RU2696112C1 - Способ защиты дерева от насекомых-вредителей и устройство для его осуществления - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к сельскому, лесному и садово-парковому хозяйству, а именно к отпугиванию насекомых-вредителей с целью защиты от них деревьев. Осуществляют размещение, по меньшей мере, двух изолированных электродов (6, 7) с охватом ствола дерева. Производят подачу на электроды (6, 7) напряжения. Осуществляют размещение электродов (6, 7) в виде протяженных проводников путем обматывания ими ствола дерева по спирали с чередованием расположения витков упомянутых электродов (6, 7). Прикладывают к электродам (6, 7) напряжение постоянного тока, обеспечивающее формирование электростатического поля с напряженностью между витками электродов, равной не менее 5000 В/м. Устройство содержит, по меньшей мере, два изолированных электрода (6, 7), установленных с охватом ствола дерева. Устройство включает подключенный к ним источник электропитания (1). Электроды (6, 7) выполнены в виде протяженных проводников, установленных путем обматывания ими ствола дерева по спирали с чередованием расположения витков упомянутых электродов (6, 7). Источник электропитания (1) выполнен с возможностью подачи на электроды (6, 7) напряжения постоянного тока, обеспечивающего формирование электростатического поля с напряженностью между витками электродов (6, 7), равной не менее 5000 В/м. Обеспечивается возможность принятия превентивных мер путем отпугивания насекомых-вредителей, снижение трудозатрат, повышение степени безопасности эксплуатации устройства, а также расширение арсенала используемых средств подобного назначения. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к области сельского, лесного и садово-паркового хозяйства и преимущественно может быть использовано для отпугивания насекомых-вредителей с целью защиты от них деревьев.

Среди способов борьбы с вредными насекомыми с использованием электрических средств известен способ уничтожения летающих насекомых, который осуществлен в устройстве для уничтожения летающих насекомых (RU 2023391 С1, 1994) и включает установку двух электродов в виде токопроводящих сеток с зазором между ними, не превышающим среднестатистического размера насекомого, подключение электродов к разноименным клеммам источника высокого напряжения постоянного тока, привлечение насекомых светом лампы и вибрацией одной из токопроводящих сеток к пролету через ячейки сеток и уничтожение пролетающих насекомых в результате замыкания их телами цепи между токопроводящими сетками.

Однако, упомянутый известный способ позволяет уничтожать только летающих насекомых. Кроме того, использование сеток, находящихся под высоким напряжением, но не снабженных электрической изоляцией, не позволяет обеспечить высокую степень электробезопасности при осуществлении известного способа.

Известен способ отпугивания вредителей растений в почве, который осуществлен в устройстве для отпугивания вредителей растений в почве (RU 2010522 С1, 1994) и включает выполнение на защищаемом участке почвы канавок, размещение в канавках на глубине, равной половине максимальной глубины залегания корневой системы защищаемых растений, двух групп электродов в виде протяженных горизонтальных проводников с чередованием проводников из этих двух групп, засыпку электродов землей, увлажнение почвы в местах расположения электродов и подачу на упомянутые две группы электродов низковольтного импульсного напряжения с частотой 6-20 Гц.

При осуществлении этого способа происходит воздействие низковольтного импульсного напряжения на почву, которое обладает эффектом отпугивания вредителей, но при этом позволяет сохранить в почве полезных микроорганизмов, насекомых и животных, а также обеспечить высокую степень электробезопасности.

Вместе с тем, указанный известный способ позволяет защищать только корневую систему растений, поскольку дает возможность отпугивать исключительно только вредителей, находящихся в почве, но не обеспечивает защиты от насекомых-вредителей стволов и крон деревьев.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу защиты дерева от насекомых-вредителей является известный способ уничтожения красных пальмовых долгоносиков и вредителей стволов деревьев (US 6192622 В1, 2001). Способ, являющийся ближайшим аналогом, включает доставку транспортным средством устройства уничтожения к месту произрастания дерева, зараженного насекомыми-вредителями, установку двух электродов в виде полуцилиндрических металлических пластин с изолированными поверхностями на поверхности почвы с охватом ствола дерева, зараженного насекомыми-вредителями, и подачу на электроды напряжения с частотой 10-100 МГц от высокочастотного генератора, имеющего выходную мощность 5-15 кВт.

