JPH09140293A - Shark repulsing device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は鮫の様な水生動物の
撃退方法並びに装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for repelling aquatic animals such as sharks.
【０００２】[0002]
【従来の技術】鮫のような動物の巨大神経は、多数の神
経線維を含む。これらの線維の中には筋肉に接続されて
いるものも有り、刺激を受けるとそれらの筋肉を収縮さ
せる。その他は知覚器官と動物の脳との間に張り巡らさ
れている。これらの巨大神経のひとつに人工的な刺激
を、その神経に電気的なパルスを加えることによって与
えると、神経インパルスが筋肉と脳とに直接伝達され
る。筋肉へのインパルスはそれを痙攣させ、脳へ直接送
られるインパルスと共に、見かけ上動物の全ての感覚器
官から同時に生じる不自然な感覚として認識される。脳
へ対するこれらの感覚情報は、ほとんどの場合その動物
をびっくりさせ、人工的な刺激の発生源から遁走させ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION Giant nerves in shark-like animals contain numerous nerve fibers. Some of these fibers are connected to muscles, causing them to contract when stimulated. Others are stretched between the sensory organs and the animal's brain. When artificial stimulation is applied to one of these giant nerves by applying an electrical pulse to the nerve, nerve impulses are directly transmitted to the muscle and the brain. The impulse to the muscles causes it to twitch and is perceived as an unnatural sensation, apparently from all sensory organs of the animal, with the impulse being sent directly to the brain. These sensory information to the brain almost always surprises the animal and flies from the source of the artificial stimulus.
【０００３】本出願人の係属の南アフリカ特許明細書
（ＳＡ特許明細書第９４／４５３７）は、その様な人工
的な刺激を使用して水生動物を制御するための方法並び
に装置に言及している。この特許はパルス化された電場
を使用することを記述している、すなわち水中に浸され
た電極の間に時間間隔が０．１から２００ミリ秒で繰り
返し周期が１から６０ヘルツのパルスを設定する。この
パルスの強度は２４から７２ボルトの間であり、各々の
パルスの立ち上がり時間は好適に０．００１マイクロ秒
未満である。このパルスの極性は、その電極に供給され
る電源の出力を切り替えることによって周期的に反転さ
れている。Applicant's pending South African Patent Specification (SA Patent Specification 94/4537) refers to methods and apparatus for controlling aquatic animals using such artificial stimuli. There is. This patent describes the use of a pulsed electric field, ie, setting a pulse between electrodes immersed in water with a time interval of 0.1 to 200 milliseconds and a repetition period of 1 to 60 Hertz. To do. The intensity of this pulse is between 24 and 72 volts, and the rise time of each pulse is preferably less than 0.001 microsecond. The polarity of this pulse is periodically inverted by switching the output of the power supply supplied to that electrode.
【０００４】例えば鮫の様な軟骨魚綱族の水生動物を特
に制御したいと思う場合は、パルスは好適にパルス列と
して生成され、その各々は０．１から３ミリ秒のパルス
幅の複数のパルスを含む。各パルス中のパルスは１から
３０ミリ秒の間隔が取られていて、そのパルス列は１０
０から１０００ミリ秒の間隔で繰り返される。ＳＡ特許
明細書第９４／４５３７に記載されている発明の中で提
出された実施例では、パルス列の中の各々のパルスは２
ミリ秒の幅を有し、各パルス列中のパルスは２０ミリ秒
の間隔が取られており、パルス列は２から５ヘルツの周
波数で繰り返されている。連続するパルス列の極性は好
適に切り替えられている。If one wants to particularly control an aquatic animal of the chondrodysinous family, such as sharks, the pulses are preferably generated as a pulse train, each of which is a plurality of pulses with a pulse width of 0.1 to 3 milliseconds. including. The pulses in each pulse are spaced 1 to 30 milliseconds apart and the pulse train is 10
It is repeated at intervals of 0 to 1000 milliseconds. In the embodiment presented in the invention described in SA patent specification No. 94/4537, each pulse in the pulse train is 2
With a millisecond width, the pulses in each pulse train are spaced 20 milliseconds apart and the pulse train is repeated at a frequency of 2 to 5 Hertz. The polarities of successive pulse trains are preferably switched.
