CN1579154A - 红外光电探测自主驱鸟装置 - Google Patents

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佟首峰
刘云清
冯进良
刘智
王岭
刘鹏
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Changchun University of Science and Technology
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Abstract

红外光电探测自主驱鸟装置属于红外目标探测与告警技术领域。现有的鸣叫类驱鸟装置由定时电路控制，该装置一旦开启，便一直持续地间歇鸣叫，驱鸟效果不佳，设备功耗大，维护周期及设备寿命缩短，环境噪声污染严重。本发明之驱鸟装置由红外光电探测系统和信号处理电路控制，只有当有鸟类飞落在探测区域内时，驱鸟装置才鸣叫告警。不仅改善了驱鸟效果，更是大幅度地降低了设备平均功耗，从而延长了设备维护周期和寿命，减轻了环境噪声污染。本发明可应用于输电线塔上部驱鸟。

Description

红外光电探测自主驱鸟装置
技术领域
本发明属于红外目标探测与告警技术领域，是一种以光电子技术为核心技术的装置，可应用于输电线塔上部驱鸟。
背景技术
利用鸣叫装置驱鸟是现有技术中的一种常用技术手段。这类装置主要由三部分组成，见图1所示，控制系统、告警系统和电源系统，它通常是一种纯电子装置。电源系统为控制系统和告警系统提供工作电流，控制系统控制告警系统。其中比较常见的一种见图2所示，其控制系统是一种定时电路，告警系统由音源电路、放大电路和鸣叫电路组成，电源系统由充电电路和蓄电电路组成。定时电路定时发出一个触发信号，触发放大电路对来自音源电路的音频信号放大，之后将其送至鸣叫电路发声。鸣叫电路的核心部件是高音扬声器。充电电路的核心部件是光电池阵列，蓄电电路的核心部件是一个蓄电池，将太阳能转换为电能后补充给蓄电池。
发明内容
上述技术存在一些缺点，即它不管是否有鸟出现，都按固定时间间隔间歇鸣叫，这样的话一则驱鸟效果不佳，也就是说，可能当有鸟出现时，该装置恰好处在间歇状态；二则功耗大，这是因为该装置一旦开启便一直持续地间歇鸣叫，缩短了维护周期和设备寿命；三则给环境造成噪声污染。为了克服现有技术的这些缺点，我们发明了本发明之红外光电探测自主驱鸟装置。
本发明是这样实现的，见图3所示，其控制系统由红外光电探测系统和信号处理电路组成，告警系统依旧由音源电路、放大电路和鸣叫电路组成，电源系统则由充电电路、蓄电电路和保护电路三部分组成，保护电路设在蓄电电路与控制系统、告警系统之间。
上述技术方案克服了现有技术的缺点。对于本发明，移动的红外信号源出现在红外光电探测区域内，红外光电探测系统采集到一个红外光信号，之后将其转换为电信号，由信号处理电路处理后作为触发信号送至告警系统，这时告警系统才发生鸣叫。因此，本发明之装置是自主地、有的放矢地工作。只有当有鸟飞入探测区域内时，该装置才发出告警信号；只要有鸟飞入探测区域内时，该装置就发出告警信号，非常有效地驱鸟；因为该装置的鸣叫频次远远低于现有鸣叫装置，所以其平均功耗大幅度地降低，大大延长了维护周期和设备寿命，同时也明显减轻了环境噪声污染。
附图说明
图1是鸣叫类驱鸟装置系统组成图。图2是现有的一种鸣叫类驱鸟装置系统组成图。图3是本发明之红外光电探测自主驱鸟装置系统组成图。图4是本发明之驱鸟装置结构示意图。
具体实施方式
见图3、图4所示，充电电路的核心部件是一块光电池1，选用单晶硅光电池，输出电压为7V，功率为3.2W，电流为400mA，工作温度为-50～+60℃，它能够在各种气候条件下提供充电电流，一定程度上延长维护周期和设备寿命。光电池1可以在从水平到垂直的90°俯仰角和顺时针、逆时针各180°的360°水平角范围内调整，以适应地处不同纬度、线塔上不同安放位置的需要。蓄电电路的核心部件是一个蓄电池2，选用干式免维护蓄电池，可以在结冰温度以下工作，工作电压为6V。保护电路是一种过放电保护电路。当蓄电池2输出电压低于某一值(如6V)时，该电路切断，防止蓄电池2过放电，从而延长其寿命。蓄电池2的使用寿命能够达到5年以上。红外光电探测系统主要由菲聂尔透镜3和热释电元件组成。菲聂尔透镜3上的带通滤光片允许8～12μm波段的红外光通过，与鸟类体温对应的红外光就在这一波段内，该带通滤光片可以将日光中的上述波段之外对该装置构成干扰的光滤除。菲聂尔透镜3的左右视角为90～120°，上下视角为60～90°；菲聂尔透镜3能够将所探测到的红外光聚焦放大。位于该焦点上的热释电元件将该红外光信号转换为电信号。信号处理电路以BIS0001集成芯片为核心元件，其核心作用是对热释电输出的微弱信号进行预放、滤波和阈值比较，最后输出脉冲触发信号。通过对阈值电平的合理选取(本系统定位5.7V)，能够确定系统的有效作用距离(16m)和虚警概率(小于1％)；作用之二是将来自热释电元件的电压恒定、电压起伏的不同电信号区别开来，只将因飞落线塔的鸟在红外光电探测系统中形成的电压起伏的电信号作为触发信号传送给告警系统，而不将由日光中8～12μm波段的红外光在红外光电探测系统中形成的电压恒定的电信号作为触发信号传送给告警系统。音源电路的核心元件是一个语音芯片，放大电路采用推挽式，鸣叫电路的核心部件是阻抗为8Ω、功率为2W的高频扬声器4。