Как отмечают авторы упомянутого известного технического решения, в результате воздействия электромагнитного излучения, возникающего при осуществлении этого способа, насекомые-вредители, находящиеся на поверхности и внутри ствола зараженного дерева, в течение нескольких минут нагреваются до температуры около 60° и погибают.

Вместе с тем, способ, являющийся ближайшим аналогом заявляемого способа защиты дерева от насекомых-вредителей, во-первых, позволяет только уничтожать насекомых-вредителей на стволе уже зараженного ими дерева, но не обеспечивает возможности принятия превентивных мер путем отпугивания насекомых-вредителей, препятствующих заражению ими дерева.

Во-вторых, осуществление способа, являющегося ближайшим аналогом, требует существенных трудозатрат обслуживающего персонала, которые связаны с регулярной обработкой деревьев, а также с выявлением деревьев, зараженных насекомыми-вредителями, и их внеочередной обработкой.

И, в-третьих, использование достаточно мощного высокочастотного электромагнитного излучения представляет серьезную опасность для оператора, осуществляющего способ, являющийся ближайшим аналогом.

Среди устройств борьбы с вредными насекомыми с использованием электрических средств известно устройство для уничтожения летающих насекомых (RU 2023391 С1, 1994), содержащее электроды, которые выполнены в виде наружной и внутренней токопроводящих сеток, установленных с зазором между ними, не превышающим среднестатистического размера насекомого, и подключенных к разноименным клеммам источника высокого напряжения постоянного тока, генератор сигнала звуковой частоты с механическим вибратором, механически соединенным с одной из сеток, и лампу для привлечения насекомых.

При функционировании устройства свет лампы и вибрация со звуковой частотой одной из сеток привлекают летающих насекомых, которые, пролетая сквозь сетки, замыкают их своими телами и погибают.

Вместе с тем, упомянутое устройство позволяет уничтожать только летающих насекомых. Кроме того, использование сеток, находящихся под высоким напряжением, но не снабженных электрической изоляцией, не позволяет обеспечить высокую степень электробезопасности при эксплуатации устройства.

Известно устройство для отпугивания вредителей растений в почве (RU 2010522 С1, 1994), которое содержит две группы электродов в виде протяженных проводников, выполненных с возможностью горизонтального расположения в защищаемом участке почвы на глубине, равной половине максимальной глубины залегания корневой системы защищаемых растений, с чередованием проводников из этих двух групп, а также последовательно соединенные низковольтный источник электропитания и модулятор, подключенный к двум упомянутым группам электродов и выполненный с возможностью формирования низковольтного импульсного напряжения с частотой 6-20 Гц.

При функционировании этого известного устройства происходит воздействие низковольтного импульсного напряжения на почву, которое обладает эффектом отпугивания вредителей, но при этом позволяет сохранить в почве полезных микроорганизмов, насекомых и животных, а также обеспечить высокую степень электробезопасности.

Однако, указанное известное устройство позволяет защищать только корневую систему растений, поскольку дает возможность отпугивать исключительно только вредителей, находящихся в почве, но не обеспечивает защиты от насекомых-вредителей стволов и крон деревьев.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству для защиты дерева от насекомых-вредителей является известное мобильное устройство для уничтожения красных пальмовых долгоносиков и вредителей стволов деревьев (US 6192622 В1, 2001). Упомянутое устройство смонтировано на транспортном средстве и содержит две полуцилиндрические металлические пластины с изолированными поверхностями, выполненные с возможностью установки на поверхности почвы с охватом ствола дерева, зараженного насекомыми-вредителями, основной источник электропитания на базе генератора постоянного или переменного тока, подключенные к нему последовательно соединенные блок запуска и фильтрации, высокочастотный генератор, усилитель мощности и блок согласования импедансов, выход которого подключен к полуцилиндрическим металлическим пластинам. Кроме того, устройство содержит пульт управления, блок управления уровнем выходной мощности и блок мониторинга и оповещения.