【０００５】本発明は南アフリカ特許明細書第９４／４
５３７に記載の種類の装置の開発に関する。The present invention relates to South African Patent Specification No. 94/4
537 relates to the development of a device of the type described.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明によれば水中で
生活する水生動物を制御するための方法で：少なくとも
ひとつの第一及びひとつの第二電極を水中に浸し；電荷
を電荷蓄積装置に蓄え；そして電荷蓄積装置から電極経
由で水中に放電するという手順を含み、これによって電
極間に電場を生成し電極の近くから水生動物を撃退する
方法が提供されている。According to the present invention there is provided a method for controlling aquatic animals living in water: dipping at least one first and one second electrode in water; Storage; and discharging from the charge storage device through the electrodes into the water, thereby providing a method of creating an electric field between the electrodes to repel aquatic animals from near the electrodes.
【０００７】電荷蓄積装置はキャパシタであって、これ
は充電回路によって予め定められた電圧まで充電され
る。The charge storage device is a capacitor, which is charged to a predetermined voltage by the charging circuit.
【０００８】電荷蓄積装置は、低い抵抗値を有し制御さ
れた切り替え素子を経由して水中に浸された電極に接続
されることにより好適に放電される。The charge storage device is preferably discharged by being connected to an electrode immersed in water via a controlled switching element having a low resistance value.
【０００９】更に、本発明に基づく水中に居る水生動物
を制御するための装置は：水中に浸すための少なくとも
一つの第一および少なくとも一つの第二電極と；電荷を
蓄積するための電荷蓄積装置と；電気エネルギー源から
電荷蓄積装置に充電するための充電回路と；制御信号を
生成するための制御装置と；そして低抵抗値を有し、電
荷蓄積装置を選択的に第一および第二電極に、制御信号
に応答して接続し電荷装置を水中で放電させるように構
成された、少なくともひとつの制御可能な切り替え装置
とを含み、これによって電極の間に電場を生成し、その
電極の近くから水生動物を撃退する。Furthermore, the device for controlling aquatic animals in water according to the invention comprises: at least one first and at least one second electrode for immersion in water; a charge storage device for storing charge. A charging circuit for charging the charge storage device from an electrical energy source; a control device for generating a control signal; and a charge storage device having a low resistance value for selectively selecting the first and second electrodes. At least one controllable switching device configured to connect in response to a control signal to discharge the charge device in water, thereby producing an electric field between the electrodes and near the electrodes. Repel aquatic animals from.
【００１０】電荷蓄積装置はキャパシタを含む。The charge storage device includes a capacitor.
【００１１】充電回路は蓄電池から動作可能なＤＣ／Ｄ
Ｃ変換器であり、このＤＣ／ＤＣ変換器は蓄電池電圧よ
りも基本的に高い出力電圧を提供する。The charging circuit is a DC / D capable of operating from a storage battery.
A C-converter, which provides an output voltage that is essentially higher than the accumulator voltage.
【００１２】制御装置は、予め定められた周期で制御信
号を生成するためのタイミング装置と、その制御信号を
切り替え装置の制御端子にその切り替え装置を動作させ
るのに十分なエネルギーと共に供給するための駆動装置
とを含む。The control device supplies a timing device for generating a control signal at a predetermined period and a control signal for supplying the control signal to a control terminal of the switching device together with sufficient energy for operating the switching device. And a drive unit.
【００１３】切り替え装置は好適にシリコン制御整流器
（ＳＣＲ）、サイリスタまたは同等品であって、希望す
る低抵抗値特性に従って選択される。The switching device is preferably a silicon controlled rectifier (SCR), thyristor or equivalent and is selected according to the desired low resistance characteristics.
【００１４】切り替え装置と関連回路の特性は、電荷蓄
積装置が水中にパルス列を放電する際に、各々のパルス
が可能な限り急峻な立ち上がり時間を持つように好適に
選択される。The characteristics of the switching device and associated circuitry are preferably selected so that each pulse has a steepest possible rise time as the charge storage device discharges the pulse train into water.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】図示されている回路は個人用保護
装置で使用されることを意図したものであって、すなわ
ち使用者の身に着けるかまたは携帯されるものである。
このような装置は比較的小さくてかつ軽量で、しかもほ
とんどの用途で電池電力で駆動される必要がある。これ
は本発明の範囲を電池給電装置に限定することを意図す
るものでは無い。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The circuits shown are intended for use in personal protective equipment, that is, worn on or carried by the user.
