SU1477346A1

SU1477346A1 - Способ контрол функционального состо ни пчелиной семьи в пассивный период ее жизнеде тельности и устройство дл его осуществлени

Info

Publication number: SU1477346A1
Application number: SU874256042A
Authority: SU
Inventors: Светлана Вячеславовна Давыдочкина; Евгений Константинович Еськов; Вячеслав Михайлович Давыдочкин; Валерий Васильевич Новичков
Original assignee: Рязанский Государственный Педагогический Институт Им.С.А.Есенина
Priority date: 1987-04-20
Filing date: 1987-04-20
Publication date: 1989-05-07

Abstract

Изобретение относитс к пчеловодству и найдет применение при проведении зимовки пчел. Цель изобретени - повышение точности контрол функционального состо ни пчелиной семьи в пассивный период их жизнеде тельности и повышение эффективности регулировани микроклимата в улье. До начала зимовки улей без пчел помещают в зимовник и моделируют тепловыделение пчелиной семьей с помощью размещенного в улье нагревател . Измер ют P_O - мощность электронагревател , T_O - температуру в обогреваемом улье без пчел и T_пО - температуру в зимовнике. После размещени в уль х пчел в течение зимовки периодически измер ют T - температуру в улье с пчелами, T_пО - температуру в помещении, P - мощность тепловыделени наход щегос в улье с пчелами электронагревател . Затем по формуле P_пчЕл=[P_O(T-T_п)/(T_O-T_пО)] - P определ ют мощность тепловыделени пчелиной семьей. По этому показателю, сравнива его с эталонным, определ ют функциональное состо ние пчелиной семьи. Устройство содержит датчики 1 и 6 температуры, установленные соответственно в улье 3 и в помещении зимовника. Терморегул тор 4 соединен с измерителем 5 мощности. В устройство вход т два операционных усилител 7,8 и регистратор 9, фиксирующий физиологическое состо ние пчелиной семьи. 2 с.п. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Јь 1

00 4

О5

фиг.1

регулировани микроклимата в улье До начала зимовки улей без пчел помещают в зимовник и моделируют тепловыделение пчелиной семьей с помощью размещенного в улье нагревател Измер ют Р0 - мощность электронагревател , td - температуру в обогреваемом улье без пчел и tno - температуру в зимовнике После размещени в уль х пчел в течение зимовки периодически измер ют t - температуру в улье с пчелами, t - температуру в помещении, Р - мощность тепловыделени наход щегос в улье с пчелами электронагревател 0 Затем по форму

1

Изобретение относитс к сельскому хоз йству и может быть использовано в пчеловодстве.

Цель изобретени - повышение точ- ности и эффективности регулировани микроклимата в улье0

На фиго 1 представлена структурна схема устройства; на фиг 2 - график функционального состо ни пчел; на фиг0 3 - то же, в сравнении с известнымо

Устройство содержит датчик 1 температуры воздуха и нагревательный элемент 2, установленные внутри уль 3, терморегул тор 4 и измеритель 5 мощности, датчик 6 температуры воздуха, установленный снаружи в зимовнике, первый операционный усилитель 7, второй операционный усилитель 8 и регистратор 9

Устройство, осуществл ющее способ контрол функционального состо ни пчел, работает следующим образом .,

Напр жени Ut и Utn с выходов датчиков 1 и 6 температуры, установленных соответственно в улье 3 и снаружи уль 3 в зимовнике, поступают на неинвертирующий и инвертирующий входы операционного усилител 7, а выходное напр жение Utn), где К - коэффициент усилени усилител 7,-пропорциональное разности входных, подаетс с выхода операци- онного усилител 7 на неинвертирующи

ле Рпчед Pc,(t - tn)/(tfl- tno ) - -Р определ ют мощность тепловыделени пчелиной семьейо По этому пока- ;зателю, сравнива его с эталонным, определ ют функциональное состо ние пчелиной семьи. Устройство содержит датчики 1 и 6 температуры, установленные соответственно в °улье 3 и в помещении зимовника„ Терморегул тор 4 соединен с измерителем 5 мощности В устройство вход т два операционны усилител 7,8 и регистратор 9, фиксирующий физиологическое состо ние пчелиной семьи. 2 с. и 1 з„п. ф-лы, 3 ил0

