CN205213960U - 超声波驱鸟器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种超声波驱鸟器，包括控制模块、滤波电路、放大电路和超声波喇叭，滤波电路分别连接控制模块和放大电路，放大电路另一端连接超声波喇叭。控制模块输出电信号至滤波电路，滤波电路对电信号进行低频滤波处理，输出大于或等于预设频率的滤波信号至放大电路，放大电路对滤波信号进行放大处理后输出放大信号至超声波喇叭，驱动超声波喇叭输出高频声音。超声波喇叭输出的高频声音在人耳的听觉范围之外，不会对人类的环境造成噪音影响，超声波驱鸟器可用于居民区内的配电网，适用范围广。

Description

超声波驱鸟器

技术领域

本实用新型涉及电力线路的安全防护技术领域，特别是涉及一种超声波驱鸟器。

背景技术

电力线路主要分为输电线路和配电线路，输电线路一般原理居民区，配电线路位于居民区。随着人类对自然生态环境保护意识的加强，鸟类的繁衍数量逐渐增多，活动范围日趋扩大，鸟巢、鸟粪等给电力线路造成了极大危害，所以线路的防鸟害工作刻不容缓。

现有的驱鸟措施通常为在电力线路上设置超声波驱鸟器，利用一种输出频率在人耳听觉范围以外的超声波脉冲干扰刺激和破坏鸟类神经系统、生理系统，使其生理紊乱以达到驱鸟的目的。然而，一般情况下，传统的超声波驱鸟器不能完全滤除低频带的声音，会产生人耳可以听见的声音，因此不适用位于居民区内的配电线路，不能解决配电线路的鸟害问题。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种应用范围较广的超声波驱鸟器。

一种超声波驱鸟器，包括控制模块、滤波电路、放大电路和超声波喇叭，所述滤波电路分别连接所述控制模块和所述放大电路，所述放大电路另一端连接所述超声波喇叭；

所述控制模块输出电信号至所述滤波电路，所述滤波电路对所述电信号进行低频滤波处理，输出大于或等于预设频率的滤波信号至所述放大电路，所述放大电路对所述滤波信号进行放大处理后输出放大信号至所述超声波喇叭，驱动所述超声波喇叭输出高频声音。

上述超声波驱鸟器，通过滤波电路滤除控制模块输出的电信号中的低于预设频率的信号，将人类听觉范围内的低频段声音完全滤去，并输出滤波信号至放大电路，放大电路对滤波信号进行放大处理后输出放大信号至超声波喇叭，驱动超声波喇叭输出高频声音。超声波喇叭输出的高频声音在人耳的听觉范围之外，不会对人类的环境造成噪音影响，超声波驱鸟器可用于居民区内的配电网，适用范围广。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中的超声波驱鸟器的结构连接图；

图2为一实施例中超声波驱鸟器的局部电路示意图；

图3为另一实施例中本实用新型超声波驱鸟器的结构连接图；

图4为一实施例中电源模块的局部电路示意图。

具体实施方式

参考图1，本实用新型一实施例中的一种超声波驱鸟器，包括控制模块110、滤波电路130、放大电路150和超声波喇叭170，滤波电路130分别连接控制模块110和放大电路150，放大电路150另一端连接超声波喇叭170。

控制模块110输出电信号至滤波电路130，滤波电路130对电信号进行低频滤波处理，输出大于或等于预设频率的滤波信号至放大电路150，放大电路150对滤波信号进行放大处理后输出放大信号至超声波喇叭170，驱动超声波喇叭170输出高频声音。其中，高频声音指频率不低于预设频率的声音。

本实施例中，预设频率可以为20000赫兹。人耳的听觉范围约是16-20000Hz，通过滤波电路130滤除低于20000赫兹的电信号，使得最终超声波喇叭170输出的高频声音在人耳的听觉范围之外，不会对人类的环境造成噪音影响。

其中，电信号可以是方波信号。控制模块110可以输出频率自动变化的电信号，从而避免鸟类对同一频率的超声波产生适应性，延长鸟类的适应性，从而提高超声波驱鸟器的驱鸟效率。具体地，控制模块110可以采用现有的已知程序控制输出频率变化的电信号。

更具体地，可以通过现有的程序实现控制模块110输出电信号的工作和休眠时间比例分别为白天1：30、夜晚1：5。鸟类通常在夜间回到电力线路的铁塔上休息，白天适当减少控制模块110输出电信号的工作时间，晚上增加控制模块110输出电信号的工作时间，可以降低超声波驱鸟器的电量消耗。

在其中一实施例中，参考图2，控制模块110包括单片机U1，还包括外围电路。具体地，本实施例中，单片机U1采用STC12C5A60S2单片机，通过采用STC12C5A60S2单片机的定时器自动生成频率变化的方波信号。

