RU2366158C2 - Method of duplex function of electric current on biological objects of vegetable and animal origin, and device for method implementation - Google Patents
Method of duplex function of electric current on biological objects of vegetable and animal origin, and device for method implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2366158C2 RU2366158C2 RU2005122232/12A RU2005122232A RU2366158C2 RU 2366158 C2 RU2366158 C2 RU 2366158C2 RU 2005122232/12 A RU2005122232/12 A RU 2005122232/12A RU 2005122232 A RU2005122232 A RU 2005122232A RU 2366158 C2 RU2366158 C2 RU 2366158C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- test
- conductivity
- impulse
- active electrode
- biological
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
- Y02P60/14—Measures for saving energy, e.g. in green houses
Landscapes
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
- Catching Or Destruction (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к импульсной электронной технике, охватывающей область биотехнологий, и может быть использовано в биологии, медицине, сельском хозяйстве для воздействия на биологические объекты электрическим током с целью уничтожения, стимуляции, а также повышения их устойчивости к внешним воздействиям окружающей среды.The invention relates to pulsed electronic technology, covering the field of biotechnology, and can be used in biology, medicine, agriculture to influence biological objects with electric current in order to destroy, stimulate, and increase their resistance to external environmental influences.
Известен способ воздействия на биологические объекты, например животных или растения, электромагнитным полем, возникающим между активным и пассивным электродами с необходимой аппаратурой при подключении их к источнику электрического тока. Способ заключается в воздействии на объект электромагнитного поля в течение определенного промежутка времени, при этом воздействие осуществляют в широком диапазоне токов и напряжений (RU, 94003830 А1, 1995.12.27).A known method of influencing biological objects, such as animals or plants, by an electromagnetic field arising between the active and passive electrodes with the necessary equipment when connecting them to a source of electric current. The method consists in exposing the object to an electromagnetic field for a certain period of time, the effect being carried out in a wide range of currents and voltages (RU, 94003830 A1, 1995.12.27).
К недостаткам данного способа следует отнести ограниченный диапазон использования.The disadvantages of this method include a limited range of use.
Известен способ повышения урожайности и снижения сроков вегетации растений, в котором на почву в корневой системе растений воздействуют постоянным электрическим током. При этом скорость процесса электролиза поддерживают прямо пропорционально интенсивности фотосинтеза. Это позволяет наиболее эффективно использовать усваивание растением ионов питательных веществ (RU, 2058717 С1, 1996.04.27).A known method of increasing productivity and reducing the time of vegetation of plants, in which the soil in the root system of plants is affected by direct electric current. Moreover, the rate of the electrolysis process is directly proportional to the intensity of photosynthesis. This allows the most efficient use of the assimilation of nutrient ions by the plant (RU, 2058717 C1, 1996.04.27).
Недостатками данного способа являются ограниченные возможности действия постоянного тока на биологическую среду, а также ограниченная область применения.The disadvantages of this method are the limited possibilities of direct current on the biological environment, as well as the limited scope.
Наиболее близким аналогом (прототипом) предлагаемого изобретения является способ воздействия на объекты растительного происхождения, в котором используется принцип изменения расположения силовых линий, обеспечивающий максимальную плотность тока, с применением источника электрической энергии переменного тока высокого напряжения (Попов В.М., Таскаева А.Г. Электрический ток уничтожает сорные растения. Агро, XXI Век, АГРОРУС, 1999, 6).The closest analogue (prototype) of the present invention is a method of influencing objects of plant origin, which uses the principle of changing the location of power lines, providing maximum current density, using a source of high-voltage alternating current electric energy (Popov V.M., Taskaeva A.G. Electric current destroys weeds. Agro, XXI Century, AGRORUS, 1999, 6).
