DE102004051558A1 - Pulsed directional sound generator for insect repulsion has pulse generators connected to gas flow guides with acoustic inserts - Google Patents
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Abstract
Description
Gegenstand der Erfindung ist ein Schallgenerator zur Abgabe gerichteter und weitreichender Knallimpulse zur akustischen Warnung, als Objektschutz und zur Insektenbekämpfung.object The invention is a sound generator for dispensing directed and far-reaching bang for acoustic warning, as object protection and for insect control.
Stand
der Technik bei der gerichteten Schallerzeugung ist nach H.F. Olson.
(„Elements
of Acoustical Engineering",
1st Edition, van Nostrand Company, New York 1957) ein Linien-Array
mit zeit- bzw. phasenversetzt abstrahlender Schallgeneratoren. Mit
dieser Anordnung von Schallgeneratoren kann eine ausgeprägte Richtcharakteristik
im Freifeld erreicht werden. Je nach zeitlichem Versatz, mit dem die
Schallgeneratoren angesteuert werden, kann eine vorwärts oder
auch seitwärts
gerichtete Schallabstrahlung erreicht werden. Das o.g. Prinzip zur
gerichteten Schallgenerierung wurden in vielfältiger Weise angewendet, z.B.
mit entsprechenden Lautsprecheranordnungen zur Stadienbeschallung
wie in
Aufgabe der Erfindung sind räumlich gerichtete und zeitlich gepulste Schallgeneratoren zur Erzeugung maximaler Schallintensität und Reichweite in einer vorgegebenen Richtung nach dem Prinzip hintereinander geschalteter Einzelschallquellen. Um am Einsatzort die maximale Schallwirkung zu erreichen, sind auch mobile Ausführungsformen einzubeziehen. Im Weiteren soll die Schallabstrahlung in Rückwärtsrichtung möglichst klein sein.task The invention are spatially directional and temporally pulsed sound generators for generating maximum sound intensity and range in a given direction according to the principle behind each other Switched single sound sources. At the place of use the maximum Achieving sound effects are also mobile embodiments included. In addition, the sound radiation in the reverse direction preferably be small.
Diese Aufgabe wird mit den in den Ansprüchen ausgewiesenen Merkmalen gelöst. Im Besonderen ist dies gepulster und gerichteter Schallgenerator mit mechanikfreien, zeitversetzt gezündeten Gasgeneratoren. Zusätzlich wird der Gasstrahl zum Antrieb, zur Lenkung und zur Bremsung von flugfähigen, an ein Einsatzziel steuerbaren Impulsschallgeneratoren genutzt. Im Weiteren wird der Gasstrahl als Träger von Dispenser-Substanzen eingesetzt. Der Erfindungsgegenstand ist anhand verschiedener Ausführungsbeispiele näher spezifiziert. Es zeigen:These Task becomes with the characteristics indicated in the claims solved. In particular, this is pulsed and directional sound generator with mechanic-free, time-delayed ignited gas generators. In addition will the gas jet for propulsion, steering and braking of airworthy, on used an application target controllable impulse sound generators. in the Further, the gas jet as a carrier of dispenser substances used. The subject invention is based on various embodiments specified in more detail. Show it:
Zur
einfacheren Beschreibung der verschiedenen Ausführungsbeispiele soll vorab
eine Zeichengebung vereinbart werden. Die erste(n) Ziffer(n) eines
Bezugszeichens ist(sind) die Figuren-Nummer(n) des betreffenden
Ausführungsbeispieles
X. Mit der Endziffer werden die relevanten Konstruktionselemente
gekennzeichnet. Die Ziffer X0 steht für das Gesamtgerät, für den kompletten,
funktionsfähigen
Schallgenerator. Dieser setzt sich aus mehreren, an sich identischen
Impulsgeneratoren X1, X1',
... X1N zusammen. Im einfachsten Fall sind
dies Gasgeneratoren, wie sie z.B. im Airbag verwendet werden. Bei
repetierendem Betrieb sind unter X1 auch Pressluft, Dampf, Wasserstoffsuperoxid,
hypergole oder zündbare
Brennstoffe und auch elektrische Funkenstrecken subsumiert. Die
Zündung
der Impulsgeneratoren erfolgt in der Reihenfolge X1, X1' bis X1N jeweils
mit einem Zeitversatz Δτn =
dn/u, wenn dn der Abstand
zwischen dem n.ten und (n+1)ten Impulsgenerator und u die Durchzündgeschwindigkeit,
vorzugsweise die Luftschallgeschwindigkeit c ist. Die Bezeichnung
X2 dient als Sammelbegriff für
die zeitgenauen Auslöser.
Im Besonderen sind dies Kurzzeitventile zur Einspritzung von flüssigen und
gasförmigen
Impulsgeneratoren X1. Unter X2 sind auch die Zünder für die Impulsgeneratoren X1
zusammengefasst. Dies sind Zündpillen,
elektrische Funkenstrecken, Hypergole, Laser- und Katalysatorzünder. Mit X3 – der Gasführung – sind Vorrichtungen
beschrieben, um den zeitlichen und räumlichen Verlauf des ausströmenden Gases
einzustellen. Dazu zählen Vorkammern
mit Platzmembranen um mit einem Druckaufbau einen kurzzeitigen Gasstrahl
zu bekommen und auch Leitbleche, um z.B. mit einem ganz oder teilweise
gerichteten Gasstrahl den akustischen Dipolanteil einzustellen.
