Устройство для отпугивания животных
Изобретение относится к устройствам для отпугивания животных и может быть использовано как пугающее устройство со средствами, издающими звуковые сигналы. Сущность изобретения заключается в том, что устройство содержит два генератора сигналов, один из которых выполнен в виде генератора импульсов мощности, а второй - в виде, по меньшей мере, одного микроконтроллера, по меньшей мере, один блок опорного напряжения, блок увеличения мощности сигналов генератора, преобразователь переменного напряжения в постоянное, по меньшей мере, один детектор понижения напряжения, стабилизатор напряжения, фильтрующие конденсаторы и усилитель мощности. Это позволит повысить эффективность отпугивания животных, обитающих в водной среде, от орудий лова. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.
Группа изобретений относится к устройствам для отпугивания животных и может быть использовано как пугающее устройство со средствами, издающими звуковые сигналы.
Известно устройство для отпугивания птиц, принцип действия которого основан на отпугивании животных (птиц) путем формирования различных, неповторяющихся комбинаций звуковых импульсов, обеспечивающих воздействие на различные виды птиц без привыкания последних к отпугивающим звукам (см. патент РФ №2051579, кл. А 01 М 29/02, 1996). При функционировании данного устройства выстраиваемый ряд звуковых импульсов построен таким образом, что длительность импульсов в пачке и интервалы между ними приводят к дискомфорту работы слухового анализатора птиц за счет того, что при восприятии первого импульса суммарная активность первичных слуховых нейронов имеет полный разряд. При поступлении следующего импульса с интервалом меньше величины восстановительного цикла первичных слуховых нейронов их суммарная активность окажется меньше, что вызовет снижение деформирующих свойств слухового анализатора. Таким образом, работа устройства основана на принципе формирования искусственных звуковых сигналов, частота следования импульсов которых не превышает значения восстановительного цикла первичных слуховых нейронов и меняет при этом свою величину. Одновременно происходит изменение и длительности импульсов, что также повышает дискомфорт работы слухового анализатора птиц и исключает привыкание к излучаемым звуковым сигналам. Недостатком устройства является применимость его только для сухопутных животных. Поэтому данное устройство не может использоваться для отпугивания дельфинов от орудий лова рыбы. Кроме того, надежность устройства низка, так как для его осуществления необходимо с высокой достоверностью знать величину восстановительного цикла первичных слуховых нейронов отпугиваемого животного.
Также известен имитатор звуков рыб, содержащий гидроакустический преобразователь и электронную схему, включающую блок генераторов сигналов, суммарно генерирующих сигнал сложной формы, и усилитель, при этом в качестве гидроакустического преобразователя установлена пьезокерамическая головка, а в электронную схему дополнительно включен электронный ключ, соединенный с блоком генераторов сигналов, и согласующее устройство, установленное между блоком генераторов сигналов и усилителем (см. патент РФ №2182765, кл. А 01 К 79/00, 2002).
Недостатком известного устройства является невозможность использования его для работы в водной среде и не позволяет защитить морских животных от орудий лова.
Наиболее близким к предлагаемому устройству для отпугивания животных является устройство, содержащее генераторы сигналов и усилитель мощности, которые соединены между собой с помощью схемы обработки сигналов, при этом на выходе синтезатора формируются сигналы в двух частотных диапазонах, один из которых соответствует диапазону звукового общения животных, а второй - диапазону обостренного слуха (см. патент РФ №2147178, кл. А 01 М 29/02, 2000).
Недостатком данного устройства для отпугивания животных является невысокая эффективность отпугивания животных, обитающих в водной среде, поскольку синтезируемые сигналы вызывают привыкание животных.
Технический результат, на который направлено предлагаемое устройство, заключается в повышении эффективности отпугивания животных, обитающих в водной среде, от орудий лова.
Данный технический результат достигается за счет того, что устройство, содержащее два генератора сигналов и усилитель мощности, согласно изобретению имеет, по меньшей мере, один блок напряжения, блок увеличения мощности сигналов генератора, преобразователь переменного напряжения в постоянное, по меньшей мере, один детектор понижения напряжения, стабилизатор напряжения и фильтрующие конденсаторы, выход, по меньшей мере, одного блока опорного напряжения подключен ко входу, по меньшей мере, одного детектора понижения напряжения и к связанным между собой выводам первого генератора сигналов и преобразователя переменного напряжения, выход первого генератора сигналов через последовательно включенные блок увеличения мощности сигналов генератора, преобразователь переменного напряжения в постоянное соединен со входом постоянного напряжения усилителя мощности, выход детектора понижения напряжения через стабилизатор напряжения подключен к первому входу генератора сигналов, соединенного выходом со входом усилителя мощности, причем вход и выход стабилизатора напряжения связан с первыми выводами фильтрующих конденсаторов, вторые выводы которых объединены и подключены ко второму входу второго генератора сигналов, который выполнен в виде, по меньшей мере, одного микроконтроллера, генерирующего импульсы длительности до 0,1 сек из трех диапазонов частот по случайному закону, а также за счет того, что первый генератор сигналов выполнен в виде генератора импульсов мощности.