В данном способе используется принцип прямого воздействия на биообъект электрическим током высокого напряжения. Для этих целей может использоваться переменное или импульсное напряжение различной частоты, длительности и формы. Электрическая энергия воздействия подается в момент соприкосновения активного электрода с поверхностью объекта. Для проведения такой процедуры необходимо использовать источник с выходным напряжением от 3кВ до 25кВ, поскольку напряжение пробоя собственной изоляции большинства объектов растительного происхождения составляет не менее 1,5…2кВ. Таким образом, эквивалентная нагрузка для источника высокого напряжения представляет собой сопротивление с нелинейной характеристикой, которое первоначально в момент касания активного электрода биообъекта имеет высокое сопротивление (от 1,5 мOм до 50 мOм), а после пробоя изоляции падает в десятки раз. Такой режим «ударной» нагрузки для высоковольтного источника является крайне неблагоприятным, поскольку ток в момент пробоя изоляции имеет высокую скорость нарастания и большую величину мгновенного значения, близкого к току короткого замыкания. После пробоя изоляции по всему объему объекта воздействия образуется множество разветвленных токопроводящих каналов, которые «размывают» электрическую энергию, превращая ее в тепло. Поэтому эффективность воздействия данного способа, а также КПД использования источника энергии крайне низкие.This method uses the principle of direct exposure to a biological object with high voltage electric current. For these purposes, AC or pulse voltage of various frequencies, durations and shapes can be used. The electrical energy of the impact is supplied at the moment of contact of the active electrode with the surface of the object. To carry out such a procedure, it is necessary to use a source with an output voltage of 3 kV to 25 kV, since the breakdown voltage of the own insulation of most objects of plant origin is at least 1.5 ... 2 kV. Thus, the equivalent load for a high voltage source is a resistance with a non-linear characteristic, which initially at the moment of touching the active electrode of a biological object has a high resistance (from 1.5 mOhm to 50 mOhm), and after insulation breakdown it drops by tens of times. This “shock” load mode for a high-voltage source is extremely unfavorable, since the current at the time of insulation breakdown has a high slew rate and a large instantaneous value close to the short circuit current. After the breakdown of insulation throughout the entire volume of the object of influence, many branched conductive channels are formed, which “erode” electrical energy, turning it into heat. Therefore, the effectiveness of the impact of this method, as well as the efficiency of use of the energy source is extremely low.
Использование специальных форм электрических импульсов, благоприятных для стимуляции (например, островершинная волна), в данном способе не представляется возможным, поскольку происходит искажение и затяжка фронтов операционных импульсов как во время нарастания, так и во время спада. Реальный частотный диапазон данного способа ограничен на уровне 3…5 кГц.The use of special forms of electrical impulses that are favorable for stimulation (for example, peat wave) in this method is not possible, since there is a distortion and tightening of the fronts of the operating pulses both during rise and fall. The real frequency range of this method is limited to 3 ... 5 kHz.
Другим недостатком известного способа является то, что высоковольтный источник при напряжениях выше 7…10кВ неустойчиво работает в режиме ударных токов в диапазоне от 20А до 150А, необходимых, например, для осуществления процедуры уничтожения сорных растений, а также имеет большие габариты и массу (более 50…100 кг).Another disadvantage of this method is that the high-voltage source at voltages above 7 ... 10 kV unstably operates in the shock current mode in the range from 20A to 150A, necessary, for example, to carry out the procedure for the destruction of weeds, and also has large dimensions and weight (more than 50 ... 100 kg).
Работа с таким оборудованием крайне опасна с точки зрения техники безопасности и требует специальной подготовки высококвалифицированного обслуживающего персонала.Work with such equipment is extremely dangerous from the point of view of safety measures and requires special training of highly qualified staff.
Недостатками известного способа являются низкий КПД, ограниченный частотный диапазон, низкая избирательность воздействия на объект, а так же ограниченная область применения.The disadvantages of this method are low efficiency, limited frequency range, low selectivity of the impact on the object, as well as a limited scope.
Технической задачей изобретения является создание способа дуплексного воздействия электрическим током на биологические объекты растительного и животного происхождения, обладающего расширенным частотным диапазоном, высоким КПД, высокой избирательностью воздействия и широким диапазоном использования.An object of the invention is to provide a method for the duplex exposure of electric current to biological objects of plant and animal origin, which has an extended frequency range, high efficiency, high selectivity and a wide range of uses.
Эта задача достигается тем, что при воздействии электрическим током на биологические объекты растительного и животного происхождения сначала на биообъект посредством активного электрода подают последовательность тестовых импульсов с целью идентификации объекта и определения его дифференциальной проводимости, затем, на основании полученных данных тестирования, осуществляют дуплексное воздействие электрическим током, которое определяет конечный результат, а именно уничтожение или стимуляцию биообъекта.This task is achieved by the fact that when an electric current is applied to biological objects of plant and animal origin, a sequence of test pulses is first applied to the biological object by means of an active electrode in order to identify the object and determine its differential conductivity, then, based on the test data obtained, a duplex electric current is applied , which determines the final result, namely the destruction or stimulation of a biological object.