Для уничтожения насекомых-вредителей оператор устройства доставляет его на транспортном средстве к месту произрастания дерева, зараженного насекомыми-вредителями, устанавливает две полуцилиндрические металлические пластины на поверхности почвы с охватом ствола дерева, зараженного насекомыми-вредителями, и включает устройство путем подачи сигнала с пульта управления на блок запуска и фильтрации. В результате этого высокочастотный генератор формирует электрический сигнал с частотой 10-100 МГц, который после усиления по мощности до 5-15 кВт усилителем мощности через блок согласования импедансов поступает на полуцилиндрические металлические пластины, формирующие электромагнитное излучение.

При этом блок управления уровнем выходной мощности контролирует выходную мощность сигнала на выходе усилителя мощности и управляет поддержанием ее на заданном уровне. Блок мониторинга и оповещения непрерывно контролирует сигнал, подаваемый на полуцилиндрические металлические пластины, и в случае отклонения его от заданных значений автоматически выключает устройство.

Как отмечают авторы упомянутого известного технического решения, в результате воздействия электромагнитного излучения насекомые-вредители, находящиеся на поверхности и внутри ствола зараженного дерева, в течение нескольких минут нагреваются до температуры около 60° и погибают.

Вместе с тем, устройство, являющееся ближайшим аналогом заявляемого устройства для защиты дерева от насекомых-вредителей, во-первых, позволяет только уничтожать насекомых-вредителей на стволе уже зараженного ими дерева, но не обеспечивает возможности принятия превентивных мер путем отпугивания насекомых-вредителей, препятствующих заражению ими дерева.

Во-вторых, эксплуатация устройства, являющегося ближайшим аналогом, оказывается достаточно сложной, поскольку требует существенных трудозатрат обслуживающего персонала, которые связаны с его доставкой и периодической обработкой деревьев, а также с выявлением деревьев, зараженных насекомыми-вредителями, и их внеочередной обработкой.

И, в-третьих, использование достаточно мощного высокочастотного электромагнитного излучения представляет серьезную опасность для оператора устройства, являющегося ближайшим аналогом.

Задачей настоящего изобретения явилось создание способа защиты дерева от насекомых-вредителей и устройства для его осуществления, которые обеспечивают достижение технического результата, заключающегося в обеспечении возможности принятия превентивных мер путем отпугивания насекомых-вредителей, препятствующих заражению ими дерева, снижения трудозатрат обслуживающего персонала, повышения степени безопасности эксплуатации устройства, а также расширения арсенала используемых средств подобного назначения.

Поставленная задача решена и сформулированный технический результат достигнут, во-первых, тем, что способ защиты дерева от насекомых-вредителей, включающий, в соответствии с ближайшим аналогом, размещение, по меньшей мере, двух изолированных электродов с охватом ствола дерева и подачу на электроды напряжения, отличается от ближайшего аналога тем, что электроды в виде протяженных проводников размещают путем обматывания ими ствола дерева по спирали с чередованием расположения витков упомянутых электродов и прикладывают к электродам напряжение постоянного тока, обеспечивающее формирование электростатического поля с напряженностью между витками электродов, равной не менее 5000 В/м.

При этом электроды размещают с обеспечением расстояния между их соседними витками в пределах 10-200 мм и прикладывают к электродам напряжение постоянного тока, равное не менее 1 кВ.

Выявляют наличие насекомых-вредителей на поверхности и вблизи ствола дерева и при их наличии повышают напряжение, приложенное к электродам.

Выявление наличия насекомых-вредителей на поверхности и вблизи ствола дерева осуществляют путем преобразования в электрический сигнал акустических колебаний, распространяющихся в воздухе вблизи ствола дерева, с помощью микрофона, расположенного на стволе дерева, фильтрации электрического сигнала и сравнения с заданным пороговым значением.

Выявляют наличие насекомых-вредителей внутри ствола дерева и при их наличии повышают напряжение, приложенное к электродам.