Such devices need to be relatively small and lightweight, yet for most applications battery powered. This is not intended to limit the scope of the invention to battery powered devices.
【００１６】図１に於いて、電力（電池または主電源い
ずれかから）は１０の電力変換器１２に供給される。In FIG. 1, power (either from a battery or a mains power supply) is provided to ten power converters 12.
【００１７】図１の回路は、電池電力がＤＣ／ＤＣ変換
器１２に供給されることを図示している。その電圧は最
終的な応用用途で決定されるが、個人用保護装置用の典
型的な入力電圧はＤＣ／ＤＣ変換器１２への１２Ｖ蓄電
池電圧入力であり、ここで６０Ｖから２００Ｖに変換さ
れる。本発明の提出された形式では、出力電圧は８４Ｖ
であるが、環境的な要因、例えば水温並びに塩分によっ
ては異なる（または可変の）出力電圧が使用されるであ
ろう。The circuit of FIG. 1 illustrates that battery power is provided to the DC / DC converter 12. A typical input voltage for personal protective equipment is the 12V accumulator voltage input to the DC / DC converter 12, which is converted from 60V to 200V, whose voltage is determined by the final application. . In the proposed form of the invention, the output voltage is 84V.
However, different (or variable) output voltages will be used depending on environmental factors such as water temperature and salinity.
【００１８】このＤＣ電圧はキャパシタ１４に供給され
一時蓄えられて、交差ブリッジ構造で接続された複数の
シリコン制御整流器（ＳＣＲ）で放電される。This DC voltage is supplied to the capacitor 14, is temporarily stored therein, and is discharged by a plurality of silicon controlled rectifiers (SCR) connected in a cross bridge structure.
【００１９】図２に図示された制御回路の制御のもと、
ＳＣＲ１６は電極１８の組に電力を切り替える。使用す
るに当たって電極１８は水中に浸され、その際水は電解
液または負荷して機能する。Under the control of the control circuit shown in FIG.
The SCR 16 switches power to the set of electrodes 18. In use, the electrode 18 is submerged in water, with the water acting as an electrolyte or load.
【００２０】出力電圧は電極を取り囲む水の導電特性に
依存して制御される。例えば、出願人は水温が低下する
と水の導電率が低下することを発見している。従って温
度検出器を使用して回路内の可変抵抗器の抵抗値を制御
し、水温に応じてＤＣ／ＤＣ変換器１２の出力電圧を変
化させる。The output voltage is controlled depending on the conductive properties of the water surrounding the electrodes. For example, Applicants have discovered that as the water temperature decreases, the conductivity of the water decreases. Therefore, the resistance value of the variable resistor in the circuit is controlled by using the temperature detector, and the output voltage of the DC / DC converter 12 is changed according to the water temperature.
【００２１】図２に図示されている制御回路は、基本的
にタイマー回路２０、制御論理回路３０そして駆動回路
４０とで構成されている。The control circuit shown in FIG. 2 basically comprises a timer circuit 20, a control logic circuit 30 and a drive circuit 40.
【００２２】タイマー回路は集積回路タイマー２２を含
み、これは規則的に時間を切るクロックパルスを制御論
理回路３０に供給する。The timer circuit includes an integrated circuit timer 22, which provides control logic circuit 30 with regularly timed clock pulses.
【００２３】制御論理回路３０は制御信号を生成しこれ
は駆動回路４０に供給される。The control logic circuit 30 generates a control signal, which is supplied to the drive circuit 40.
【００２４】制御論理回路３０は交流点火信号をゲート
４２に供給するように設定されており、このゲートは一
対の金属酸化物半導体電解効果トランジスタ（ＭＯＳＦ
ＥＴ）４４から成り、そのドレインは一対の二重二次パ
ルス変圧器に接続されている。パルス変圧器からの出力
はＳＣＲゲートに供給される。The control logic circuit 30 is configured to provide an AC ignition signal to a gate 42, which is a pair of metal oxide semiconductor field effect transistors (MOSF).