В предлагаемом способе процедура воздействия на биообъект электрическим током состоит из двух этапов.In the proposed method, the procedure for influencing a biological object by electric current consists of two stages.
На первом этапе происходит исследование биообъекта последовательностью тестовых импульсов, которые отличаются друг от друга напряжением, длительностью и формой. Это необходимо для того, чтобы идентифицировать объект и определить его дифференциальную комплексную проводимость при различных возмущающих воздействиях, не изменяя его физического состояния.At the first stage, a bioobject is examined by a sequence of test pulses that differ from each other in voltage, duration and shape. This is necessary in order to identify the object and determine its differential complex conductivity under various disturbing influences, without changing its physical state.
На втором этапе осуществляется дуплексное воздействие. На биообъект, учитывая полученные данные тестирования, подается импульс инициации, который пробивает собственную изоляцию и создает внутри объекта проводящий канал, при этом падение напряжения на нем резко уменьшается. В момент образования проводящего канала в заданной (благоприятной) точке вольт-амперной характеристики для силового воздействия подается операционный импульс, определяющий конечный результат всей процедуры. Если энергия операционного импульса достаточно велика, то объект будет уничтожен. В ином случае, при низком значении энергии операционного импульса, результатом воздействия может быть стимуляция или замедление роста биообъекта, изменение его морфологической структуры, восприятия окружающей среды и т.д.At the second stage, duplex exposure is performed. Taking into account the obtained test data, an initiation pulse is applied to the biological object, which breaks through its own insulation and creates a conducting channel inside the object, while the voltage drop across it decreases sharply. At the time of the formation of the conductive channel at a given (favorable) point of the current-voltage characteristic, an operational impulse is supplied for the force action, which determines the final result of the entire procedure. If the energy of the operational impulse is large enough, then the object will be destroyed. Otherwise, with a low value of the energy of the operational impulse, the result of exposure can be a stimulation or a slowdown in the growth of a biological object, a change in its morphological structure, perception of the environment, etc.
Принцип дуплексного воздействия позволяет решить две принципиальных проблемы - существенно снизить напряжение операционного (силового) импульса и сосредоточить электрическую энергию в пределах одного проводящего канала, не распыляя ее по всему объему объекта. Практически, напряжение силового источника при воздействии на биообъекты растительного происхождения может быть снижено до 0,7…1,5кВ, а его мощность уменьшена в 3…5 раз.The principle of duplex exposure allows you to solve two fundamental problems - significantly reduce the voltage of the operational (power) impulse and concentrate the electrical energy within one conductive channel without spraying it throughout the entire volume of the object. In practice, the voltage of a power source when exposed to biological objects of plant origin can be reduced to 0.7 ... 1.5 kV, and its power is reduced by 3 ... 5 times.
Напряжение тестового сигнала, также как импульса инициации, образующего проводящий канал, должно быть достаточно высоким. Это необходимо для того, чтобы беспрепятственно преодолеть изоляционный барьер биообъекта. Напротив, ток, прикладываемый к объекту до момента поступления дуплексного импульса, должен быть ограниченным (щадящим) - он не должен вызывать каких-либо физических или структурных изменений или нарушать внутриобменные процессы биообъекта. Поэтому тестовый источник должен вырабатывать высокое напряжение и небольшой ток, достаточный для формирования проводящего канала.The voltage of the test signal, as well as the initiation pulse forming the conductive channel, must be sufficiently high. This is necessary in order to freely overcome the isolation barrier of a biological object. On the contrary, the current applied to the object before the arrival of the duplex pulse should be limited (gentle) - it should not cause any physical or structural changes or disrupt the internal exchange processes of the biological object. Therefore, the test source must generate a high voltage and a small current sufficient to form a conductive channel.
Благодаря наличию проводящего канала скорость нарастания тока операционного источника во много раз превосходит скорость нарастания тока в обычном режиме, в результате этого эффективность воздействия возрастает пропорционально увеличению плотности тока, проходящего через биообъект, в единицу времени.Due to the presence of the conducting channel, the current rise rate of the operating source is many times higher than the current rise rate in the normal mode, as a result of which the impact efficiency increases in proportion to the increase in the current density passing through the biological object per unit time.
