CN205305830U - 室内相控电子声聚焦式飞行昆虫驱离与灭杀装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种室内相控电子声聚焦式飞行昆虫驱离与灭杀装置，包括若干声换能器，声换能器组合成为阵列声换能器；阵列声换能器连接有信号采集与处理装置、FPGA芯片、旋转与移动控制装置和驱动电源；阵列声换能器通过信号发生电路与FPGA芯片相连；FPGA芯片连接信号采集与处理装置。本实用新型利用阵列声换能器接收飞行昆虫的翅膀振动声信号，进行高速定位、识别与信号频率获取，再通过FPGA控制声换能器的发射激励，将特定频率的声场能量会聚于指定区域并产生高强度声场，再利用高强度声场作用于飞行昆虫后产生机械效应原理将聚焦区域内的飞行昆虫进行驱离或灭杀。

Description

室内相控电子声聚焦式飞行昆虫驱离与灭杀装置

技术领域

本实用新型属于声控领域，具体地，本实用新型涉及一种室内相控电子声聚焦式飞行昆虫驱离与灭杀装置。

背景技术

室内飞行昆虫诸如苍蝇、蚊子、飞蚁、蟑螂等影响着人们的日常生活，以及污染周边环境。它们本身携带有各类病菌，是病毒传播的重要途径之一。对人类的生活与健康产生极大的危害。日常人们所常采用的灭杀方式主要是以化学方法为主，例如：杀虫剂、电蚊香等，该类方法在灭杀昆虫之时也污染着环境，使用不当或长期使用还会对人体造成危害。其次所采用的是物理防治法，例如：灯光诱杀、挂蚊帐等，此类方法是一种消极防御，无法形成积极有效的驱杀。现如今还出现一种高速的激光灭蚊方法，但是该方法中激光对人眼存在着潜在的不可逆损伤威胁，使用户的安全难以得到保证。因此，针对当前还未有高效、安全、环保的方法实现室内飞行昆虫的驱离或灭杀，本发明提出了一种全新的解决方案。

相控超声聚焦技术是一门应用极为广泛的超声检测技术，其原理主要是利用声传输的惠更斯-菲涅耳原理，通过调整各超声换能器中各阵列元的发射/接收信号的相位延迟，形成对超声合成波面的曲率、指向、孔径等进行控制的原理，从而达到波束聚焦、偏转、波束形成等多种效果。其优点在于：1、扫描速度速度快，通过电子扫描技术实现高速扫描，要比光栅扫描快一个数量级；2、可实现动态聚焦，能够按照对像的空间位置不同实现动态聚焦；3.灵活性好，用一个相控阵探头，就能涵盖多种应用。正由于这种技术具有独特的工作优势，该技术最早应用于医学超声成像领域以及工业测试领域。并且随着技术的不断更新，该项技术的发展已步入较成熟悉阶段。此外，高能聚焦超声技术做为一种无创性实体肿瘤“切除”、“碎石”的技术已经广泛应用于临床医疗之中；它利用于高能聚焦超声作用于标靶之时，产生热效应、空化效应以及机械效应实现“切除”与“碎石”；它是当前超声聚焦技术研究中一个十分活跃的研究领。但是目前聚焦超声的成像与手术治疗两方面的技术，还尚未完成技术上的融合，且在飞行昆虫灭杀方向尚未有综合应用。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种室内相控电子声聚焦式飞行昆虫驱离与灭杀装置。本实用新型利用阵列声换能器接收飞行昆虫的翅膀振动声信号，进行高速定位、识别与信号频率获取，再通过FPGA控制声换能器的发射激励(振幅、频率、延时)，将特定频率的声场能量会聚于指定区域并产生高强度声场，再利用高强度声场作用于飞行昆虫后产生机械效应原理将聚焦区域内的飞行昆虫进行驱离或灭杀。

为达到上述技术效果，本实用新型的技术方案是：

一种室内相控电子声聚焦式飞行昆虫驱离与灭杀装置，包括若干声换能器，声换能器组合成为阵列声换能器；阵列声换能器连接有信号采集与处理装置、FPGA芯片、旋转与移动控制装置和驱动电源；阵列声换能器通过信号发生电路与FPGA芯片相连；FPGA芯片连接信号采集与处理装置；驱动电源连接信号采集与处理装置、FPGA芯片和旋转与移动控制装置。