Выявление наличия насекомых-вредителей внутри ствола дерева осуществляют путем преобразования в электрический сигнал акустических колебаний, распространяющихся в стволе дерева, с помощью микрофона, который расположен на стволе дерева и примыкает чувствительной поверхностью к зонду, внедренному в ствол дерева, фильтрации электрического сигнала и сравнения с заданным пороговым значением.

При этом в качестве зонда используют металлический стержень, к которому примыкает чувствительная поверхность микрофона.

Во-первых, использование при осуществлении заявляемого способа защиты дерева от насекомых-вредителей электродов в виде протяженных проводников, которые размещены путем обматывания ими ствола дерева по спирали с чередованием расположения витков упомянутых электродов, и прикладывания к электродам напряжения постоянного тока, обеспечивающего формирование электростатического поля с напряженностью между витками электродов, равной не менее 5000 В/м, дает возможность принятия превентивных мер путем отпугивания насекомых-вредителей, препятствующих заражению ими дерева.

Как было установлено авторами настоящего изобретения при экспериментальных исследованиях с использованием различных видов насекомых и пауков, все упомянутые животные избегают пребывания в зоне действия электростатического поля, улетая или убегая из нее. При этом такая реакция всех видов исследованных насекомых и пауков наблюдалась при воздействии на них электростатическим полем с напряженностью, равной не менее 5000 В/м.

Для этого, в частности, при размещении электродов с обеспечением расстояния между их соседними витками в пределах 10-200 мм необходимо прикладывать к электродам напряжение постоянного тока, равное не менее 1 кВ.

Во-вторых, поскольку перечисленные выше отличительные признаки заявляемого способа защиты дерева от насекомых-вредителей обеспечивают отпугивание насекомых-вредителей, то есть принятие превентивных мер, препятствующих заражению ими дерева, существенным образом снижаются трудозатраты обслуживающего персонала, которые в этом случае определяются разовой установкой и настройкой при вводе в эксплуатацию устройства, осуществляющего заявляемый способ, но не требуют работ, связанных с регулярной обработкой деревьев, а также с выявлением деревьев, зараженных насекомыми-вредителями, и их внеочередной обработкой.

И, в-третьих, использование при осуществлении заявляемого способа защиты дерева от насекомых-вредителей формирования электростатического поля с помощью изолированных электродов не представляет опасности для обслуживающего персонала.

Поставленная задача решена и сформулированный технический результат достигнут, во-вторых, тем, что устройство для защиты дерева от насекомых-вредителей, содержащее, в соответствии с ближайшим аналогом, по меньшей мере, два изолированных электрода, установленных с охватом ствола дерева, и подключенный к ним источник электропитания, отличается от ближайшего аналога тем, что электроды выполнены в виде протяженных проводников, установленных путем обматывания ими ствола дерева по спирали с чередованием расположения витков упомянутых электродов, а источник электропитания выполнен с возможностью подачи на электроды напряжения постоянного тока, обеспечивающего формирование электростатического поля с напряженностью между витками электродов, равной не менее 5000 В/м.

При этом электроды установлены с обеспечением расстояния между их соседними витками в пределах 10-200 мм, а источник электропитания выполнен с возможностью подачи на электроды напряжения постоянного тока, равного не менее 1 кВ.

Источник электропитания содержит последовательно соединенные аккумуляторную батарею и высоковольтный преобразователь напряжения, выход которого подключен к электродам.

Устройство снабжено датчиком наличия насекомых-вредителей и подключенным к нему управляющим микроконтроллером, выход которого соединен с управляющим входом высоковольтного преобразователя напряжения.

Датчик наличия насекомых-вредителей выполнен в виде микрофона, установленного на стволе дерева с возможностью преобразования акустических колебаний, распространяющихся в воздухе вблизи ствола дерева, в электрический сигнал.

Датчик наличия насекомых-вредителей выполнен в виде микрофона, который установлен на стволе дерева и примыкает чувствительной поверхностью к зонду, внедренному в ствол дерева, с возможностью преобразования акустических колебаний, распространяющихся в стволе дерева, в электрический сигнал, причем зонд выполнен в виде металлического стержня, к которому примыкает чувствительная поверхность микрофона.