Значительное повышение частоты обработки биологических объектов стало возможным благодаря снижению напряжения операционных импульсов. Это позволяет использовать быстродействующие импульсные источники питания, выполненные на полупроводниковых элементах, работающие на частотах до 120кГц, при выходных токах до 1000А и напряжениях до 3кВ.A significant increase in the frequency of processing of biological objects was made possible by reducing the voltage of operational pulses. This allows the use of high-speed switching power supplies made on semiconductor elements operating at frequencies up to 120 kHz, with output currents up to 1000 A and voltages up to 3 kV.
Предлагаемый способ способствует созданию разнообразных аппаратных средств воздействия электрическим током на биологические объекты растительного и животного происхождения, имеющих высокий КПД, небольшие габариты и массу, обладающих высокой выходной мощностью, высокой эффективностью, широким спектром используемых частот и широким диапазоном использования.The proposed method contributes to the creation of a variety of hardware electric shock on biological objects of plant and animal origin, with high efficiency, small size and mass, with high output power, high efficiency, a wide range of frequencies and a wide range of uses.
Способ дуплексного воздействия позволяет максимально использовать энергию операционного импульса, обеспечивая высокий КПД, при минимальных затратах электрической энергии.The method of duplex exposure allows the maximum use of the energy of the operating pulse, providing high efficiency, with minimal cost of electric energy.
К достоинствам данного способа следует отнести возможность создания устройств уничтожения или стимуляции биологических объектов в малогабаритном переносном исполнении, работающих от компактной аккумуляторной батареи напряжением 6…12 В.The advantages of this method include the ability to create devices for the destruction or stimulation of biological objects in a portable portable design, powered by a compact battery voltage of 6 ... 12 V.
На чертеже представлена функциональная схема и эпюры вольт-амперных характеристик устройства дуплексного воздействия электрическим током на биологические объекты растительного и животного происхождения, поясняющие работу предлагаемого способа.The drawing shows a functional diagram and diagrams of the current-voltage characteristics of the device of duplex exposure to electric current on biological objects of plant and animal origin, explaining the operation of the proposed method.
Наиболее близким аналогом (прототипом) предлагаемого изобретения является установка для уничтожения сорных растений с помощью электрической энергии "ЭРПИК", содержащая источник электрической энергии, систему управления и электроды (проект «ИНТЕЛЛЕКТ», рубрика ГРНТИ: 68.35, Попов В.М., 2000 г.).The closest analogue (prototype) of the present invention is the installation for the destruction of weeds using electric energy "ERPIK", containing a source of electric energy, a control system and electrodes (project "INTELLIGENCE", GRNTI rubric: 68.35, V. Popov, 2000 .).
Недостатками данного устройства являются ограниченный спектр используемых частот, большие габариты и масса, низкий КПД, а также ограниченный диапазон использования.The disadvantages of this device are the limited range of frequencies used, large dimensions and mass, low efficiency, as well as a limited range of use.
Технической задачей изобретения является создание устройства дуплексного воздействия электрическим током на биологические объекты растительного и животного происхождения, обладающего расширенным частотным диапазоном, небольшими габаритами и массой, высоким КПД и широким диапазоном использования.An object of the invention is to provide a device for the duplex exposure of electric current to biological objects of plant and animal origin, having an expanded frequency range, small dimensions and weight, high efficiency and a wide range of use.
Эта техническая задача достигается тем, что в устройство дуплексного воздействия электрическим током на биологические объекты растительного и животного происхождения, содержащее источник электрической энергии (источник операционного напряжения), систему управления и активный электрод, введены генератор тестовых импульсов, тестовый анализатор проводимости и операционный анализатор проводимости, образуя при этом новые дополнительные связи.This technical problem is achieved by the fact that a test pulse generator, a conductivity test analyzer and an operational conductivity analyzer are introduced into the device for the duplex exposure of electric current to biological objects of plant and animal origin, containing a source of electrical energy (operating voltage source), a control system and an active electrode, while forming new additional bonds.