5

10

15 20

35

25

1 вход второго операционного усилител 8, на неинвертирующий вход которого подаетс выходное напр жение ивых р , где К| - коэффициент преобразовани измерител мощности, с измерител мощности, например пропорциональное мощности тепловыделени нагревательным элементом 20 Выходное напр жение U&bix/i - (Ut - -Utn )-ивык 1 ГЛе к/2 коэффициент усилени усилител 8, с второго операционного усилител 8 подаетс на регистрирующее устройство 9 (например , вольтметр или самописец)„ Заданна температура t в улье 3 поддерживаетс терморегул тором 4„ На вход последнего подаетс напр жение с выхода датчика 1 температуры, установленного внутри уль Зо С выхода терморегул тора 4 напр жение подаетс на нагревательный элемент 2 через измеритель 5 мощности,, В улье 3 до заселени его пчелами устанавливают нагревательным элементом 2 с

помощью терморегул тора 4 установившуюс температуру to например, на

-20°С, превышающую температуру в помещении зимовника tno Напр жени на выходах датчиков 1 и 6 температуры , -соответствующие этим температурам , будут Uta и Uino о При этом коэффициент усилени К первого операционного усилител 7 устанавливают таким образом, что напр жени на входах втордго операционного усилител 8 равны K-(Uto- UtBl, ) K,PQ , где Р„ - мощность тепловыделени наревательного элемента 2 в улье без пчел 0 При этом выходное напр жение ивы 2 равно нулю, что и должен показывать регистратор 90 После заселени уль 3 пчелами баланс схемы нарушаетс и на выходе второго операционного усилител имеетс напр жение иц„е -P,

UЈ.o utnc

которое пропорционально мощности тепловыделени пчелами:

гпчгл

Ujjbixji KV

Регистратор 9 проградуирован в единицах мощности тепловыделени пчелами„

В качестве блоков и элементов системы можно использовать, например , датчики температуры типа ММТ-1; нагревательный элемент - спираль ни- хромова ; измеритель мощности - блок преобразовател мощности типа Ф4860П ваттметры переменного тока типа Ф4860; операционный усилитель - микросхемы серии К140; регистратор - вольтметр ВК7-9

Однако целесообразно использовать специально разработанные функциональные узлы Так, например, при посто нном и известном сопротивлении нагревательного элемента измеритель мощности можно выполнить на микросхеме с нелинейной цепью обратной св зи

Способ контрол функционального состо ни пчел осуществл ют следующим образомВ улье 3 до заселени его пчелами устанавливают нагревательным элементом 2 температуру, например, на 20°С выше температуры в помещении, измер ют температуру to в улье с помощью термодатчика, измер ют температуру в помещении tn0 с помощью датчика бис помощью измерител 5 мощности измер ют мощность тепловыделени PQ нагревательного элемента 2, а затем периодически измер ют и регистрируют температуру t в улье 3 с пчелами и в помещении tn, измер ют и регистрируют мощность тепловыделени Р0 нагревательного элемента 2, а мощность тепловыделени пчелиной семьей P,1Ui л определ ют по формуле

Р,

. to tnn

- Р,

0

5

0

5

0

5

0

5

0

а функциональное состо ние пчел определ ют по величине отклонени мощности тепловыделени от оптимального, например, по графикам (фиг„ 2, крива 11)0 Отклонение мощности тепловыделени (крива 11) от оптимальной (крива 10) позвол ет оценить функциональное состо ние пчел,

Формула, по которой определ ют мощность тепловыделени пчел, получена следующим образом. Если мощность тепловыделени нагревательного элемента Р0, то установивща с температура уль без пчел t0, когда температура вне уль равна tMO , a коэффициент теплоотдачи уль равен , при этом PC L(tc - tno ). Внутри уль с пчелами с мощностью тепловыделени пчел и мощностью тепловыделени нагревательного элемента Р0 устанавливаетс температура t, когда температура вне уль равна trt, а коэффициент теплоотдачи уль равен У „ Тогда РЛ1/ЕЛ + Р с (t - tn). Если разница температур t - tn близка к разнице температур t0- tno (отличаютс на 0 - 10°С), то коэффициенты теплоотдачи уль oi0 , о(. отличаютс на дес тые доли и единицы процентов , следовательно,