Во-первых, выполнение в устройстве для защиты дерева от насекомых-вредителей электродов в виде протяженных проводников, установленных путем обматывания ими ствола дерева по спирали с чередованием расположения витков упомянутых электродов, а источника электропитания с возможностью подачи на электроды напряжения постоянного тока, обеспечивающего формирование электростатического поля с напряженностью между витками электродов, равной не менее 5000 В/м, дает возможность принятия превентивных мер путем отпугивания насекомых-вредителей, препятствующих заражению ими дерева.

Как уже отмечалось выше, насекомые и пауки избегают пребывания в зоне действия электростатического поля с напряженностью, равной не менее 5000 В/м.

В частности, указанные значения напряженности электростатического поля достигаются при установке электродов с обеспечением расстояния между их соседними витками в пределах 10-200 мм и выполнении источника электропитания с возможностью подачи на электроды напряжения постоянного тока, равного не менее 1 кВ.

Во-вторых, поскольку перечисленные выше отличительные признаки заявляемого устройства для защиты дерева от насекомых-вредителей обеспечивают принятие превентивных мер путем отпугивания насекомых-вредителей, препятствующих заражению ими дерева, существенным образом снижаются трудозатраты обслуживающего персонала, которые определяются разовой установкой и настройкой устройства при вводе его в эксплуатацию, но не требуют работ, связанных с регулярной обработкой деревьев, а также с выявлением деревьев, зараженных насекомыми-вредителями, и их внеочередной обработкой.

И, в-третьих, использование в устройстве для защиты дерева от насекомых-вредителей изолированных электродов с обеспечением формирования электростатического поля не представляет опасности для обслуживающего персонала.

Отмеченное свидетельствует о решении декларированной выше задачи настоящей группы изобретений и достижение сформулированного технического результата благодаря наличию у способа защиты дерева от насекомых-вредителей и устройства для его осуществления перечисленных выше отличительных признаков.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для защиты дерева от насекомых-вредителей, где 1 - солнечная батарея, 2 - блок заряда аккумулятора, 3 - аккумуляторная батарея, 4 - стабилизатор-преобразователь напряжения, 5 - высоковольтный преобразователь напряжения, 6 - положительный электрод, 7 - отрицательный электрод, 8 - управляющий микроконтроллер, 9 - первый микрофон, 10 - второй микрофон, 11 - первый усилитель, 12 - второй усилитель, 13 - первый блок фильтрации, 14 - второй блок фильтрации, 15 - первый аналого-цифровой преобразователь, 16 - второй аналого-цифровой преобразователь и 17 - коммуникационный блок.

На фиг. 2 схематично показано размещение устройства для защиты дерева от насекомых-вредителей на стволе дерева, где 18 - ствол дерева и 19 - корпус устройства.

На фиг. 3 показан осевой разрез, иллюстрирующий установку второго микрофона 10 на стволе дерева 18, где 20 - зонд, 21 - полая головка, 22 - крышка, 23 - пружина и 24 - чувствительная поверхность второго микрофона 10.

Устройство для защиты дерева от насекомых-вредителей содержит (см. фиг. 1) последовательно соединенные аккумуляторную батарею 3, стабилизатор-преобразователь 4 напряжения и высоковольтный преобразователь 5 напряжения, к выходам которого присоединены положительный электрод 6 и отрицательный электрод 7, выполненные в виде протяженных проводников, например, из провода марки МС с поперечным сечением площадью 0,35-0,50 мм² и снабженные изоляцией из монолитного фторопласта для обеспечения возможности функционирования в условиях атмосферных воздействий.

В качестве аккумуляторной батареи 3 может быть использована литий-ионная (литий-полимерная) аккумуляторная батарея, имеющая энергоемкость не менее 10 Вт⋅час., например, батарея типа LP115181 фирмы «Robiton».

Стабилизатор-преобразователь 4 напряжения обеспечивает формирование стабилизированных выходных напряжений для питания высоковольтного преобразователя 5 напряжения и всех электронных элементов устройства и может быть выполнен на основе интегральных стабилизаторов напряжения, например, типа МСР7381, или МСР1640, или TPS61070 производства фирмы «Microchip».