ET) 44, the drain of which is connected to a pair of dual secondary pulse transformers. The output from the pulse transformer feeds the SCR gate.
【００２５】制御論理回路３０は交流パルスをＭＯＳＦ
ＥＴゲート４２に出力するように設定されており、これ
によって複数のＭＯＳＦＥＴ４４がパルスを順番に各々
のパルス変圧器４６．１および４６．２に供給するよう
に作動させる。The control logic circuit 30 applies an AC pulse to the MOSF.
It is set to output to the ET gate 42, which causes the plurality of MOSFETs 44 to operate to supply pulses in sequence to their respective pulse transformers 46.1 and 46.2.
【００２６】パルス変圧器４６．２第一二次巻き線４
８．１はＳＣＲ１（１６．１）に接続されている。パル
ス変圧器４６．２第二二次巻き線４８．４はＳＣＲ４
（１６．４）に接続されている。同じように、パルス変
圧器４６．１第一二次巻き線４８．２はＳＣＲ２（１
６．２）に、そしてパルス変圧器４６．１第二二次巻き
線４８．３はＳＣＲ３（１６．３）に接続されている。Pulse transformer 46.2 primary secondary winding 4
8.1 is connected to SCR1 (16.1). Pulse transformer 46.2 second secondary winding 48.4 is SCR4
(16.4). Similarly, the pulse transformer 46.1 first secondary winding 48.2 is connected to the SCR2 (1
6.2), and the pulse transformer 46.1 second secondary winding 48.3 is connected to SCR3 (16.3).
【００２７】パルス変圧器の巻線比は、ＳＣＲの励起を
急峻に切り替えるのに十分高い電圧と十分なエネルギー
とを有する制御信号をＳＣＲ１６のゲートに供給するよ
うに計算されている。本発明の提出された形式では、Ｓ
ＣＲゲートには最大ＳＣＲ定格ゲートパルスを超える切
り替えパルスが供給されている。The turns ratio of the pulse transformer is calculated to provide a control signal to the gate of SCR 16 that has a voltage high enough and energy sufficient to switch the excitation of the SCR sharply. In the submitted form of the invention, S
Switching pulses exceeding the maximum SCR rated gate pulse are supplied to the CR gate.
【００２８】ＳＣＲはキャパシタ１４の放電を可能な限
り最も速く行い、電極部で図３及び図４の波形図に図示
されているような好ましく短い立ち上がり時間の出力パ
ルスが得られるように、急峻に励起するように切り替え
られる。The SCR discharges the capacitor 14 as quickly as possible and steeply so as to obtain an output pulse with a preferably short rise time as shown in the waveform diagrams of FIGS. 3 and 4 at the electrodes. Switched to excite.
【００２９】このパルスは幅が１００マイクロ秒から２
００マイクロ秒の間で、繰り返し周期は０．５から６０
Ｈｚの間である。この点に関して、交流または整流パル
ス素子の単一繰り返しは、”上昇”及び”下降”パルス
である。This pulse has a width of 100 microseconds to 2
Between 00 microseconds, the repetition period is 0.5 to 60
Hz. In this regard, a single repetition of an alternating or rectifying pulse element is a "rising" and "falling" pulse.
【００３０】パルス間隔並びに形状（図３及び図４参
照）は、大きくは負荷（海水）のインピーダンスによっ
て決定される。各々のパルスの立ち上がり時間は、理想
的にはその回路で可能な限り瞬時に近いものであるが、
好適には０．２マイクロ秒未満である。The pulse interval and shape (see FIGS. 3 and 4) are largely determined by the impedance of the load (seawater). The rise time of each pulse is ideally as close to the instantaneous as possible in the circuit,
It is preferably less than 0.2 microsecond.
【００３１】制御論理回路３０は制御パルスを交互にＭ
ＯＳＦＥＴ４４．１及び４４．２に供給し、パルス変圧
器４６．１および４６．２の二次巻線が交互に出力パル
スを生成するようにしている。The control logic circuit 30 alternates M control pulses.
OSFETs 44.1 and 44.2 are provided so that the secondary windings of pulse transformers 46.1 and 46.2 alternately produce output pulses.
