Найбільш близьким до сукупності ознак та технічній суті до способу, що заявляється, є спосіб по патенту США №4484315 МПК3 НО4В1/02 опубл 20 11 84р поперемінного однопозиційного впливу на тварин-шкідників (гризунів або комах) ультразвуковими сигналами, які формують і випромінюють в одному обмеженому об'ємі простору у вигляді складених ультразвукових сигналів з випадковою комбінацією частот і амплітуд в діапазоні частот 20-35кГц і детермінованих ультразвукових сигналів на частотах більше 50кГц Випадковість сигнала на частотах 20-35кГц створюють утворенням джерела звуку у вигляді одної групи із кількох жорстко закріплених в ряд на корпусі приладу перетворювачів, кожний з яких працює на своїй резонансній частоті і збуджується електричним сигналом на частоті, ВІДМІННІЙ ВІД ЙОГО резонансної частоти Детерміновані сигнали на частотах більше 50кГц створюють джерелом звуку у вигляді другої групи жорстко закріплених на тому ж корпу сі, розміщених в єдиний ряд з першою групою перетворювачів, кожний з котрих збуджують електричним сигналом на його власній резонансній частоті Недоліки цього способу полягають в наступному по-перше, оскільки випадкова комбінація частот та амплітуд ультразвукових сигналів реалізується тільки в діапазоні частот 20-35кГц, то ефективність впливу ультразвукових сигналів на тварин-шкідників, які реагують на частоти більше 35кГц, буде низькою, по-друге, спосіб передбачає формування однопозиційного обмеженого замкнутим простором ультразвукового поля, оскільки створення поля здійснюється джерелом ультразвукового сигналу у вигляді фіксованих, жорстко сполучених з джерелом живлення перетворювачів Тому спосіб не є ефективним для захисту від тварин-шкідників об'єктів з кількома окремими замкнутими приміщеннями, багатосекційними приміщеннями, приміщеннями, щільно заповненими устаткуванням і товарами і т п , в яких ультразвуковий вплив на твариншкідників повинен здійснюватись у всьому просторі об'єктів без створення "Мертвих зон", по-третє, при відомому способі формування випадкового ультразвукового сигналу шляхом збудження перетворювачів електричними сигналами на частотах, які відрізняються від їх власних резонансних частот, вихідна потужність сигналу знижується і для створення рівней інтенсивності ультразвуку, ефективно впливаючих на твариншкідників, потрібно збільшення енергетичних витрат Найбільш близьким по сукупності ознак і технічній суті до пристрою, що заявляється є пристрій (див патент США №4484315 МПК3 НО4ВІ/02 опубл 20 11 84р), що містить в собі джерело електроживлення та джерело звуку, конструктивно жорстко з'єднаних між собою Джерело звуку виконано у вигляді жорстко закріплених на корпусі пристрою кількох електроакустичних перетворювачів, кожний з яких працює на своїй частоті, та двох, розташованих в одному корпусі з джерелом електроживлення, збуджувачів електричних сигналів Перетворювачі об'єднані в першу та другу групи До першого і другого збудників підключено комутатор, який змінно у часі підключає перший збудник, працюючий на частотах 20-35кГц, до першої групи перетворювачів, а другий, працюючий на частотах більше 50кГц, - до другої групи перетворювачів Перший збудник подає на кожний з перетворювачів першої групи електричний сигнал, частота якого відрізняється від власної резонансної частоти цього перетворювача, для створення складеного вихідного ультразвукового сигналу у вигляді випадкової комбінації частот і амплітуд Другий збудник подає на кожний з перетворювачів другої групи електричний сигнал на частоті, яка співпадає з власною резонансною частотою цього перетворювача, завдяки чому на його виході створюється детермінований ультразвуковий сигнал Таким чином, описаний пристрій формує і випромінює ультразвукові сигнали для боротьби із шкідниками (гризунами та комахами) у вигляді випадкових компонент частот і амплітуд в діапазоні 20-35кГц