进一步的改进，所述阵列声换能器为多元阵列式声探头。

进一步的改进，所述多元阵列式声探头为一维阵列声探头、二维阵列声探头、环形阵列声探头或凸阵列声探头。

进一步的改进，所述旋转与移动控制装置中设有带动声换能器旋转的旋转电机和带动声换能器平移的伺服电机。

本实用新型的优点:

1.本实用新型利用高强度声场作用于飞行昆虫后产生机械效应原理将聚焦区域内的飞行昆虫进行驱离或灭杀，绿色环保。

2.通过相控聚焦方式声场聚焦实现快速、可控，且扫查范围广；同时将聚焦灭杀与空间定位技术融于一体。

3.本实用新型利用换能器接收时间延迟的声信号进行空间位置的定位，速度快、效率高。

4.本实用新型还能实现飞行昆虫的自动识别。

5.本实用新型装置结构简单，操作简便，易于便携使用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细的说明。

实施例1

如图1所示的一种室内相控电子声聚焦式飞行昆虫驱离与灭杀装置，包括若干声换能器，声换能器组合成为阵列声换能器；阵列声换能器连接有信号采集与处理装置、FPGA芯片、旋转与移动控制装置和驱动电源；阵列声换能器通过信号发生电路与FPGA芯片相连；FPGA芯片连接信号采集与处理装置；驱动电源连接信号采集与处理装置、FPGA芯片和旋转与移动控制装置。

阵列声换能器优选为多元阵列式声探头。多元阵列式声探头可为一维阵列声探头、二维阵列声探头、环形阵列声探头或凸阵列声探头。

旋转与移动控制装置中设有带动声换能器旋转的旋转电机和带动声换能器平移的伺服电机。也可以用其他结构实现声换能器的旋转和平移。

上述装置的使用方法及原理如下所示：

步骤1)阵列声换能器接收飞行昆虫翅膀振动发出的声信号，阵列声换能器中处于不同位置的各声换能器接收到不同的延时声信号，并将延时声信号转换为的电信号；

步骤2)将电信号通过信号采集与处理装置输送至FPGA芯片进行处理；

步骤3)FPGA芯片通过分析电信号获得声信息的频率、幅值、时延以及声源的空间位置与方向，并进行昆虫自动识别与分类；

步骤4)FPGA芯片控制的信号发生电路生成对应频率与时延的控制声发射激励源，控制声发射激励源激励阵列声换能器中各声换能器，使各声换能器生成对应频率、振幅以及时延的外传声信号；外传声信号将声场能量会聚于飞行昆虫所处空间，产生声场，作用于飞行昆虫；

步骤5)阵列声换能器接收飞行昆反射回来的声信号，进行再次空间定位；根据再次空间定位信息，FPGA芯片通过旋转与移动控制装置控制各声换能器进行旋转和/或平移；

步骤6)FPGA芯片通过控制各声换能器进行旋转和/或平移对飞行昆虫进行跟踪，实现对飞行昆虫的持续驱离或灭杀。

本发明的主要工作原理是利用声场作用于生物体产生机械效应与热效应的原理对飞行昆虫进行驱离与灭杀

以上实例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (4)

1.一种室内相控电子声聚焦式飞行昆虫驱离与灭杀装置，其特征在于，包括若干声换能器，声换能器组合成为阵列声换能器；阵列声换能器连接有信号采集与处理装置、FPGA芯片、旋转与移动控制装置和驱动电源；阵列声换能器通过信号发生电路与FPGA芯片相连；FPGA芯片连接信号采集与处理装置；驱动电源连接信号采集与处理装置、FPGA芯片和旋转与移动控制装置。

2.如权利要求1所述的室内相控电子声聚焦式飞行昆虫驱离与灭杀装置，其特征在于，所述阵列声换能器为多元阵列式声探头。

3.如权利要求2所述的室内相控电子声聚焦式飞行昆虫驱离与灭杀装置，其特征在于，所述多元阵列式声探头为一维阵列声探头、二维阵列声探头、环形阵列声探头或凸阵列声探头。

4.如权利要求1所述的室内相控电子声聚焦式飞行昆虫驱离与灭杀装置，其特征在于，所述旋转与移动控制装置中设有带动声换能器旋转的旋转电机和带动声换能器平移的伺服电机。