【００３２】従って、ＭＯＳＦＥＴ４４．２のゲートに
供給された制御パルスは、比較的高い電圧の制御パルス
がＳＣＲ１（１６．１）並びにＳＣＲ４（１６．４）の
ゲートに供給されるようにし、これは公称正の極性の出
力パルスが電極１８．１と１８．２との間に発生される
ようにする。次にＭＯＳＦＥＴ４４．１のゲートに供給
された制御パルスは、制御パルスがＳＣＲ２（１６．
２）並びにＳＣＲ３（１６．３）のゲートに供給される
ようにし、これは公称負の極性の出力パルスが電極の間
に発生されるようにする。従って、電極１８．１と１
８．２に於ける交流パルスは反対の極性を有し、結果的
に装置のピーク間出力電圧を二倍にする。Therefore, the control pulse applied to the gate of MOSFET 44.2 causes a relatively high voltage control pulse to be applied to the gates of SCR1 (16.1) as well as SCR4 (16.4). An output pulse of nominally positive polarity is generated between electrodes 18.1 and 18.2. Next, the control pulse supplied to the gate of the MOSFET 44.1 is SCR2 (16.
2) as well as the gate of SCR3 (16.3), which causes an output pulse of nominally negative polarity to be generated between the electrodes. Therefore, electrodes 18.1 and 1
The AC pulse at 8.2 has the opposite polarity, resulting in a doubling of the peak-to-peak output voltage of the device.
【００３３】ピーク出力電圧がそれほど重要で無い場合
は、単一切り替え装置を採用したより簡単な回路を代わ
りに使用することも可能である。If the peak output voltage is not so important, a simpler circuit employing a single switching device could be used instead.
【図１】本発明の装置の一部を構成する電極切り替え回
路の回路図。FIG. 1 is a circuit diagram of an electrode switching circuit which constitutes a part of the device of the present invention.
【図２】該装置用制御回路の回路図。FIG. 2 is a circuit diagram of a control circuit for the device.
【図３】提出された電極パルス波形のいくつかを示すオ
シロスコープ波形。FIG. 3 is an oscilloscope waveform showing some of the submitted electrode pulse waveforms.
【図４】提出された電極パルス波形のいくつかを示すオ
シロスコープ波形。FIG. 4 is an oscilloscope waveform showing some of the submitted electrode pulse waveforms.
１０ 鮫撃退装置 １２ ＤＣ／ＤＣ変換器 １４ キャパシタ（電荷蓄積装置） １６ シリコン制御整流器（ＳＣＲ） １８ 電極 ２０ タイマー回路 ２２ 集積回路タイマー ３０ 制御論理回路 ４０ 駆動回路 ４２ ＭＯＳＦＥＴゲート ４６ パルス変圧器 ４８ 変圧器二次巻線 10 Shark repelling device 12 DC / DC converter 14 Capacitor (charge storage device) 16 Silicon controlled rectifier (SCR) 18 Electrode 20 Timer circuit 22 Integrated circuit timer 30 Control logic circuit 40 Driving circuit 42 MOSFET gate 46 Pulse transformer 48 Transformer Secondary winding
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 イグナティウス マルシヌス ハーツェン ベルグ 南アフリカ国ガウテング，プレトリア，セ レサ パーク，スプリングボク アベニュ ー 108 (72)発明者 エイドリアーン ネル 南アフリカ国ガウテング，ブラックパン, シャーウッド ガーデンズ，マクシミリア ン ストリート 26 (72)発明者 イバン スラバート 南アフリカ国クワズル − ナタル，ダー バン，マルバーン，クリスウェイ アベニ ュー 24 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Ignatius Marcinus Herzenberg Gauteng, Pretoria, Seresa Park, Springbok Avenue 108 South Africa Street 26 (72) Inventor Ivan Slavart KwaZulu-Natal, Durban, Malvern, Chrisway Avenue 24 South Africa 24
Claims (11)
法であって：少なくともひとつの第一及びひとつの第二
電極を水中に浸し；電荷を電荷蓄積装置に蓄え；そして
電荷蓄積装置から電極経由で水中に放電するという手順
を含み、これによって電極間に電場を生成し電極の近く
から水生動物を撃退する前記方法。1. A method for controlling aquatic animals in water, comprising: immersing at least one first and one second electrode in water; storing charge in a charge storage device; and electrode from the charge storage device. Discharging into water via the procedure, whereby an electric field is generated between the electrodes to repel aquatic animals from near the electrodes.