Высоковольтный преобразователь 5 напряжения обеспечивает формирование выходного напряжения постоянного тока, равного не менее 1 кВ, с возможностью его регулирования в достаточно широком диапазоне за счет изменения частоты и длительности импульсов, поступающих на его управляющий вход, и может быть выполнен по схеме диодно-емкостного многоступенчатого умножителя с использованием высоковольтных диодов, например, типа BAV23S производства фирмы «Fairchild semiconductor)), и керамических конденсаторов емкостью 0,1 мкФ, например, типа GRM31CR72E104K производства фирмы «Murata».

Для заряда аккумуляторной батареи 3 устройство содержит последовательно соединенные солнечную батарею 1, в качестве которой может быть использована, например, солнечная батарея типа SLMD481H08L производства фирмы «IXYS», и блок 2 заряда аккумулятора, выполненный на основе специализированных интегральных схем, например, типа МСР7381, или МСР1640, или TPS61070 производства фирмы «Microchip», и подключенный к аккумуляторной батарее 3.

Устройство содержит управляющий микроконтроллер 8, в качестве которого может быть использован высокопроизводительный микроконтроллер ATXMEGA-128A3U производства фирмы «Microchip». Вход и выход управляющего микроконтроллера 8 соединены с выходом и управляющим входом высоковольтного преобразователя 5 напряжения, соответственно, для контроля величины его выходного напряжения и управления ее изменением.

Устройство содержит коммуникационный блок 17, который выполнен в виде сетевого контроллера и беспроводного сетевого интерфейса, например, на основе модуля для построения радиосетей ZigBee типа MRF24J40MA производства фирмы «Microchip», и подключен своим входом к выходу управляющего микроконтроллера 8 для передачи удаленному оператору информации о функционировании заявляемого устройства, а также о наличии насекомых-вредителей.

Кроме того, устройство снабжено двумя датчиками наличия насекомых-вредителей, один из которых содержит последовательно соединенные первый микрофон 9, первый усилитель 11 и первый блок 13 фильтрации, а второй -последовательно соединенные второй микрофон 10, второй усилитель 12 и второй блок 14 фильтрации. Выходы первого блока 13 фильтрации и второго блока 14 фильтрации соединены со входами управляющего микроконтроллера 8, соответственно, через первый аналого-цифровой преобразователь 15 и второй аналого-цифровой преобразователь 16, в качестве которых могут быть использованы входные аналого-цифровые преобразователи управляющего микроконтроллера 8.

В качестве первого и второго микрофонов 9 и 10 могут быть использованы широкополосные электретные микрофоны, например, типа AOM-4540P-R фирмы «Project Unlimited)), обеспечивающие высокую чувствительность в полосе частот от 20 Гц до 30 кГц. Первый и второй усилители 11 и 12, а также первый и второй блоки 13 и 14 фильтрации могут быть выполнены на основе универсальных малошумящих широкополосных усилителей, например, на операционных усилителях типа AD8608 производства фирмы «Analog Devices», и обеспечивают усиление аналогового сигнала и его фильтрацию для выделения из него необходимых спектральных составляющих.

Корпус 19 устройства с размещенными в нем электронными компонентами устанавливают, например, на стволе 18 дерева, а положительный электрод 6 и отрицательный электрод 7 обматывают вокруг ствола 18 дерева по спирали с чередованием расположения их витков и с расстоянием между соседними витками в пределах 10-200 мм (см. фиг. 2). Такое размещение положительного и отрицательного электродов 6 и 7 при приложении к ним напряжения постоянного тока, равного не менее 1 кВ, обеспечивает формирование электростатического поля с напряженностью между их витками, равной не менее 5000 В/м.

Первый микрофон 9 устанавливают на стволе 18 дерева с обеспечением возможности преобразования в электрический сигнал акустических колебаний, распространяющихся в воздухе вблизи ствола 18 дерева.

