УСТРОЙСТВО ОТЛОВА САРАНЧИ
DEVICE FOR TRAPPING LOCUSTS

Изобретение относится к сельскохозяйственной сфере и предназначено для борьбы с саранчой путем отлова взрослых особей.
Наиболее эффективным способом борьбы с саранчой является ее отлов в возрасте, способном к кладке яиц. Как правило, при этом саранча имеет способность к перелету (встает на крыло) и является наиболее опасным вредителем, распространенным на значительных площадях. Других эффективных способов борьбы, не приводящих к нежелательным экологическим воздействиям, не существует. Высокая стоимость ядохимикатов и авиационной обработки и низкая эффективность от их применения привели к повышению популяции саранчи в Южных регионах России, Казахстана, что стало причиной угрозы сельскому хозяйству этих регионов.
Известны устройства уничтожения насекомых, работа которых в темное время суток обеспечивается автономным источником электроэнергии, основанным на применении солнечных батарей и аккумулятора, который заряжается в светлое время суток. Автономность и мобильность таких устройств показали высокую эффективность и в ряде случаев обеспечили полный отказ от применения ядохимикатов при борьбе с насекомыми.
Известно устройство борьбы с насекомыми, для уничтожения которых используются способ приманивания насекомых световым манком в темное время суток, который образован источником с широким спектром электромагнитного излучения: от ультрафиолетового до видимого с применением энергосберегающих ламп или светодиодов. Поражение насекомых происходит разрядом тока в межэлектродной зоне, находящейся вокруг светового манка. Автономность применения такого устройства обеспечивается за счет применения солнечной батареи и аккумулятора со схемой заряда.
Так по патенту КНР №101228862 Classlucations International - МКИ: А01М 1/22; А01М 1/04 Solar-powered energy-savingbroad-spectrum insect killer - экономичная солнечная энергоустановка с широким спектром излучения для уничтожения насекомых Application No. CN 200810101060 filed aвтop WenZiheng - ВенЦихенг заявитель Beijing Solaryoung Solar Energy Technology Co., Ltd. Пекинская Компания Технологии солнечной энергетики от 27-Feb-2008.
Устройство уничтожения насекомых выполнено в виде вертикальных электродов и сетки вокруг светового манка. При попадании в эту зону пораженные электрическим разрядом с напряжением более 2000 вольт насекомые попадают в конический раструб и далее в бункер-накопитель.
К недостаткам и ограничению применяемости такого устройства можно отнести невозможность практического использования его для крупных насекомых, таких как саранча, поскольку при попадании в межэлектродную зону останки насекомых блокируют работу устройства.
Известен также способ и устройство, в котором используется лазер для поражения насекомых в зоне их скопления, например вокруг светового манка: - US Patent №5,343,652. Method and Apparatus for laser pest control - Метод и устройство для лазерного уничтожения насекомых, int. Cl - МКИ; А01М 1/20 от 6.09.1994 г. Автор W. Dudley Jonson. Дадли Джонсон, В.
Устройство использует способ уничтожения насекомых лазерным лучом в зоне вероятного нахождения, например вокруг светового манка.
Недостатками такого устройства являются его технологическая сложность и высокие стоимость и эксплуатационные расходы.
Известно устройство по патенту КНР Identifying No. 101606515 от 23-декабря-2009 Solar-power automatic insect killer and insect killing method - автоматическое устройство борьбы с насекомыми с солнечной батареей и способ уничтожения насекомых Application No. CN 200910181477 filedon 17-Jul-2009 МКИ A01M/22, A01M/04, H02N 6/00, H02J 7/00, Inventors автор: Tong Zhonglin Тонг Цзонглин, Аррlicants заявитель: Yangzhou Fangzheng Tianrui Electronic Technology Co., Ltd. - Янгджоу Тианруй Электроник Текнолоджи, состоящий в том, что в соответствии с заявленным способом насекомые в ночной период времени под воздействием светового манка, видимого издалека в ночи, состоящего из, по крайней мере, 2 энергосберегающих ламп пурпурного и желтого света, собираются в его близи. Для организации автоматической работы устройства в зоне светового манка расположен высоковольтный электрический разрядник, поражающий плазменным жгутом насекомых при касании сетчатых электродов. Обездвиженные насекомые при этом попадают в контейнер, проходя через раструб.