Bei mobilen, flugfähigen Schallgeneratoren
X0 dient der gelenkte Gasstrahl ebenfalls zum Antrieb, zur Steuerung
und zur Bremsung. Mit den Akustikmitteln X4 wird das Schallsignal nach
Zeit- und Frequenzverlauf geformt, dazu zählen Spiegel-, Parabolspiegel-,
Horn- und Beugungselemente. Es ist vorteilhaft, die Gasführungen
X3 und die Akustikmittel X4 so kombinieren, dass beide Aufgabenstellungen
durch dieselbe Konstruktion erfüllt werden.
Unter X5 sind die verschiedenen Dispensertypen zusammengefasst,
für Tränengas,
Nebel, Schwebeteilchen als Sichtsperre, Blitzblendung, Flammenwerfer,
Heißpartikel,
Farb-, Öl-
und Geruchmarkierung. In gleicher Weise können damit auch Flugblätter und
die mikromechanischen Hemmnisse nach
Als
nächstes
soll die zur Konstruktion und Dimensionierung eines gepulsten und
gerichteten Schallgenerators X0 maßgebende Theorie vorangestellt
werden. Der Einfachheit halber werden gleiche und im äquidistanten
Abstand d in gerader Linie aufgereihte Impulsgeneratoren X1 unterstellt;
realisiert durch die Distanzhalter X6. Die Impulsgeneratoren X1,
z.B. Gasgeneratoren, befinden sich in Umgebungsluft mit der Schallgeschwindigkeit
c und Dichte ρ und
wirken primär
als akustische Monopole mit der Volumenvergrößerung Q = Q(t)[m3].
Durch die Leitbleche X4 lässt
sich der Volumenstrahl richten, so dass auch eine akustische Dipolwirkung über den Strahlimpuls
F = F(t)[N] aktiviert werden kann. Darin bedeutet ()° = d()/dt
= Ableitung nach der Zeit t. Im Abstand r wird dadurch der Schalldruck
p erzeugt:
Nach
der Theorie erhält
man eine gerichtete Schallabstrahlung wenn die Impulsgeneratoren
X1 im zeitlichen Abstand Δτ0 =
d/c nacheinander gezündet
werden. Hier soll der allgemeinere Fall einer Durchzündgeschwindigkeit
u ≠ c, d.h.
mit einem Zündabstand Δτ = d/u zugrunde
gelegt werden. In – rotationssymmetrischen – Polarkoordinaten φ bestimmt
die Richtung von u die Achse φ =
0 des Schallgenerators X0. Bei gleichzeitiger Zündung, bei u → ∞, liegt
die maximale Schallabstrahlung bei φ = 90°. Wird der (n+1).te Impulsgenerator
X1 nach der Zeit τ =
n Δτ = nd/u gezündet, so
erhält
man mit n+1≡N
Impulsgeneratoren X1 mit der Gesamtlänge L = Nd für die Schallfrequenz
f in dem Ablagewinkel φ eines
Immissionspunktes die auf die Achse φ = 0 normierte Richtwirkung
R:
Der Einfachheit ist hier die Schallwellenlänge λ = c/f < 2d unterstellt. Diese idealisierte Theorie dient nur zur einfacheren Beschreibung. Im realen Fall wird auch von der Gleichheit und der Äquidistanz der Impulsgeneratoren X1 abgegangen, um z.B. mit einer Tschebyscheff-Verteilung eine kompaktere Richtchakteristik zu erhalten. Im Weiteren wird es notwendig, die Nichtlinearität der Schallgeschwindigkeit c bei hohen Intensitäten, Wind- und Fluggeschwindigkeit durch Zündkorrekturen zu berücksichtigen.Of the Simplicity is assumed here the sound wave length λ = c / f <2d. This idealized Theory is only for easier description. In the real case too from equality and equidistance of the pulse generators X1 are turned off, e.g. with a Chebyshev distribution to obtain a more compact directional characteristic. In the following will be it necessary, the nonlinearity the speed of sound c at high intensities, wind and airspeed through Zündkorrekturen to take into account.
Die
Ausführungsbeispiele
der
Die
Schallgeneratoren
In
Im
Ausführungsbeispiel
nach
Der
Schallgenerator
In
Die
Ausführungsbeispiele
in den
In
In
den Ausführungsbeispielen
In
In
Die
Die
Ausführungen
in den
In
den Ausführungsbeispielen
der
Zeichnungskorrekturen:
A.
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Citations (4)
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EP0219819A2 (en) * | 1985-10-17 | 1987-04-29 | Yachiyoda Sangyo Co., Ltd. | Shock wave generating apparatus |
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-
2004
- 2004-10-22 DE DE200410051558 patent/DE102004051558A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
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Legal Events
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