蓄積装置はキャパシタであって、これは充電回路によっ
て予め定められた電圧まで充電される、前記方法。2. The method according to claim 1, wherein the charge storage device is a capacitor, which is charged to a predetermined voltage by a charging circuit.
蓄積装置は、低い抵抗値を有し制御された切り替え素子
を経由して、水中に浸された電極に接続されることによ
り放電される、前記方法。3. The method according to claim 1, wherein the charge storage device is connected to the electrode immersed in the water via a controlled switching element having a low resistance value. The method as described above, wherein the method is discharged.
置であって：水中に浸すための少なくとも一つの第一お
よび少なくとも一つの第二電極と；電荷を蓄積するため
の電荷蓄積装置と；電気エネルギー源から電荷蓄積装置
に充電するための充電回路と；制御信号を生成するため
の制御装置と；そして低抵抗値を有し、電荷蓄積装置を
選択的に第一および第二電極に、制御信号に応答して接
続し電荷装置を水中で放電させるように構成された、少
なくともひとつの制御可能な切り替え装置とを含み、こ
れによって電極の間に電場を生成し、その電極の近くか
ら水生動物を撃退する、前記装置。4. A device for controlling aquatic animals in water, comprising: at least one first and at least one second electrode for immersion in water; a charge storage device for storing charge; A charging circuit for charging the charge storage device from an electrical energy source; a control device for generating a control signal; and a charge storage device having a low resistance value, selectively on the first and second electrodes, At least one controllable switching device configured to connect in response to a control signal and to discharge the charging device in water, whereby an electric field is generated between the electrodes and aquatic from near the electrodes. The device for repelling animals.
蓄積装置はキャパシタを含む、前記装置。5. The method of claim 4, wherein the charge storage device comprises a capacitor.
回路は蓄電池から動作可能なＤＣ／ＤＣ変換器であり、
このＤＣ／ＤＣ変換器は蓄電池電圧よりも基本的に高い
出力電圧を提供する、前記装置。6. The method according to claim 5, wherein the charging circuit is a DC / DC converter operable from a storage battery,
The device, wherein the DC / DC converter provides an output voltage that is essentially higher than the accumulator voltage.
装置は、予め定められた周期で制御信号を生成するため
のタイミング装置と、その制御信号を切り替え装置の制
御端子にその切り替え装置を動作させるのに十分なエネ
ルギーと共に供給するための駆動装置とを含む、前記装
置。7. The method according to claim 6, wherein the control device includes a timing device for generating a control signal at a predetermined cycle, and the control signal is switched to a control terminal of the switching device. A drive for supplying with sufficient energy to operate the device.
替え装置は好適にシリコン制御整流器（ＳＣＲ）、サイ
リスタまたは同等品であって、希望する低抵抗値特性に
従って選択される、前記装置。8. The method of claim 7, wherein the switching device is preferably a silicon controlled rectifier (SCR), thyristor or equivalent, selected according to the desired low resistance characteristic. .
替え装置と関連回路は、電荷蓄積装置が水中にパルス列
を放電する際に、各々のパルスが可能な限り急峻な立ち
上がり時間を持つように選択される、前記装置。9. The method of claim 6, wherein the switching device and associated circuitry each pulse has a steepest possible rise time when the charge storage device discharges the pulse train into water. The device is selected as follows.
あって、実質的に添付図を参照して特許明細書に記述さ
れた、前記方法。10. A method of controlling aquatic animals in water, substantially as described in the patent specification with reference to the accompanying drawings.
あって、実質的に添付図を参照して特許明細書に記述さ
れた、前記装置。11. A device for controlling aquatic animals in water, substantially as described in the patent specification with reference to the accompanying drawings.
Applications Claiming Priority (2)
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Family Applications (1)
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- 1996-05-21 JP JP8125649A patent/JPH09140293A/en active Pending
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