Claims (8)

1、一种鸣叫类驱鸟装置，由控制系统、告警系统和电源系统组成，告警系统由音源电路、放大电路和鸣叫电路组成，电源电路由充电电路和蓄电电路组成，其特征在于，控制电路由红外光电探测系统和信号处理电路组成，电源系统中加入保护电路，它设在蓄电电路与控制系统、告警系统之间。
2、根据权利要求1所述的驱鸟装置，其特征在于，红外光电探测系统主要由菲聂尔透镜(3)和热释电元件组成。
3、根据权利要求1所述的驱鸟装置，其特征在于，信号处理电路是一种以BIS0001集成芯片为核心元件的外围电路，它只将来自热释电元件大于或者等于一定电压、电压起伏的电信号作为触发信号传送给告警系统。
4、根据权利要求1所述的驱鸟装置，其特征在于，保护电路是一种过放电保护电路，当蓄电池(2)输出电压低于某一值时，该电路切断，防止蓄电池(2)过放电。
5、根据权利要求1所述的驱鸟装置，其特征在于，光电池(1)选用单晶硅光电池，输出电压为7V，功率为3.2W，电流为400mA，工作温度为-50～+60℃；可以在从水平到垂直的90°俯仰角和顺时针、逆时针各180°的360°水平角范围内调整，以适应地处不同纬度、线塔上不同安放位置的需要。
6、根据权利要求1所述的驱鸟装置，其特征在于，蓄电池(2)选用干式免维护蓄电池，工作电压为6V。
7、根据权利要求2所述的驱鸟装置，其特征在于，菲聂尔透镜(3)上的带通滤光片允许8～12μm波段的红外光通过，与鸟类体温对应的红外光就在这一波段内，该带通滤光片可以将日光中的上述波段之外对该装置构成干扰的光滤除。
8、根据权利要求2所述的驱鸟装置，其特征在于，菲聂尔透镜(3)的左右视角为90～120°，上下视角为60～90°。
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