Устройство содержит генератор тестовых импульсов 2, выходом соединенный с входом тестового анализатора проводимости 3, источник операционного напряжения 4, выходом подключенный к входу операционного анализатора проводимости 5, активный электрод 6, соединенный с выходом операционного анализатора проводимости 5 и выходом тестового анализатора проводимости 3, управляющий выход которого подключен к входу синхронизации источника операционного напряжения 4, и систему управления 1, соединенную с информационными каналами обоих анализаторов проводимости 3, 5, генератора тестовых импульсов 2 и источника операционного напряжения 4, причем активный электрод 6 подключен к объекту воздействия 7.The device contains a
Система управления 1 обеспечивает ввод, вывод, контроль и управление всеми данными в процессе работы устройства по заданной программе.The
Генератор тестовых импульсов 2 вырабатывает последовательность высоковольтных импульсов различной амплитуды, длительности и формы (а), которые через анализатор проводимости 3 поступают на активный электрод 6 (d), подключенный к объекту воздействия 7. Каждый тестовый импульс, проходя через объект воздействия 7, создает проводящий канал, параметры которого фиксируются анализатором проводимости 3 и передаются в виде данных в систему управления 1 по информационному каналу. На основании полученных данных тестирования и программы, заложенной в систему управления 1, генератор 2 вырабатывает импульс инициации (а), который на объекте 7 формирует оптимальный канал проводимости. Состояние этого канала отслеживает анализатор 3. Когда проводимость канала достигает необходимого значения, анализатор 3 вырабатывает сигнал управления (b), который поступает на вход синхронизации операционного источника 4 и запускает его. Операционный импульс от источника 4 (с) через анализатор 5 поступает на активный электрод 6 (d) и накладывается на проводящий канал, сформированный импульсом инициации. Таким образом, происходит дуплексное воздействие на объект 7 от двух источников 2,4: первый формирует оптимальный канал проводимости, а второй в заданной точке его характеристики осуществляет силовое воздействие, обеспечивая желаемый результат. Появление операционного импульса (с) возможно в любой фазе сформированного проводящего канала. Анализатор проводимости 5 отслеживает прохождение операционного импульса через объект 7 и по окончании его выдает данные системе управления 1 о результате силового воздействия. На основании полученной информации система управления 1 принимает решение, достигнут ли желаемый результат или требуется повторная процедура воздействия.The
Количество и параметры тестовых импульсов определяются программой, заложенной в систему управления 1. В процессе тестирования общее энергетическое воздействие на объект 7 должно быть индифферентным, чтобы не нарушить его исходное состояние. В момент образования проводящего канала напряжение на объекте воздействия 7 резко падает, поскольку происходит пробой его собственной изоляции, поэтому величина напряжения операционного источника 4 может быть значительно снижена по отношению к напряжению тестового генератора 2. Устройство прекращает воздействие после того, как на систему управления 1 поступят данные с анализатора 5 о достигнутом результате.The number and parameters of test pulses are determined by the program embedded in the
На чертеже представлены эпюры напряжений и токов, поясняющие работу устройства в режиме уничтожения сорных растений.The drawing shows diagrams of voltages and currents explaining the operation of the device in the mode of destruction of weeds.
На эпюре а показаны импульсы напряжения на выходе тестового генератора импульсов 2 (а).The diagram a shows the voltage pulses at the output of the test pulse generator 2 (a).
На эпюре b показан синхроимпульс, образующийся на управляющем выходе анализатора 3 (b), который запускает источник операционного напряжения 4.The diagram b shows the clock pulse generated at the control output of the analyzer 3 (b), which starts the source of
На эпюре с показан импульс напряжения силового воздействия, образующийся на выходе операционного источника 4 (с) после его запуска.The diagram c shows the voltage pulse of the force acting on the output of the operational source 4 (c) after it is started.
Эпюра d демонстрирует изменяющийся во времени ток канала проводимости во время тестирования (t0-t3) и во время дуплексного воздействия (t4-t6).Figure d shows the time-varying current of the conduction channel during testing (t0-t3) and during duplex exposure (t4-t6).