Р - р t-I-t-D- р гпчел - г0 - г. tD trio

Анализ показывает, что в оптимальных услови х мощность тепловыделени семьи составл ет пор дка 0,8 Вт на каждые 10 тыс„ особей семьи0 С учетом естественной убыли.количества особей за период зимовки можно построить расчетный график., Например:

РП.РЛ 0,8- ,

где п. - количество пчел в семье I

К концу зимовки с началом выведени расплода мощность тепловыделени увеличиваетс по закону, близкому к линейному, до

55

списл

г-u11

5 - Т55Вт

Цель введени первоначального контрольного уровн температуры в улье - определение коэффициента теплоотдачи (Уо который учитывает все виды тепловых потерь уль . Коэффициент теплоотдачи определ етс с наименьшей погрешностью при разнице температур в улье и в помещении, близких к ожидаемым в наиболее холодные мес цы года0

Таким образом, цель введени первоначального контрольного уровн температуры в улье - калибровка тепло- потерь в улье Практическое ее определение следующее о На прот жении активного периода жизни члелы готов тс к зимовке к концу лета, осенью интенсивно заделывают прополюсом щели , сокращают размеры летка„ Осенью, при осмотре гнезда, пчел обрабатывают в термокамере, дл чего их извлекают из уль и в это же врем определ ют коэффициент теплоотдачи уль OfQ „ Так как в пассивный (осенне-зимний ) период жизнеде тельности пчелы не измен ют теплоизол цию уль , то коэффициент теплоотдачи уль за врем зимовки не мен етс После определени коэффициента теплоотдачи (Х0 улей вновь засел ют пчелиной семьей.

Пример (контроль функционального состо ни пчелиной семьи по результатам измерений в период зимовки 1986-1987 гг).

Две одинаковые пчелиные семьи пор дка 25 тыс о особей после термообработки помещают в неотапливаемом помещениио Одну в контрольный улей (первый), другую - в испытуемый улей (второй). Во втором улье измер ют мощность тепловыделени пчел по предлагаемому способу, в первом (контролируемом ) улье измер ют мощность тепловыделени пчел по известному способу . Результаты измерений приведены на фиг о 3, где РПЧВЛ мощность тепловыделени пчел; Tf, - температура воздуха в помещении (крива 13); TQ - температура наружного воздуха (крива 14); крива 15 - мощность тепловыделени пчелиной семьи в первом (контрольном) улье; крива 16 - мощность тепловыделени пчелиной семьи во втором улье (испытуемом); крива 17 - расчетна мощность тепловыделени пчелиных семей из 25 тыс особей в оптимальных услови х зимовки . В результате измерений вы влено , что динамика мощности тепловыделени в уль х разна . В первом

5

0

5

0

5

0

5

0

5

(контрольном) улье мощность тепловыделени пчел составл ет около 4,5 Вт с колебани ми i2 Вт в начальный период зимовки и около 3,3 Вт с колебани ми ±1,7 Вт в конце зимовкИо Во втором (испытуемом) улье в начале зимовки 2,6 Вт с колебани ми tO,4 Вт, в конце зимовки 2,4 Вт сл колебани ми ±0,4 Вт о Большое снижение мощности тепловыделени пчел к концу зимовки в контрольном улье объ сн етс ослаблением семьи и большей гибелью части особей в улье без терморегул ции (контрольной). Наиболее благопри тные услови зимовки во втором улье„ Потребление корма семь ми составл ет в первом улье 16,4 кг, во втором 11 кг о Составленные схемы известного и предлагаемых устройств дл реализации известного и предлагаемого способов позвол ет измер ть мощность тепловыделени пчел без дополнительных расчетово