Недостатком данного устройства также является то, что насекомые, по размерам сходные с саранчой, как правило, забивают сетку, замыкая электроды, устройство не может дальше функционировать и выключается.
В качестве ближайшего аналога выбрано устройство - мобильная электрооптическая УСТАНОВКА ДЛЯ УНИЧТОЖЕНИЯ ЛЕТАЮЩИХ НАСЕКОМЫХ по патенту России №2151129 от 25.12.2007 г.
Мобильная электрооптическая установка для уничтожения летающих насекомых содержит сборник насекомых, поражающий орган, источник привлекающего оптического излучения и блок питания. В качестве поражающего органа использован магнетрон, расположенный над сборником насекомых. Источник привлекающего излучения выполнен в виде светодиодных линеек, состоящих из ультрафиолетового, синего, зеленого, желтого, красного и белого ультраярких светоизлучающих диодов. Блок питания состоит из последовательно соединенных: электрогенератора, выпрямителя, молекулярного накопителя энергии и преобразователя частоты, к которому присоединены магнетрон и светоизлучающие диоды.
Недостатком данного устройства является то, что пораженные насекомые, попадающие в контейнер, в процессе излучения магнетрона, расположенного над сборником насекомых, многократно подвергаются воздействию СВЧ концентрированного облучения. Это приводит к их обугливанию и невозможности дальнейшего использования, например в качестве белкового корма или сырья, для последующего производства и переработки, а также не исключена возможность негативного воздействия на человека от СВЧ-поля в процессе работы.
При автономной эксплуатации аналогичных устройств также замечено, что при грозе они выходят из строя из-за разрушения солнечных батарей и блоков управления разрядом молнии. В ряде случаев устройства подвергаются актам вандализма. При эксплуатации аналогичных устройств также происходили нештатные ситуации, когда оператор подвергался поражению высоковольтным напряжением или СВЧ-полем при нахождении непосредственно вблизи устройства.
Предлагаемое устройство лишено указанных недостатков.
Задачей предлагаемого устройства является повышение эффективности отлова саранчи с возможностью ее использования и его безопасная эксплуатация.
Поставленная задача решается благодаря тому, что в заявленном устройстве отлов взрослых особей саранчи в зоне светового манка, образованного источником электромагнитного излучения, осуществляется воздействием на них комплекса электромагнитных излучений от светового манка и СВЧ-излучением от магнетрона, расположенного на боковой поверхности раструба, по которому пораженные насекомые попадают в накопитель. В заявленном устройстве имеются: блок управления, автономный источник электроэнергии, состоящий из солнечной батареи, контроллера заряда аккумулятора и аккумулятора, питающего блок управления и инвертор, световой манок, образованный источником электромагнитного излучения, к входу блока управления подключены датчики: наличия насекомых в зоне светового манка, дождя и освещенности. В составе устройства также имеются раструб, накопитель пойманных насекомых и предусмотрены отличия в том, что к входу блока управления подключен дополнительно датчик определения присутствия человека в зоне устройства, а к выходу устройства управления подключены предупреждающий световой индикатор работы установки на поражение насекомых. При этом СВЧ-магнетрон установлен на боковой поверхности раструба, выполненного в виде конусного приемника. Также устройство имеет молниеотвод и заземлитель, подключенные между собой.
Сущность устройства заключается в следующем.
Для поражения саранчи используются способы бесконтактного воздействия на насекомых - приманивание в зону действия СВЧ-излучения от магнетрона световым манком, расположенного над раструбом и контейнером.