і 58530 детермінованих компонент на частотах вище 50кГц Недоліки описаного пристрою полягають в наступному по-перше, пристрій має обмежені експлуатаційні можливості по впливу на тварин-шкідників внаслідок обмеженої смуги частот формування випадкового сигналу, яка складає 20-35кГц На частотах вище 35кГц тварини, які сприймають ці частоти, можуть адаптуватись до детермінованого сигналу, який випромінюється, що виключить вплив сигналу на них, по-друге, для захисту від тварин-шкідників складних в конструктивному відношенні об'єктів потрібне використання кількох пристроїв, а в деяких випадках, наприклад, при озвученні тунелів для прокладки кабелів, теплотрас, траншей і т п , такі пристрої зовсім не придатні, по-третє, пристрій являє собою однопозиційний прилад з жорстко фіксованими, розташованими на його корпусі в ряд перетворювачами Тому ефективність дії пристрою на площі озвученого простору, а також в багатосекційнихта інших подібних об'єктах буде обмеженою, по-четверте, збудження перетворювачів на частотах, які відрізняються від їх власних резонансних частот, потребує збільшення потужності збудників і габаритів перетворювачів, що зменшує техніко-економічні показники пристрою Задачею винаходу є збільшення ефективності впливу ультразвуковими сигналами на тварин-шкідників шляхом розширення діапазону частот формування і випромінювання випадкових ультразвукових сигналів, що впливають на тварин-шкідників Ця задача по способу, що заявляється, досягається тим, що у відомому способі боротьби з тваринами-шкідниками, який включає формування і випромінювання ультразвукових сигналів, що впливають на ШКІДНИКІВ, у вигляді випадкових комбінацій частот та амплітуд, згідно з винаходом, формування ультразвукових сигналів здійснено в смугах частот 18-22кГц, 22-32кГц, 32-60кГц, у вигляді одної з можливих послідовностей імпульсних сигналів з частотно-модульованим заповненням, ширину спектра яких змінюють випадковим чином у часі шляхом випадкової зміни величини девіації частотно-модульованого заповнення з наступною випадковою модуляцією їх по амплітуді, і випромінювання ультразвукових сигналів здійснено по випадковому закону у часі із різних точок простору, впливаючи на тварин-шкідників, випадковими ультразвуковими сигналами, які накладені один на одний Завдяки тому, що згідно запропонованого способу здійснюється випромінювання ультразвукових сигналів по випадковому закону у часі з різних точок простору в широкому діапазоні частот і вплив на тварин-шкідників проводиться випадковими ультразвуковими сигналами, які накладаються один на одний, збільшується ефективність впливу на тварин-шкідників ультразвуковими сигналами в просторі любої конфігурації Це обумовлено тим, що в будь-якій точці простору на твариншкідників впливають різними по частоті, тривалості і амплітуді випадковими ультразвуковими сигналами, до яких шкідники не можуть звикнути Ця задача у пристрої, що заявляється, і реалізує запропонований спосіб боротьби з тваринамишкідниками, вирішується тим, що відомий пристрій, який включає до свого складу джерело електроживлення та джерело звуку згідно з винаходом містить у собі п виносних джерел звуку, кожний з яких виконаний у вигляді, розташованих в одному корпусі, електронного генератора імпульсних сигналів з частотно-модульованим заповненням та електроакустичного перетворювача, який підключено до виходу генератора, а вхід електронного генератора кожного джерела звуку за допомогою гнучких електричних ЛІНІЙ різної довжини з'єднано зі спільним джерелом електроживлення, при цьому електроакустичні перетворювачі різних джерел звуку мають ВІДМІННІ ОДИН ВІД ОДНОГО амп літудно-частотні характеристики з шириною смуги пропускання порядку 10-15% відносно власної резонансної частоти, а резонансні частоти перетворювачів обрані в смуги частот 18-22кГц, 2232кГц, 32-60кГц і випадковим чином розкидані