Методика применения напряжения высокой частоты в высоковольтных устройствах для отпугивания синантропных птиц

Введение. Проблема синантропных птиц существует во многих странах мира. Применение в России приборов с электродной системой высокого напряжения и интеллектуальной системой автоматического управления является наиболее перспективной для отпугивания птиц в сельскохозяйственной области.

Преимуществом установки является автономность использования прибора при помощи подзарядки аккумуляторной батареи от солнечной энергии. Универсальность применения прибора против всех видов птиц позволит использовать его в различных сферах АПК.

Цель исследования . Разработка модели и алгоритма работы прибора с применением напряжения высокой частоты.

Задачи исследования:

• 1.    Определить последовательность взаимодействия силовых частей установки.

• 2.    Сформулировать последовательность работы датчиков контроля и управления прибором.

• 3.    Разработать конструкцию прибора, подходящую для системы в целом.

Результаты исследования и их обсуждение . Для проведения опыта был сконструирован прибор, в дальнейшем получивший название «Высоковольтный зонт», который состоит из 4 блоков: блок питания, высоковольтный блок, блок-задатчик высокой частоты, блок контроля и управления. Блок питания состоит из аккумуляторной батареи и контроллера заряда с возможностью подключения солнечной батареи для автономной зарядки. Высоковольтный блок включает в себя генератор, преобразователь, умножитель, коммутационный аппарат, шину высокого напряжения, высоковольтные элементы присада. Блок-задатчик высокой частоты состоит из интегральной микросхемы, кнопок регулировки и настройки выходной частоты генерируемого напряжения. Блок контроля и управления реализован на микроконтроллере, ультразвуковых и емкостных датчиках.

Блок-задатчик высокой частоты управляет генератором, в основе которого лежит полевой транзистор. Он совершает автоколебательные импульсы, заданные ему программой в интегральной схеме. Благодаря этому на высоковольтный преобразователь, а далее на умножитель высокого напряжения передаются импульсы заданной частоты. Наличие ферритового сердечника в повышающем трансформаторе позволяет использовать частоту с более высоким параметром. По высоковольтной шине напряжение передается к элементам присада, которые имеют трубчатую форму, поверх располагаются высоковольтные электроды. На рисунке 1 показана модель работы прибора.

Рис. 1. Модель работы прибора с применением напряжения высокой частоты

Округлая конструкция присадов и высоковольтных элементов на них позволяет птице любого размера, не задумываясь, воспользоваться ими в качестве точки опоры. Присады могут располагаться как на основаниях, направленных в разные стороны, так и на стальных тросовых растяжках, что позволит покрывать большие открытые пространства, не имеющие основания. На рисунке 2 показана конструкция и способ установки такого устройства на мачту путем помещения в грунт над каким-либо защищаемым объектом.

Рис. 2. Внешний вид прибора при установке на мачту

Ультразвуковые датчики контролируют приближение птицы и выводят прибор в готовность к включению, а непосредственный контакт с электродами контролируют емкостные датчики и дают разрешение для включения импульсного разряда. В то же время установка остается пассивной при контакте с человеком благодаря информации, получаемой от емкостных датчиков, о том, кто или что с ней соприкасается. Показатели с датчиков рассчитываются по формуле [2]

где С – емкость; Q – заряд; φ – потенциал.

Информацию, получаемую от датчика при взаимодействии с человеком или птицей, можно визуализировать в виде графиков, показанных на рисунках 3 и 4. На осях абсцисс показано значение заряда Q, на оси ординат – значение потенциала φ.

Рис. 3. График изменения ёмкости при прикосновении человека

Показатели датчика

емкости

Рис. 4. График изменения ёмкости при прикосновении птицы

Изучив графики, можно заметить, что при взаимодействии с более низким потенциалом птицы график строится более пологим в отличие от более высокого потенциала. При этом можно установить временные настройки дости- жения порогового значения ёмкости. И при прохождении одного и того же промежутка времени показатели будут различными. Можно построить график зависимости от времени, показанный на рисунке 5.

— ■ —Датчик 2

Датчик 1

Рис. 5. График зависимости изменения ёмкости от времени

Выводы