Достижение технического результата осуществляется использованием СВЧ-магнетрона, при котором происходит кратковременное воздействие электромагнитного излучения на насекомых, обездвиженные насекомые через раструб беспрепятственно попадают в контейнер. Отсутствие каких-либо выступающих частей, блокирующих перемещение насекомых, обеспечивает высокую надежность установки. Магнетрон установлен непосредственно на конусном раструбе, выходящие высокочастотные волны, многократно отражаясь от стенок раструба, охватывают все пространство в зоне светового манка и поражают попавших туда насекомых. Существенная экономия энергии обеспечивается кратковременным подключением магнетрона от 0.1 с до 2 с, и его включением по команде от датчика наличия насекомых в зоне светового манка, который срабатывает при попадании туда одновременно 50 и более насекомых.
Наличие причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого объекта и достигаемым техническим результатом показано в таблице 1.
Таблица 1
Виды технического результата и их размерность
Показатели фактические или расчетные
Объяснение, за счет чего (отличительный признак и/или их совокупность) стало возможным улучшение показателей предложенного объекта по сравнению с прототипом
прототипа
заявляемого объекта
Экономия электроэнергии при работе магнетрона, %
10-15%
100%
Отлов саранчи осуществляется кратковременным воздействием на них электромагнитного СВЧ-излучением от магнетрона, поражающего насекомых в зоне светового манка при срабатывании датчика наличия насекомых. Воздействие на насекомых однократное, импульсное, только при массовом скоплении в зоне светового манка
Сохранность отловленной саранчи в зоне светового манка при нахождении в контейнере, %
10-15%
100%
Отлов саранчи осуществляется воздействием на них электромагнитного СВЧ-излучения, при котором происходит ограничение подвижности у насекомых. При попадании обездвиженных насекомых в контейнер дальнейшее воздействие СВЧ-излучения в отличие от прототипа не происходит. Использование СВЧ-магнетрона, установленного на боковой поверхности раструба, выполненного в виде конусного приемника, позволяет мгновенно парализовать и отловить насекомых при попадании их зону светового манка над раструбом и далее поместить их в контейнер
Поставленная задача и достижение технического результата решаются благодаря тому, что в заявленном устройстве имеются: блок управления, автономный источник электроэнергии, состоящий из солнечной батареи, контроллера заряда аккумулятора и аккумулятора, питающий блок управления и инвертор, световой манок, образованный источником электромагнитного излучения, к входу бока управления подключены датчики: наличия насекомых в зоне светового манка, дождя и освещенности. В составе устройства имеются раструб, в виде конусного приемника, накопитель пойманных насекомых и предусмотрены отличия в том, что к входу блока управления подключен дополнительно датчик определения присутствия человека в зоне устройства, а к выходу устройства управления подключены, предупреждающий световой индикатор работы установки на поражение насекомых. СВЧ-магнетрон установлен на боковой поверхности конусного приемника, а также имеются молниеотвод и заземлитель, подключенные между собой.
Наличие причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого объекта и достигаемым техническим результатом показано в таблице 2
Таблица 2
Виды технического результата и их размерность
Показатели фактические или расчетные
Объяснение, за счет чего (отличительный признак и/или их совокупность) стало возможным улучшение показателей предложенного объекта по сравнению с прототипом
прототипа
заявляемого объекта
Массовый отлов саранчи, %, и стабильность работы устройства
10-15%
100%
Установка СВЧ-магнетрона на боковой поверхности раструба обеспечила гарантированный отлов таких крупных насекомых, как саранча, а раструб и контейнер, в который обездвиженные насекомые попадают беспрепятственно, не забиваются и не блокируют работу устройства. Пораженные насекомые не подвергаются дополнительно воздействия СВЧ и не подвергаются деструкции
Обеспечение безопасной эксплуатации, %
0%
100%
Применение датчика присутствия человека и светового индикатора работы установки позволяет обезопасить деятельность оператора
Обеспечение безопасной эксплуатации, %
0%
100%
Молниеотвод и заземлитель, подключенные между собой, обеспечили молнезащиту установки и гарантируют ее безопасную эксплуатацию
Изобретение позволяет осуществить отлов саранчи в период ее лета до момента осуществления кладки яиц, причем способом, не нарушающим целостность насекомого. Основным отличием от аналога является то, что устройство по предлагаемому изобретению обеспечивает возможность его функционирования в автономном режиме для отлова таких крупных насекомых, как саранча, для чего используются раструб и контейнер, в который обездвиженные насекомые попадают беспрепятственно, не забивая эти устройства, и не подвергаются вторичному воздействию СВЧ-поля.