Для простоты восприятия напряжения на выходах обоих источников 2,4 (эпюры а, с) показаны в виде импульсов прямоугольной формы, а количество тестовых импульсов (эпюра а) сведено к одному длительностью t0-t3 (ось абсцисс).For ease of perception, the voltages at the outputs of both
В момент касания сорного растения (объект 7) электродом 6 генератор 2 вырабатывает один тестовый импульс длительностью t0-t3 (эпюра а), в результате которого через объект 7 протекает ток, образующий изменяющийся во времени проводящий канал (эпюра d). Значение дифференциальной проводимости в каждой точке проводящего канала от t0 до t3 фиксируется анализатором 3. Максимальное значение тока проводимости соответствует точке t1, минимальное - точке t2.When the weed plant (object 7) touches the
В точке t4 генератор 2 вырабатывает импульс инициации (эпюра а), который повторно создает проводящий канал от t4 до t5 (эпюра d). В точке t5, соответствующей максимальному значению тока проводящего канала d1 (эпюра d, ось ординат), анализатор проводимости 3 вырабатывает синхроимпульс (эпюра b), который своим передним фронтом запускает источник операционного напряжения 4 (эпюра с), вследствие чего ток через проводящий канал резко возрастает. В промежутке времени от t5 до t6 (эпюра d) происходит энергетическое воздействие операционного источника 4 на объект 7, результатом которого является уничтожение сорного растения.At point t4,
Амплитуда и длительность операционного импульса от t5 до t6 (эпюра с) определяется системой управления 1 на основании предварительного тестирования. Изменение тока прохождения операционного импульса в этот период (эпюра d, t5-t6) отслеживается анализатором 5, данные которого показывают, уничтожен сорный объект 7 или требуется повторная операция.The amplitude and duration of the operating impulse from t5 to t6 (plot c) is determined by
Предлагаемое устройство очень эффективно для борьбы с грызунами. Например, если мышь коснется активного электрода, то через нее проходят тестовые импульсы, которые идентифицируют ее как объект с характерными электрофизическими параметрами, которые присущи именно этому биологическому виду, то есть при помощи тестовых импульсов можно легко отличить мышь от других объектов животного происхождения, например собак, кошек и т.п. Параметры импульсов (интенсивность) дуплексного воздействия выбираются в зависимости от поставленной задачи - уничтожить объект или отпугнуть его. В данном случае диапазон напряжений импульсов, как тестовых, так и операционных, находится в пределах 200 В…1500 В, токов - от 0,1…0,5 мА (тестовые импульсы) до 8…15А (импульсы воздействия).The proposed device is very effective for controlling rodents. For example, if the mouse touches the active electrode, then test pulses pass through it, which identify it as an object with characteristic electrophysical parameters that are inherent to this particular biological species, that is, with the help of test pulses the mouse can be easily distinguished from other objects of animal origin, for example, dogs , cats, etc. The parameters of the pulses (intensity) of the duplex exposure are selected depending on the task - to destroy the object or scare it off. In this case, the voltage range of the pulses, both test and operational, is within 200 V ... 1500 V, currents - from 0.1 ... 0.5 mA (test pulses) to 8 ... 15A (exposure pulses).
Известны случаи гибели животных при использовании электропастухов на открытых пастбищах. Чаще всего это происходит тогда, когда животное касается активного проводника, находящегося под высоким напряжением 7...12кВ, слизистой оболочкой полости рта, которая создает наибольшую проводимость при прохождении тока через тело животного. Предлагаемый способ обеспечивает селективное воздействие электрическим током на животное, выбирая максимально безопасный режим, соответствующий проводимости биообъекта в месте его контакта с проводником электропастуха.Cases of death of animals when using electric shepherds in open pastures are known. Most often this happens when the animal touches the active conductor, which is at a high voltage of 7 ... 12 kV, with the mucous membrane of the oral cavity, which creates the greatest conductivity during the passage of current through the body of the animal. The proposed method provides selective exposure to an electric current on the animal, choosing the most safe mode corresponding to the conductivity of the biological object in the place of its contact with the conductor of the electric shepherd.
При проведении селекционных работ в растениеводстве используются методики электростимуляции растений различными по форме импульсами (прямоугольными, треугольными, экспоненциальными и т.п.) частотой от 200 Гц до 20кГц в диапазоне токов 0,05…50 мА с целью усиления ионообменных процессов корневой системы с окружающей почвой. Применение дуплексного воздействия позволяет дозировать энергию, подводимую к растению, увеличить частотный диапазон операционных импульсов до 55кГц и снизить травматизм биообъектов.When conducting plant breeding works, methods of plant electrostimulation using pulses of various shapes (rectangular, triangular, exponential, etc.) with a frequency of 200 Hz to 20 kHz in the current range of 0.05 ... 50 mA are used to enhance ion exchange processes of the root system with the surrounding soil. The use of duplex exposure allows you to dose the energy supplied to the plant, increase the frequency range of operational pulses up to 55 kHz and reduce the injury rate of biological objects.