в діапазоні частот від 5% до 10% відносно середнього значення резонансної частоти Електронний генератор виконаний у вигляді послідовно включених модулюючого генератора трикутних імпульсів, аттенюатора регулювання напруги, тонального генератора частотно-модульованих сигналів, вихід якого підключено на перший вхід аналогового ключа, другий керуючий вхід якого сполучено з генератором прямокутних імпульсів, а вихід за допомогою підсилювача потужності зв'язано з електроакустичним перетворювачем Завдяки тому, що запропонований пристрій має п джерел звуку, які підключені до джерела живлення гнучкими електричними ЛІНІЯМИ різної довжини, мають ВІДМІННІ випадковим чином один від одного амплітудно-частотні характеристики електроакустичних перетворювачів, формують і випромінюють згідно з випадковим законом у часі з різних точок простору випадкові ультразвукові сигнали в широкому діапазоні частот, що накладаються один на одний, збільшується ефективність впливу ультразвукових сигналів на твариншкідників в просторі любої конфігурації, що захищається від ШКІДНИКІВ Це обумовлено тим, що в будь-якій точці простору на тварин-шкідників впливають випадковими ультразвуковими сигналами, що випромінюються пристроєм і накладаються один на одний у просторі і до яких шкідники не можуть адаптуватись З біологічних досліджень відомо, що різні тварини-шкідники реагують на свої певні ультразвукові частоти Виходячи з цього діапазон частот 18бОкГц розділено на смуги частот 18-22кГц, 2232кГЦ, 32-60кГЦ, на які реагують певні біологічні види ШКІДНИКІВ Випадкові ультразвукові сигнали, що випромінюються джерелами звуку, працюючими на різних частотах із згаданих вище частотних смуг, накладені друг на друга, дозволяють одночасно боротися з багатьма видами ШКІДНИКІВ Вибір ширини смуги пропускання перетворювачів порядка 10-15% відносно їх власних резонансних частот, які випадковим чином розкидані в діапазоні частот від 5% до 10% відносно середніх значень резонансних частот перетворювачів, які дорівнюють середнім частотам вище згаданих 58530 частотних смуг, дозволяє мінімальною КІЛЬКІСТЮ високоефективних джерел звуку (8-10шт) перекрити увесь діапазон частот 18-60кГц з малими енергетичними витратами, тому що при такому виборі параметрів випромінювачів в спектрі частотно-модульованого заповнення імпульсних сигналів обов'язково знайдеться частота, співпадаюча з резонансною частотою випромінювача, і кожне джерело звуку буде збуджуватись на своїй резонансній частоті На фіг 1 приведена структурна схема пристрою, що реалізує заявлений спосіб На фіг 2 приведена функціональна схема джерела звуку На фіг 3 подані епюри напруг в різних точках функціональної схеми різних джерел звуку, Fo несуча центральна частота частотно - модульованого сигналу, Fa - частота девіації, FPI - резонансна частота першого джерела, Fp2 - резонансна частота другого джерела, Fp3 - резонансна частота третього джерела Запропонований спосіб містить наступну ПОСЛІДОВНІСТЬ операцій формування ультразвукових сигналів здійснено в смугах частот 18-22кГц, 22-32кГц, 32-60кГц, на які реагують певні види тварин-шкідників, в цілому охоплюючи широкий діапазон частот від 18кГц до бОкГц, у вигляді одної з можливих послідовностей імпульсних сигналів з частотно - модульованим заповненням, ширину спектра котрих змінюють випадковим чином у часі шляхом випадкової зміни величини девіації частотно - модульованого заповнення з наступною випадковою модуляцією їх по амплітуді, випромінювання ультразвукових сигналів здійснено по випадковому закону у часі із різних точок простору, вплив на тварин-шкідників здійснено випадковими ультразвуковими сигналами, які накладені один на одний Завдяки цьому тварини-шкідники не можуть звикнути до випадкових ультразвукових сигналів, а те що накладаються один на одний сигнали ВІДМІННІ по частоті, дозволяє боротися одночасно з