Кроме того, устройство в отличие от аналога снабжено приспособлениями для безопасного использования: молниеотводом и заземлением, блоком дистанционного включения-выключения и системой GPS - ГЛОНАС дистанционного мониторинга.
Возможность осуществления заявляемого изобретения показана следующими примерами.
Установка СВЧ-магнетрона на боковой поверхности раструба обеспечила гарантированный отлов таких крупных насекомых, как саранча, без вторичного воздействия СВЧ-излучения на пойманных насекомых. СВЧ-магнетрон 15 установлен на боковой поверхности раструба 16. Такой монтаж магнетрона обеспечивает многократное отражение микроволнового излучения от внутренней поверхности корпуса раструба с концентрацией СВЧ-излучения в зоне светового манка 15 и обеспечивает гарантированное поражение и отлов таких крупных насекомых, как саранча. Раструб 16 и контейнер 17 в виде мешка, например, в который обездвиженные насекомые попадают беспрепятственно, не забиваются насекомыми и не блокируют работу устройства. При работе светового манка 14, расположенного в пределах корпуса плафона 13, при попадании туда саранчи срабатывает датчик 12, например фотодатчик, реагирующий на затемнение, сигнал с которого поступает на вход блока управления 8, к выходу которого и подключен магнетрон 15.
Предложенное устройство состоит из вертикальной стойки 1, на которой размещена солнечная батарея (СБ) 2 с подвижным кронштейном 3 для оптимизации угла наклона плоскости батареи. В основании стойки находятся контроллер заряда 4 и аккумулятор 5, инвертор 6 и блок системы GPS - ГЛОНАС 7. Блок управления 8 с элементами электроавтоматики расположен в основании вертикальной стойки. Для обеспечения автоматической работы устройства на нижней грани СБ закреплены датчики "день-ночь" 9, "датчик присутствия человека" 10, обеспечивающий гарантированное отключение устройства поражения саранчи при подходе оператора к устройству, и "датчик влажности или дождя" 11, отключающий прибор в дождливую погоду, а также датчик наличия насекомых 12 в зоне светового манка. Сам световой манок состоит из плафона 13 и ламп 14, СВЧ-магнетрон 15 установлен на боковой поверхности раструба 16. Пораженные насекомые попадают в раструб и далее в контейнер 17. Для обеспечения требований электробезопасности устройство имеет дистанционный контроль включения и выключения устройства поражения насекомых - датчик 18 и дистанционный радиопульт 19. При включенном устройстве поражения насекомых загорается красная индикаторная лампа 20. Прибор снабжен штыревым молниеотводом 21, заземляющим штырем 22, что гарантирует молнезащиту и его надежную эксплуатацию. Блок управления находится в корпусе 23 с упомянутыми выше элементами системы - контроллером заряда 4, аккумулятором 5 и инвертором 6, блоком GPS - ГЛОНАС 7.
Перечисленные выше конструктивные элементы выполнены следующим образом:
1 - Вертикальная стойка - металлическая труба с оцинкованным покрытием.
2 - Солнечная батарея - 2 панели солнечной батареи со стеклянной поверхностью, с мощностью генерации по постоянному току от 50 до 100 Вт.
3 - Узел крепления солнечной батареи - поворотный шарнир с зажимным устройством.
4 - Контроллер заряда солнечной батареи - серийный электронный прибор.