Кроме того, детектор понижения напряжения имеет операционный усилитель, соединенный выходом с первыми выводами первого, второго и третьего резисторов и базой транзистора, коллектор которого, являющийся выходом детектора понижения напряжения, через четвертый резистор связан с катодом первого светодиода, второй вывод первого резистора подключен к катоду светодиода, анод которого связан с анодом первого светодиода, вторым выводом второго резистора и входом операционного усилителя, являющимся входом детектора понижения напряжения, при этом эмиттер транзистора, второй вывод третьего резистора и второй вход операционного усилителя объединены и заземлены, а усилитель мощности имеет транзисторы, диод, резисторы и конденсатор, при этом коллектор первого транзистора соединен с первым выводом первого резистора, катодом диода и базой второго транзистора, коллектор которого соединен со вторым выводом первого резистора, являющимся входом постоянного напряжения усилителя мощности, эмиттер второго транзистора подключен к аноду диода и первому выводу второго резистора, второй вывод которого является выходом усилителя мощности, входом которого является первый вывод конденсатора, при этом второй вывод конденсатора связан с базой первого транзистора, эмиттер которого заземлен, и, кроме того, за счет того, что в усилителе мощности второй вывод второго резистора выполнен с возможностью подключения к нему коаксиального кабеля.
На чертеже приведена блок-схема устройства.
Устройство содержит генератор 1 сигналов, выполненный в виде генератора импульсов мощности, блок 2 увеличения мощности сигналов генератора, преобразователь 3 переменного напряжения в постоянное, детектор 4 понижения напряжения, стабилизатор 5 напряжения, второй генератор 6 сигналов, усилитель 7 мощности, операционный усилитель 8, резисторы 9, 10, 11, 12, светодиоды 13 и 14, транзистор 15, фильтрующие конденсаторы 16, 17, конденсатор 18, транзисторы 19, 20, резистор 21, диод 22, резистор 23 и блок 24 опорного напряжения.
Данное устройство предназначено для защиты дельфинов от орудий лова рыбы. Его действие основано на излучении ультразвуковых колебаний определенного спектра частот, имитирующего сигналы опасности для дельфинов.
Воздействие ультразвука на дельфинов приводит к их уходу от орудий лова рыбы.
Как правило, данное устройство работает в морских условиях, т.е. в местах обитания дельфинов.
Работа устройства осуществляется следующим образом. С выхода блока 24 опорного напряжения напряжение поступает на выводы питания генератора 1 импульсов мощности преобразователя 3 переменного напряжения в постоянное, а также детектора 4 понижения напряжения. С выхода генератора 1 сигнал через блок 2 поступает на вход преобразователя 3, с выхода которого постоянное напряжение идет на шину постоянного тока усилителя 7 мощности. В детекторе 4 регистрируется понижение напряжения. С выхода этого блока информационный сигнал идет на вход стабилизатора 5 напряжения. На входе и выходе стабилизатора 5 имеются конденсаторы 16 и 17, которые фильтруют пульсации по напряжению. Данный стабилизатор 5 предназначен для питания генератора 6 сигналов. На его выходе формируется сигнал, поступающий на вход усилителя 7 мощности. Сигнал с выхода усилителя 7 идет на акустический излучатель.
Частота генератора 1 сигналов может настраиваться с помощью подстроечных элементов, однако, предпочтительная его частота составляет 10 кГц. Блок 2 предназначен для увеличения мощности сигналов генератора 1. Преобразователь 3 позволяет получать постоянное напряжение величиной 22 В. Стабилизатор 5 напряжения обеспечивает питание генератора 6 сигналов стабильным напряжением 5 В. Сам генератор 6 собран на интегральной схеме микроконтроллера, генерирующего импульса длительностью до 0,1 сек из трех диапазонов частот по случайному закону.
Усилитель мощности собран по классической ключевой схеме, резистор 21 ограничивает ток через транзистор 19, резистор 23 ограничивает ток в нагрузке.
Конденсатор 18 предназначен для развязки выхода генератора 6 и входа усилителя по постоянному току. Диод 22 нужен для обратной отрицательной связи и предотвращения возбуждения усилителя 7.
Детектор 4 понижения напряжения работает следующим образом.
При подаче питания открывается транзистор 15 (рабочая точка транзистора задается резисторами 10 и 11), через диод 14, резистор 12 и транзистор протекает ток (величина тока задается резистором 12). Диод 14 светится зеленым цветом. При уменьшении напряжения до 10 В вывод блока 5 закорачивается на корпус и шунтирует резистор 11, транзистор 15 закрывается и диод 14 гаснет. Через светодиод 13 и резистор 9 (резистор 9 ограничивает ток через диод 14) протекает ток, достаточный для свечения (красный цвет), что сигнализирует об уменьшении величины напряжения от блока 24 опорного напряжения.
Применяется акустический излучатель типа ЦТС-19 VA-500 в форме сферы с толщиной стенки 3 мм и полиуретановым покрытием, что позволяет эксплуатацию в морской среде.