Таким образом, при реализации предлагаемого способа положительный эффект заключаетс в возможности одновременно поддерживать оптимальный микроклимат в улье и измер ть мощность тепловыделени семьи В результате уменьшено потребление корма и расхода энергии Кроме того, реализаци предлагаемого способа позвол ет сохранить семью менее ослабленной к началу активного периода жизнеде тельности

Допустимые пределы температуры, установленные в улье до заселени его пчелами, следующие„ Средн температура наиболее холодного мес ца ( нвар ), например, составл ет пор дка , при этом температура в неотапливаемом помещении может составл ть - 10 - 7°С, за счет притока тепла из ульев„ Оптимальна температура воздуха в улье пор дка 17,5°С дл семьи из 35 тыс пчел, +8°С дл семьи из 25 тыс0 пчел и +8,5°С дл семьи из 15 тыс о пчел„ Разница температур в помещении и в улье составл ет пор дка 18°С0 Поэтому, если калибровка теплоотдачи уль перед его заселением проводитс осенью в помещении при температуре, например, +8°С, то температуру в улье при калибровке поддерживают пор дка 34°С о Дл регионов с другими средними температурами режимы измерений другие„ Так, в южных районах разницу температур в улье и в помещении необходимо устанавливать на 2 - 10°С меньше, а в северных и восточных - на 1 - 8 С больше „

Температуры Тпо и TQ можно измер ть через 45 - 90 мин после включени нагревательного элемента, так как за это врем температурные режимы и поток тепла из уль устанавли- ваютс посто нными

Так как активизаци пчел под воздействием внешних случайных факторов может происходить за короткий отрезок времени (пор дка одного часа и менее), а затем активное функциональное состо ние сохран етс двое- трое суток, то в промышленном пчеловодстве периодичность проведени измерени мощности тепловыделени пче- линой семьи должна быть ежедневной и по крайней мере не реже одного раза за двое суток

Claims

Формула изобретени

1„ Способ контрол функционального состо ни пчелиной семьи в пассивный период ее жизнеде тельности, включающий моделирование тепловыде- лени пчелиной семьей в улье без пчел при размещении уль в зимовнике путем учета мощности РО тепловыделени , наход щегос в улье без пчел электронагревател , температуры t0 в обогреваемом улье без пчел и температуры tno в зимовнике и определение мощности тепловыделени пчелиной семьи, отличающий с тем, что, с целью повышени точности контрол и эффективности регулировани микроклимата в улье, после определени Р0, t0 и tno в улье без пчел, улей засел ют пчела- ми и дополнительно периодически из-

мер ют показатели температур to и tno соответственно в улье с пчелами и в помещении и мощность Р тепловыделени , размещенного в улье с пчелами нагревательного элемента, а мощность пиел тепловыделени пчелиной семьей определ ют по формуле

пчел

- p. Ј-Vf - - р.

с о . L по

5 0

5

0

5

2о Устройство дл контрол функционального состо ни пчелиной семьи в пассивный период ее жизнеде тельности , содержащее установленный в зимовнике улей, снабженный нагревательным элементом, датчиком температуры воздуха, св занным с терморегул тором и измерителем мощности, первый выход которого соединен с нагревательным элементом, отличающеес тем, что, с целью повышени точности контрол и эффективности регулировани микроклимата в улье, в устройство введены два операционных усилител и регистратор, а в зимовнике установлен датчик температуры воздуха, выход которого соединен с инвертирующим входом первого операционного усилител , причем неинвертирующий вход последнего св зан с датчиком температуры воздуха в улье, при этом выход первого операционного усилител соединен с неинвертирующим входом второго операционного усилител , инвертирующий вход которого св зан с вторым выходом измерител мощности , причем выход второго операционного усилител соединен с регист- ратором,

3 Устройство по п. 2f о т л и - чающеес тем, что первый операционный усилитель выполнен с переменным коэффициентом усилени „

ЮРпчел оптимальна

Осень

Зима Фиг. 2

Pffi/ejj &

fJtyfiP Декабрь Январь Февраль Март

Ею

-70

-го--30Т°С

Редактор Н, Бобкова

Ц)иг.З

Составитель Л. Пантелеева

Техред М.Ходанич Корректор Э. Лончакова

Нрпче/} измеренна

Весна

1

14