Второй микрофон 10 устанавливают на стволе 18 дерева с обеспечением возможности преобразования в электрический сигнал акустических колебаний, распространяющихся внутри ствола 18 дерева, для чего его размещают (см. фиг. 3) в полой головке 21 зонда 20, выполненного в виде металлического стержня, например, шурупа, и внедренного в ствол 18 дерева, с обеспечением примыкания к полой головке 21 чувствительной поверхности 24 второго микрофона 10 посредством его подпружинивания относительно крышки 22 с помощью пружины 23 и подключают ко входу второго усилителя 12 с помощью кабеля (на фиг. 3 не обозначен), пропущенного через отверстие, выполненное в крышке 22.

После установки элементов устройства для защиты дерева от насекомых-вредителей солнечная батарея 1 через блок 2 заряда аккумулятора подзаряжает аккумуляторную батарею 3.

При включении устройства для защиты дерева от насекомых-вредителей напряжение аккумуляторной батареи 3, преобразуемое до необходимых для питания стабилизированных значений напряжения стабилизатором-преобразователем 4 напряжения, подается на все электронные элементы устройства для их электропитания, в том числе, на высоковольтный преобразователь 5 напряжения, на управляющий вход которого с выхода управляющего микроконтроллера 8 поступают управляющие импульсы, частота и длительность которых обеспечивает формирование на выходе высоковольтного преобразователя 5 напряжения постоянного тока, имеющего значение 1-2 кВ, и прикладываемого между положительным и отрицательным электродами 6 и 7.

В результате этого возникает электростатическое поле с напряженностью между витками электродов, равной 5000-10000 В/м, которое действует у поверхности ствола 18 дерева и внутри его, отпугивая насекомых-вредителей.

Одновременно первый и второй микрофоны 9 и 10 преобразуют в электрические сигналы акустические колебания, распространяющиеся, соответственно, в воздухе вблизи ствола 18 дерева и в стволе 18 дерева. Упомянутые электрические сигналы после усиления первым и вторым усилителями 11 и 12 подвергаются аналоговой фильтрации с помощью первого и второго блоков 13 и 14 фильтрации, которая обеспечивает выделение из электрических сигналов спектральных составляющих, соответствующих по частоте акустическим колебаниям, обусловленным деятельностью насекомых-вредителей на стволе 18 дерева или вблизи него и в стволе 18 дерева, соответственно. После преобразования первым и вторым аналого-цифровыми преобразователями 15 и 16 в цифровую форму выделенные спектральные составляющие упомянутых электрических сигналов поступают в управляющий микроконтроллер 8, который осуществляет цифровую статистическую обработку спектральных составляющих упомянутых электрических сигналов и сравнение с заданными пороговыми значениями.

При отсутствии насекомых-вредителей на стволе 18 дерева или вблизи него и в стволе 18 дерева обе спектральные составляющие упомянутых электрических сигналов в результате сравнения не превысят заданных пороговых значений.

В случае появления насекомых-вредителей на стволе 18 дерева (или вблизи его) или в стволе 18 дерева соответствующая спектральная составляющая электрического сигнала при сравнении превысит заданное пороговое значение, в результате чего управляющий микроконтроллер 8 сформирует и подаст на управляющий вход высоковольтного преобразователя 5 напряжения управляющие импульсы, частота и длительность которых обеспечит повышение напряжения на выходе высоковольтного преобразователя 5 напряжения до значений 10-50 кВ, приводящее к соответствующему увеличению напряженности электростатического поля и поэтому к более эффективному отпугиванию насекомых-вредителей.

Когда в результате отпугивания насекомые-вредители исчезнут, соответствующая спектральная составляющая электрического сигнала при сравнении станет меньше заданного порогового значения, в результате чего управляющий микроконтроллер 8 аналогичным образом обеспечит уменьшение напряжения на выходе высоковольтного преобразователя 5 напряжения до прежнего значения, чем обеспечивается экономия электрической энергии.