单片机U1包括引脚1-40，外围电路包括排阻R10、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电阻R3、开关S5和晶振Y1，其中排阻R10和电阻R3均为10K欧姆，电容C1为104F，电容C2为10uF，电容C3和电容C4均为30pF。电容C1一端连节单片机U1的引脚40，且外接+5V电压，另一端接地。单片机U1的引脚32至引脚40连接排阻R10。电容C2和电阻R3串联，且公共端连接单片机U1的引脚9；电容C2一端外接+5V电压，电阻R3一端接地，开关S5并联于电容C2的两端。电容C3和电容C4并联，且一端接地，电容C3的一端和电容C4的一端并联晶振Y1，晶振Y1连接电容C3的一端连接单片机U1的引脚18，晶振Y1连接电容C4的一端连接单片机U1的引脚19。单片机U1的引脚20接地。

在其中一实施例中，参考图3，超声波驱鸟器还包括电源模块120，电源模块120连接控制模块110，用于给控制模块110提供工作电压。本实施例中，电源模块120给控制模块110提供+5伏电压。

在其中一实施例中，电源模块120可以包括太阳能电池板(图未示)和蓄电池(图未示)，太阳能电池板的正极分别连接蓄电池的正极和控制模块110，太阳能电池板的负极连接蓄电池的负极且接地，蓄电池的正极还连接控制模块110。电源模块120采用太阳能电池板和蓄电池混合供电的方式，太阳能电池板和蓄电池均可以直接给控制模块110供电，同时太阳能电池板也可以给蓄电池供电，由蓄电池提供给控制模块110工作电压。

具体地，参考图4，本实施例中，电源模块120还包括电源开关S6、第一电阻R0和发光二极管，电源开关S6一端连接蓄电池的正极，另一端连接第一电源接入端VCC。本实施例中，电源开关S6具体为通过P2连接蓄电池的正极，蓄电池的负极通过P3接地。第一电阻R0一端连接第一电源接入端，另一端连接发光二极管的正极，发光二极管的负极接地。当需要检测蓄电池电量时，闭合电源开关S6，通过判断发光二极管是否亮来判断蓄电池的电量，方便快捷。具体地，本实施例中，第一电阻R0的阻值为1K欧姆。

在其中一实施例中，电源模块120还包括充电控制器(图未示)，太阳能电池板的正极、负极和蓄电池的正极、负极均连接充电控制器；充电控制器控制太阳能电池板向蓄电池充电。

在其中一实施例中，滤波电路130为二阶高通滤波电路。二阶高通滤波电路输入阻抗高，输出阻抗低，滤除低频信号的效率高。

具体地，参考图2，本实施例中，滤波电路130包括两节RC滤波电路和同相比例放大电路，具体包括第一电容C5、第二电容C6、第二电阻R4、第三电阻R5、第四电阻R6、第五电阻R7和运算放大器。运算放大器可以采用OP07AH运算放大器。

第一电容C5和第二电容C6串联，且公共端通过第二电阻R4连接运算放大器的输出端，第一电容C5的另一端连接控制模块110，第二电容C6的另一端连接运算放大器的同相输入端，且通过第三电阻R5接地，运算放大器的反相输入端通过第四电阻R6接地，且通过第五电阻R7连接运算放大器的输出端，运算放大器的输出端连接放大电路150。

二阶高通滤波电路的通带增益根据公式求得：

$A_{vp}=1+\frac{R_7}{R_6};$

传递函数为：

$A_v\left(s\right)=\frac{{\left(sCR\right)}^2{A}_{vp}}{1+(3-A_{vp})sCR+{\left(sCR\right)}^2};$

其中，A_vp为通带增益，A_v(s)表示高通滤波的传递函数，s为函数的自变量，C、R构成电路的反馈网络。

令：

$f_0=\frac{1}{2\mathrm{\π}CR};$

$Q=\frac{1}{(3-A_{vp})};$

可得出频响表达式：

$A_r=\frac{A_{vp}}{1-{\left(\frac{f_0}{f}\right)}^2+j\left(\frac{1}{Q}\right)\frac{f_0}{f}};$

其中,f₀为截止频率，Q为品质因数，A_r表示频响函数，f为函数的自变量，j为虚数。

第一电容C5和第二电容C6的容量应在纳法数量级上，第二电阻R4和第三电阻R5的阻值应在几百千欧以内。本实施例中，选择第一电容C5和第二电容C6均为5nF，则第二电阻R4和第三电阻R5为1.59千欧，具体选择阻值为1.66千欧。第四电阻R6取10千欧，第五电阻R7取5千欧，则A_vp为1.5，符合A_vp<3,能稳定工作。

具体地，参考图2，本实施例中，放大电路150包括第三电容C7、第六电阻R8、滑动变阻器R1和NPN三极管Q1。第三电容C7电容值取104F，第六电阻R8阻值取10K欧姆，滑动变阻器R1阻值取10K欧姆，NPN三极管Q1为9014三极管。