Данное устройство можно использовать на людях и животных в случае электростимуляции биоактивных точек, расположенных на поверхности кожного покрова. В момент соприкосновения активного электрода с кожным покровом через биообъект проходит последовательность тестовых импульсов, которые выявляют биоактивные точки, характеризующиеся повышенной дифференциальной проводимостью по сравнению с индифферентной поверхностью кожи. В зависимости от состояния дифференциальной проводимости исследуемых биологически активных точек на них подаются по заданной программе дуплексные импульсы, которые оказывают на биообъект стимулирующее, анальгезирующее, нормализующее и другие виды воздействий. В приведенном примере дуплексный способ обеспечивает защиту от ошибочного или чрезмерного электрофизического воздействия на биообъект, поскольку дуплексный сигнал обеспечивает оптимальный терапевтический эффект операционного импульса при минимальных значениях энергетических показателей. В этом случае практический диапазон напряжений тестовых и дуплексных сигналов находится в пределах от нескольких вольт до 150…200 В, токов - от 0,01 мА до 20 мА, частотой - от 10 Гц до 90кГц.This device can be used on humans and animals in the case of electrical stimulation of bioactive points located on the surface of the skin. At the moment of contact of the active electrode with the skin, a sequence of test pulses passes through the bioobject, which reveal bioactive points that are characterized by increased differential conductivity compared to the indifferent skin surface. Depending on the state of differential conductivity of the studied biologically active points, duplex pulses are applied to them according to a given program, which have a stimulating, analgesic, normalizing and other types of effects on the biological object. In the above example, the duplex method provides protection against erroneous or excessive electrophysical effects on the biological object, since the duplex signal provides the optimal therapeutic effect of the operational impulse with minimal energy values. In this case, the practical voltage range of the test and duplex signals is in the range from several volts to 150 ... 200 V, currents from 0.01 mA to 20 mA, and frequencies from 10 Hz to 90 kHz.
По сравнению с поверхностным изоляционным слоем объектов растительного происхождения животные объекты обладают меньшим сопротивлением и напряжением пробоя изоляции эктодермального слоя. Пробой поверхностного изоляционного слоя или эктодермального слоя тестовыми импульсами происходит в микроваттном режиме энергетического воздействия и не изменяет физического состояния биообъекта, к тому же эктодермальные клетки регулярно обновляются.Compared with the surface insulating layer of objects of plant origin, animal objects have less resistance and breakdown voltage of the insulation of the ectoderm layer. Breakdown of the surface insulating layer or ectodermal layer by test pulses occurs in the microwatt mode of energy exposure and does not change the physical state of the bioobject, in addition, ectodermal cells are regularly updated.
К преимуществам предлагаемого устройства следует отнести способность самоадаптирования системы к изменяющимся условиям окружающей среды, а также автоматический контроль результатов воздействия без привлечения дополнительных аппаратных средств.The advantages of the proposed device include the ability to adapt the system to changing environmental conditions, as well as automatic control of the results of exposure without involving additional hardware.
Устройство позволяет использовать широкий частотный диапазон электрических сигналов, от 10 Гц до 120кГц и выше. Это дает возможность воздействовать на энергетическую структуру биоритмов и электрохимическую проводимость тканей биообъектов на клеточном уровне.The device allows you to use a wide frequency range of electrical signals, from 10 Hz to 120 kHz and above. This makes it possible to influence the energy structure of biorhythms and the electrochemical conductivity of tissues of biological objects at the cellular level.
Устройство имеет высокий КПД, оно способно вырабатывать импульсы напряжением до 20…25кВ в диапазоне токов до 1000А в амплитудном значении, сохраняя при этом высокую стабильность.The device has a high efficiency, it is capable of generating pulses of voltage up to 20 ... 25 kV in the current range up to 1000A in the amplitude value, while maintaining high stability.
Устройство имеет небольшие габариты и массу.The device has small dimensions and weight.
Его использование особенно эффективно при проведении биотехнологий высокого уровня в научно-исследовательских целях.Its use is especially effective in conducting high-level biotechnology for research purposes.