Управляющий микроконтроллер 8 с помощью коммуникационного блока 17 передает удаленному оператору информацию о появлении насекомых-вредителей на стволе 18 дерева (или вблизи его) или в стволе 18 дерева, а также о повышении или понижении напряжения на выходе высоковольтного преобразователя 5 напряжения, на основании которой, например, в случае неэффективного отпугивания насекомых-вредителей, оператором может быть принято решение о борьбе с ними другими средствами.

Таким образом, применение способа защиты дерева от насекомых-вредителей и устройства для его осуществления обеспечивает возможность принятия превентивных мер путем отпугивания насекомых-вредителей, препятствующих заражению ими дерева, снижение трудозатрат обслуживающего персонала, повышение степени безопасности эксплуатации устройства, а также расширение арсенала используемых средств подобного назначения.

Claims (14)

1. Способ защиты дерева от насекомых-вредителей, включающий размещение, по меньшей мере, двух изолированных электродов с охватом ствола дерева и подачу на электроды напряжения, отличающийся тем, что электроды в виде протяженных проводников размещают путем обматывания ими ствола дерева по спирали с чередованием расположения витков упомянутых электродов и прикладывают к электродам напряжение постоянного тока, обеспечивающее формирование электростатического поля с напряженностью между витками электродов, равной не менее 5000 В/м.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что электроды размещают с обеспечением расстояния между их соседними витками в пределах 10-200 мм и прикладывают к электродам напряжение постоянного тока, равное не менее 1 кВ.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выявляют наличие насекомых-вредителей на поверхности и вблизи ствола дерева и при их наличии повышают напряжение, приложенное к электродам.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что выявление наличия насекомых-вредителей на поверхности и вблизи ствола дерева осуществляют путем преобразования в электрический сигнал акустических колебаний, распространяющихся в воздухе вблизи ствола дерева, с помощью микрофона, расположенного на стволе дерева, фильтрации электрического сигнала и сравнения с заданным пороговым значением.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выявляют наличие насекомых-вредителей внутри ствола дерева и при их наличии повышают напряжение, приложенное к электродам.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что выявление наличия насекомых-вредителей внутри ствола дерева осуществляют путем преобразования в электрический сигнал акустических колебаний, распространяющихся в стволе дерева, с помощью микрофона, который расположен на стволе дерева и примыкает чувствительной поверхностью к зонду, внедренному в ствол дерева, фильтрации электрического сигнала и сравнения с заданным пороговым значением.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что в качестве зонда используют металлический стержень, к которому примыкает чувствительная поверхность микрофона.

8. Устройство для защиты дерева от насекомых-вредителей, содержащее, по меньшей мере, два изолированных электрода, установленных с охватом ствола дерева, и подключенный к ним источник электропитания, отличающееся тем, что электроды выполнены в виде протяженных проводников, установленных путем обматывания ими ствола дерева по спирали с чередованием расположения витков упомянутых электродов, а источник электропитания выполнен с возможностью подачи на электроды напряжения постоянного тока, обеспечивающего формирование электростатического поля с напряженностью между витками электродов, равной не менее 5000 В/м.

9. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что электроды установлены с обеспечением расстояния между их соседними витками в пределах 10-200 мм, а источник электропитания выполнен с возможностью подачи на электроды напряжения постоянного тока, равного не менее 1 кВ.

10. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что источник электропитания содержит последовательно соединенные аккумуляторную батарею и высоковольтный преобразователь напряжения, выход которого подключен к электродам.

11. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что оно снабжено датчиком наличия насекомых-вредителей и подключенным к нему управляющим микроконтроллером, выход которого соединен с управляющим входом высоковольтного преобразователя напряжения.

12. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что датчик наличия насекомых-вредителей выполнен в виде микрофона, установленного на стволе дерева с возможностью преобразования акустических колебаний, распространяющихся в воздухе вблизи ствола дерева, в электрический сигнал.

13. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что датчик наличия насекомых-вредителей выполнен в виде микрофона, который установлен на стволе дерева и примыкает чувствительной поверхностью к зонду, внедренному в ствол дерева, с возможностью преобразования акустических колебаний, распространяющихся в стволе дерева, в электрический сигнал.

14. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что зонд выполнен в виде металлического стержня, к которому примыкает чувствительная поверхность микрофона.

Images