Электрическая схема А генерирует звуковые и ультразвуковые волны в диапазоне 2-130 кГц, а звуковое давление - до 110 дБ. Плавающее время работы и паузы в работе устройства (в районе 15 сек) оказывает дополнительное воздействие на дельфинов с целью уменьшения привыкания.
Эти части прибора, а также органы контроля и зарядки аккумулятора размещены в металлическом корпусе из нержавеющего материала.
Акустический излучатель выполнен в виде керамической пустотелой колбы, предназначенной для излучения звуковых и ультразвуковых волн, параметры которых (частота и звуковое давление) меняются автоматически. Источником питания может быть аккумуляторная батарея марки Panasonic LC-R 121 R3PG емкостью 1,3 А/4 и напряжением 12 В. Данная батарея обеспечивает бесперебойное питание синтезатора и акустического излучателя в течение 10 часов.
Эксплуатация данного устройства показала следующие его технические данные:
Защищаемая площадь, м2, не менее 200
Глубина погружения в воду, м, не более 100
Напряжение питания (аккумулятор), В 12
Количество излучателей, шт. 1
Масса прибора, кг, не более 5,0
Габаритные размеры, мм, не более:
диаметр 140
высота 430
Время работы без подзарядки, час, не менее 10
Рабочий диапазон температур, °С 0-30
Температура хранения прибора, °С 0-70
Предлагаемые устройства обеспечивают создание ультразвуковой завесы для дельфинов на определенном участке моря или вокруг орудий лова с целью предотвращения попадания в орудия лова рыбы, нанесения ущерба орудиями лова, поедания пойманной рыбы, получения ими механических повреждений. Все это достигается:
1) использованием в излучаемых частотах сигналов естественных врагов дельфинов - касаток и сигналов страха дельфинов;
2) звукового давления (болевого воздействия) на органы чувств дельфинов;
3) подавлением работоспособности эхолокационного органа дельфинов путем излучения ультразвуковых волн по принципу “белого шума”, что не позволяет им идентифицировать объект по форме, цвету, определить расстояние до объекта и т.д.
Комплекс мер вызывает чувство тревоги и неопределенности у дельфинов и, благодаря инстинкту самосохранения, заставляет уходить из зоны действия прибора.
Использование данной группы изобретений позволяет повысить эффективность отпугивания животных, обитающих в водной среде, от орудий лова.
Формула изобретения
1. Устройство для отпугивания животных, содержащее два генератора сигналов и усилитель мощности, отличающееся тем, что оно имеет по меньшей мере один блок опорного напряжения, блок увеличения мощности сигналов генератора, преобразователь переменного напряжения в постоянное, по меньшей мере один детектор понижения напряжения, стабилизатор напряжения и фильтрующие конденсаторы, выход по меньшей мере одного блока опорного напряжения подключен ко входу по меньшей мере одного детектора понижения напряжения и к связанным между собой выводам первого генератора сигналов и преобразователя переменного напряжения, выход первого генератора сигналов через последовательно включенные блок увеличения мощности сигналов генератора, преобразователь переменного напряжения в постоянное соединен со входом постоянного напряжения усилителя мощности, выход детектора понижения напряжения через стабилизатор напряжения подключен к первому входу второго генератора сигналов, соединенного выходом со входом усилителя мощности, причем вход и выход стабилизатора напряжения связаны с первыми выводами фильтрующих конденсаторов, вторые выводы которых объединены и подключены ко второму входу второго генератора сигналов, который выполнен в виде по меньшей мере одного микроконтроллера, генерирующего импульсы длительности до 0,1 с из трех диапазонов частот по случайному закону.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что первый генератор сигналов выполнен в виде генератора импульсов мощности.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что детектор понижения напряжения имеет операционный усилитель, соединенный выходом с первыми выводами первого, второго и третьего резисторов и базой транзистора, коллектор которого, являющийся выходом детектора понижения напряжения, через четвертый резистор связан с катодом первого светодиода, второй вывод первого резистора подключен к катоду светодиода, анод которого связан с анодом первого светодиода, вторым выводом второго резистора и входом операционного усилителя, являющимся входом детектора понижения напряжения, при этом эмиттер транзистора, второй вывод третьего резистора и второй вход операционного усилителя объединены и заземлены.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что усилитель мощности имеет транзисторы, диод, резисторы и конденсатор, при этом коллектор первого транзистора соединен с первым выводом первого резистора, катодом диода и базой второго транзистора, коллектор которого соединен со вторым выводом первого резистора, являющимся входом постоянного напряжения усилителя мощности, эмиттер второго транзистора подключен к аноду диода и первому выводу второго резистора, второй вывод которого является выходом усилителя мощности, входом которого является первый вывод конденсатора, при этом второй вывод конденсатора связан с базой первого транзистора, эмиттер которого заземлен.
5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что в усилителе мощности второй вывод второго резистора выполнен с возможностью подключения к нему коаксиального кабеля.
РИСУНКИ