Применение устройства не нарушает экологию окружающей среды, а также не вызывает генетических и структурных изменений биологических объектов.The use of the device does not violate the ecology of the environment, and also does not cause genetic and structural changes in biological objects.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005122232/12A RU2366158C2 (en) | 2005-07-13 | 2005-07-13 | Method of duplex function of electric current on biological objects of vegetable and animal origin, and device for method implementation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005122232/12A RU2366158C2 (en) | 2005-07-13 | 2005-07-13 | Method of duplex function of electric current on biological objects of vegetable and animal origin, and device for method implementation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005122232A RU2005122232A (en) | 2007-01-27 |
RU2366158C2 true RU2366158C2 (en) | 2009-09-10 |
Family
ID=37773124
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005122232/12A RU2366158C2 (en) | 2005-07-13 | 2005-07-13 | Method of duplex function of electric current on biological objects of vegetable and animal origin, and device for method implementation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2366158C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2581481C2 (en) * | 2013-10-14 | 2016-04-20 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Костромской научно-исследовательский институт сельского хозяйства" (ФГБНУ "Костромской НИИСХ") | Duplex electrical shock-excitation cultivator |
RU2749427C1 (en) * | 2020-11-24 | 2021-06-10 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Device for electrostimulation of plants in greenhouses on hydroponic soil |
-
2005
- 2005-07-13 RU RU2005122232/12A patent/RU2366158C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ТАСКАЕВА А.Г., ПОПОВ В.М. Электрический ток уничтожает сорные растения. - Научно-практический журнал «АГРО XXI». Защита растений, с.10-11. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2581481C2 (en) * | 2013-10-14 | 2016-04-20 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Костромской научно-исследовательский институт сельского хозяйства" (ФГБНУ "Костромской НИИСХ") | Duplex electrical shock-excitation cultivator |
RU2749427C1 (en) * | 2020-11-24 | 2021-06-10 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Device for electrostimulation of plants in greenhouses on hydroponic soil |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005122232A (en) | 2007-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ATE228297T1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR WEED CONTROL | |
US9936686B2 (en) | Method and apparatus for the management of a soil pest | |
EP3586626A1 (en) | Apparatus and method for electrically killing plants | |
CA2548270A1 (en) | Electromagnetic treatment apparatus and method | |
CS205096B2 (en) | Device for cultivating the live cells and tissues | |
WO2008012523A3 (en) | Method of powering implanted devices by direct transfer of electrical energy | |
US5074305A (en) | Method for treatment of toxins received from snake bites and the like | |
US3826035A (en) | Method of exterminating insect and animal agricultural pests from infected objects such as plants | |
RU2366158C2 (en) | Method of duplex function of electric current on biological objects of vegetable and animal origin, and device for method implementation | |
Fullard | Listening for bats: pulse repetition rate as a cue for a defensive behavior in Cycnia tenera (Lepidoptera: Arctiidae) | |
JP2014176356A (en) | Mole repellent device | |
CH713205A2 (en) | Method and device for influencing insects. | |
Takaki et al. | Effects of pulse voltage stimulation on fruit body formation in Lentinula edodes cultivation | |
EP3282840A1 (en) | Method and device for producing electromagnetic fields that influence the nervous system of insects | |
KR100695595B1 (en) | Apparatus for preventing pine wilt and using method of apparatus for preventing pine wilt | |
Jamil et al. | Electrical stimulation for the growth of plants: With special attention to the effects of nearby lightning on mushrooms | |
RU2388212C1 (en) | Duplex electric stimulator-destructor of biological objects | |
Yudaev et al. | Usage of high voltage impulse generator to research the process of electropulse destruction of locust larvae in the soil | |
Tamus et al. | Health effects of electromagnetic field generated by lightning current pulses near down conductors | |
JPS6178340A (en) | Control of nematodes | |
CN209562525U (en) | A kind of pulse generator | |
Gowrishankar et al. | A study on the influence of high electric field intensity treatment on crop life | |
RU2581481C2 (en) | Duplex electrical shock-excitation cultivator | |
Camera et al. | Effects of nanosecond pulsed electric fields on the activity of a Hodgkin and Huxley neuron model | |
Rahayu et al. | Construction of Ultrasonic Fruit Fly Repellent Device in Orange Orchard |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110714 |