5 - Аккумулятор - стандартный электрохимический источник постоянного тока.
6 - Инвертор - стандартный преобразователь постоянного тока в переменный ток для работы СВЧ-магнетрона.
7 - Блок GPS - ГЛОНАС - электронный прибор для определения позиционирования.
8 - Блок управления выполнен в соответствии с работой устройства по различным вариантам.
9 - Датчик «День-ночь» - датчик освещенности для включения устройства в темное время суток и отключения устройства при дневном свете.
10 - Датчик присутствия человека - стандартный электронный прибор.
11 - Датчик влажности - стандартный электронный прибор, срабатывает при дожде.
12 - Датчик наличия насекомых в зоне манка - стандартный фотооптический датчик для определения наличия саранчи у источника света.
13 - Корпус плафона - пластиковый или стеклянный светопрозрачный, куполообразный.
14 - Лампы светового манка энергосберегающие или светодиодные с минимальным энергопотреблением, стандартные, с длинной волны, привлекающей насекомых.
15 - СВЧ-магнетрон - стандартный СВЧ-магнетрон с импульсным блоком питания (от СВЧ микроволновой печи, например, с потреблением от 400 до 900 Вт).
16 - Корпус раструба - оцинкованная жесть, с углом наклона боковой поверхности 30°.
17 - Контейнер для пойманных насекомых - полипропиленовый мешок.
18 - Приемник дистанционного радиоключа - типовой датчик-приемник, срабатывающий по радиосигналу.
19 - Дистанционный радиопульт вкл./выкл. - типовой передатчик радиосигнала на включение-выключение радиоключа.
20 - Индикатор работы установки - светодиодный светильник красного цвета, сигнализирующий об опасности.
21 - Молниеприемник - металлический штырь, механически закрепленный на вертикальной стойке с минимальным значением электросопротивления.
22 - Штырь заземления - вворачиваемый в землю анкерный винт с креплением в верхней части к вертикальной стойке.
23 - Корпус блока управления - прямоугольный шкаф с элементами блока управления и вспомогательным оборудованием.
Описанным выше устройством для борьбы с саранчой пользуются следующим образом.
При размещении устройств в зоне массового скопления способной к перелету саранчи рассчитывают максимальное количество насекомых для определения возможного количества эффективного сменного отлова за период 6 часов темного времени суток.
Прибор, установленный на площади 0.5 га, за 1 час может отловить от 1 до 2 кг взрослой саранчи, а в течение смены - от 6 до 12 кг или с учетом среднего веса взрослого насекомого 10 г 1200 шт. Таким образом, периодичность срабатывания устройства в автоматическом режиме - от 3 до 5 минут. Разовый объем пойманной саранчи в среднем составляет 50 насекомых. Объем контейнера рассчитан в среднем на 10-12 кг насекомых.
Прибор для отлова саранчи устанавливается вертикально, плоскость солнечных батарей выставляется с наклоном к горизонту на 30-35 градусов с ориентацией на юг. В дневное время солнечные батареи заряжают аккумулятор через контроллер заряда и запитывают блок управления, датчики устройства и далее система функционируют в режиме ожидания. Днем от датчика «день-ночь» блокируется работа устройств поражения - СВЧ-магнетрона.
Работа устройства в автоматическом режиме начинается с наступлением темноты или днем с включения с пульта дистанционного управления в тестовом режиме. При этом блок управления анализирует состояние датчиков и при наступлении вечернего времени от датчика «день-ночь» загораются лампы светового манка. При попадании в освещенную зону светового манка насекомых в количестве, достаточном для срабатывания датчика наличия саранчи, включается СВЧ-магнетрон, пораженные насекомые беспрепятственно падают в раструб и далее в контейнер. Поражающим воздействием в зоне светового манка является электромагнитное СВЧ-воздействие на нервную систему насекомых: молекулы воды, испытывая такое воздействие, разрываются по связям и блокируют подвижность саранчи.