第六电阻R8一端连接第二电源接入端，具体为连接+5V，另一端连接滤波电路130和NPN三极管Q1的基极。NPN三极管Q1的集电极连接滑动变阻器R1的滑片，通过滑动变阻器R1连接第二电源接入端，且通过第三电容C7连接超声波喇叭170的正极，例如可以是通过插座P1连接超声波喇叭170的正极。NPN三极管Q1的基极连接滤波电路130，具体为连接运算放大器的输出端。NPN三极管Q1的发射极接地，且连接超声波喇叭170的负极，例如可以是通过插座P4连接超声波喇叭170的负极。

控制模块110输出的电信号通常为低压信号，经过滤波电路130的滤波信号同样电压低，通过放大电路150将滤波信号放大后得到放大信号，可驱动超声波喇叭170输出高频声音。

在其中一实施例中，超声波喇叭170的数量为多个。本实施例中，放大电路150连接有两个超声波喇叭170。可以理解，在其他实施例中，放大电路150连接的超声波喇叭170数量可以为其他。

上述超声波驱鸟器，通过滤波电路130滤除控制模块110输出的电信号中的低于预设频率的信号，将人类听觉范围内的低频段声音完全滤去，并输出滤波信号至放大电路150，放大电路150对滤波信号进行放大处理后输出放大信号至超声波喇叭170，驱动超声波喇叭170输出高频声音。超声波喇叭170输出的高频声音在人耳的听觉范围之外，不会对人类的环境造成噪音影响，超声波驱鸟器可用于居民区内的配电网，适用范围广。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种超声波驱鸟器，其特征在于，包括控制模块、滤波电路、放大电路和超声波喇叭，所述滤波电路分别连接所述控制模块和所述放大电路，所述放大电路另一端连接所述超声波喇叭；

所述控制模块输出电信号至所述滤波电路，所述滤波电路对所述电信号进行低频滤波处理，输出大于或等于预设频率的滤波信号至所述放大电路，所述放大电路对所述滤波信号进行放大处理后输出放大信号至所述超声波喇叭，驱动所述超声波喇叭输出高频声音。

2.根据权利要求1所述的超声波驱鸟器，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块连接所述控制模块。

3.根据权利要求2所述的超声波驱鸟器，其特征在于，所述电源模块包括太阳能电池板和蓄电池，所述太阳能电池板的正极分别连接所述蓄电池的正极和所述控制模块，所述太阳能电池板的负极连接所述蓄电池的负极且接地，所述蓄电池的正极还连接所述控制模块。

4.根据权利要求3所述的超声波驱鸟器，其特征在于，所述电源模块还包括电源开关、第一电阻和发光二极管，所述电源开关一端连接所述蓄电池的正极，另一端连接第一电源接入端；所述第一电阻一端连接所述第一电源接入端，另一端连接所述发光二极管的正极，所述发光二极管的负极接地。

5.根据权利要求3所述的超声波驱鸟器，其特征在于，所述电源模块还包括充电控制器，所述太阳能电池板的正极、负极和所述蓄电池的正极、负极均连接所述充电控制器；所述充电控制器控制所述太阳能电池板向所述蓄电池充电。

6.根据权利要求1所述的超声波驱鸟器，其特征在于，所述控制模块包括单片机。

7.根据权利要求1所述的超声波驱鸟器，其特征在于，所述滤波电路为二阶高通滤波电路。

8.根据权利要求1所述的超声波驱鸟器，其特征在于，所述滤波电路包括第一电容、第二电容、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和运算放大器；

所述第一电容和所述第二电容串联，且公共端通过所述第二电阻连接所述运算放大器的输出端，所述第一电容的另一端连接所述控制模块，所述第二电容的另一端连接所述运算放大器的同相输入端，且通过所述第三电阻接地，所述运算放大器的反相输入端通过所述第四电阻接地，且通过所述第五电阻连接所述运算放大器的输出端，所述运算放大器的输出端连接所述放大电路。

9.根据权利要求1所述的超声波驱鸟器，其特征在于，所述放大电路包括第三电容、第六电阻、滑动变阻器和NPN三极管；

所述第六电阻一端连接第二电源接入端，另一端连接所述滤波电路和所述NPN三极管的基极；所述NPN三极管的集电极连接所述滑动变阻器的滑片，通过所述滑动变阻器连接所述第二电源接入端，且通过所述第三电容连接所述超声波喇叭的正极，所述NPN三极管的基极连接所述滤波电路，所述NPN三极管的发射极接地，且连接所述超声波喇叭的负极。

10.根据权利要求1所述的超声波驱鸟器，其特征在于，所述超声波喇叭的数量为多个。