декількома видами ШКІДНИКІВ Приклад формування ультразвукових сигналів з випадковою зміною у часі ширини спектрів, шляхом зміни величини девіації частотно - модульованого заповнення імпульсних сигналів з їх наступною модуляцією по амплітуді подані на фіг 3 Як можна бачити з епюр напруги, ілюструючих формування ультразвукових сигналів трьома різними джерелами звуку, при надходженні від джерела електроживлення через лінії різної довжини на вхід електронних генераторів, що входять до їх складу, різної по амплітуді живлючої напруги U в різні моменти часу t-i, Ь, h, для кожного джерела звуку, на вході генераторів трикутних імпульсів, здійснюючих модуляцію по частоті частотного заповнення імпульсних сигналів, виникає різна по амплітуді, в залежності від амплітуди живлючої напруги U-i, напруга трикутних імпульсів ІІ2, яка надходить на аттенюатор 3 виходу аттенюатора, коефіцієнт передачі котрого може змінюватись випадковим чином від одного джерела звуку до другого, внаслідок розкиду параметрів комплекту 8 ючих його елементів, котрий можна вибрати в широких границях, наприклад, від 1% до 20%, випадкова від одного до другого джерела звуку амплітуда напруги ІІз з виходу аттенюатора надходить до входу тонального генератора частотно - модульованих сигналів, який керується по глибині частотної модуляції амплітудою надходячого на його вхід сигналу Завдяки тому, що величина девіації несучої центральної частоти Fo частотно-модульованого заповнення, котра вибирається рівною середній частоті одної з полос 18-22кГц, 22-32кГц, 32-60кГц, визначається величиною випадкового у часі і по амплітуді сигнала ІІз, на виході генератора частотно-модульованих сигналів формується сигнал ІЦ з випадковою зміною ширини спектру Fo+ - Fa, де Fa - частота девіації, різна для кожного джерела звуку Далі випадкова модуляція сигнала по амплітуді здійснюється амплітудно-частотними характеристиками електроакустичних перетворювачів, котрі різні у різних джерел звуку, працюючих в одній чи різних частотних смугах, вказаних вище Як можна побачити з епюр фіг 3 частотномодульоване заповнення на виході електроакустичних перетворювачів при розкиданні резонансних частот перетворювачів в діапазоні від 5% до 10% відносно середнього значення резонансної частоти, яка дорівнює середній частоті одної з частотних смуг в котрій працює джерело звуку, при ширині смуги пропускання амплітудно-частотних характеристик перетворювачів порядку 10-15% модулюється по амплітуді з глибиною модуляції від 0% до 100% Істотні переваги заявляемого способу порівняно з відомим полягають у наступному спосіб, що заявляється, розширює діапазон формування та випромінювання випадкових ультразвукових сигналів, завдяки чому збільшуються можливості боротьби зтваринами-шкідниками, спосіб дозволяє простим шляхом створити поле випадкових ультразвукових сигналів, які накладаються один на одного, в широкому діапазоні частот у просторах складної конфігурації з урахуванням конструктивних особливостей захищаємих об'єктів та ступені заповнення об'єму в середині них різними речами, які істотно впливають на умови поширення та поглинання звуку Пристрій, що заявляється і здійснює заявляємий спосіб, має джерело електроживлення 1, до виходу якого за допомогою гнучких електричних ЛІНІЙ живлення різної довжини 2 підключено п джерел звуку 3, КІЛЬКІСТЬ яких вибирається виходячи з конструктивних складностей захищаємого приміщення і кожний з яких містить в собі електронний генератор імпульсних сигналів з частотномодульованим заповненням 3 1, який виконаний у вигляді послідовно включених модулюючого генератора трикутних імпульсів 3 1 1 , аттенюатора регулювання напруги 3 12, тонального генератора частотно-модульованих сигналів 3 1 3 Вихід останнього підключено на перший вхід аналогового ключа 3 14, другий керований вхід якого сполучений з генератором прямокутних імпульсів 3 15, а вихід через підсилювач потужності 3 1 6 сполучено з електроакустичним перетворювачем 3 2 58530 Пристрій працює таким чином При включенні джерела живлення на електронні генератори 3 1 кожного джерела звуку 3 подається різна в залежності від довжини лінії електроживлення напруга живлення U-i, яка різниться випадковим чином від випромінювача до випромінювача і від величини якої залежить амплітуда напруги трикутної форми ІІ2, яка надходить з виходу генератора трикутних імпульсів 3 11 через регульований аттенюатор З 1 2 на керуючий вхід тонального генератора частотно-модульованих сигналів 3 1 3, який керується по глибині модуляції величиною напруги ІІз При встановленні допуску на розкид параметрів комплектуючих елементів електронного генератора без спеціального їх підбору і зміни напруги живлення для кожного з джерел звуку зміна амплітуди модулюючої напруги буде здійснюватись випадковим чином від джерела до джерела, що в свою чергу створює випадкову зміну величини девіації частоти частотно-модульованого сигналу Випадкові частотно-модульовані сигнали Ui з виходу генератора 3 1 3 надходять на перший вхід аналогового ключа 3 1 4 Одночасно з цим на другий керуючий вхід аналогового ключа 3 1 4 подається напруга з виходу генератора прямокутних імпульсів 3 1 5 При відкритому аналоговому ключі прямокутні імпульси з частотно-модульованим заповненням надходять на вхід підсилювача потужності 3 16, а з виходу підсилювача потужності на електроакустичний перетворювач 3 2, амплітудно-частотна характеристика якого має ширину смуги пропускання 10-15% відносно резонансної частоти, яка для різних випромінювачів обранав смузі частот 18-22кГц, 22-32кГц, 32-60кГц і лежить в інтервалі 5-10% відносно середніх частот смуги При такому виборі ширини смуги пропускання електроакустичних перетворювачів і розкиду їх резонансних частот відносно середніх частот смуг діапазон частот 18-60кГц перекривається мінімальною КІЛЬКІСТЮ (8-9) джерел звуку Випадковість ФІг.ї 10 розкиду резонансних частот перетворювачів різних джерел звуку забезпечується раніше обраним розкидом параметрів п'єзокерамічних елементів перетворювачів і технологічним розкидом параметрів перетворювачів при їх виготовленні На виході електроакустичного перетворювача частотно-модульовані сигнали ІЦ модулюються по амплітуді амплітудно-частотною характеристикою перетворювача Us Для п джерел звуку, у яких амплітудно-частотні характеристики перетворювачів відрізняються випадковим чином, амплітудна модуляція від джерела до джерела буде мати випадковий характер Робота п джерел звуку даного пристрою, сигнали яких накладаються один на одний, в різних смугах частот створює в просторі ультразвукові сигнали з випадковими частотами і амплітудами, які змінюються у часі і діють на тварин-шкідників в смугах частот, що сприймаються ними Таким чином збільшується ефективність впливу ультразвукових сигналів на ШКІДНИКІВ ШЛЯХОМ розширення діапазону частот формування і випромінювання сигналів Крім того, завдяки певній автономності акустичних випромінювачів, незалежного підключення їх за допомогою гнучких електричних ЛІНІЙ різної довжини до єдиного джерела електроживлення, вони можуть встановлюватись в захищаємих приміщеннях значних розмірів, багатосекційних приміщеннях з перегородками і т п в КІЛЬКОСТІ, необхідній для озвучення захищаємих приміщень без "Мертвих зон" практично з любим заданим об'ємом простору Спосіб і пристрій для його здійснення, що заявляються, ефективні, універсальні і можуть використовуватися в багатьох галузях народного господарства Оскільки ДЛЯ створення пристрою можуть бути використані стандартні елементи і блоки, що серійно виготовлюються, то його промисловий випуск не викликає ніяких ускладнень Фіг. 2 11 58530 12 FP Комп'ютерна верстка Е Гапоненко Підписано до друку 05 09 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна