ИМИТАТОР ЗВУКОВ РЫБ Российский патент 2002 года по МПК A01K79/00 

Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано в промышленном рыболовстве, в частности к устройствам для концентрации рыб в зоне действия орудий лова.

Известен имитатор звуков рыб "Сардина-2", включающий источник сжатого воздуха, излучающую головку с радиальным отверстием, закрытым эластичной манжетой, механизм порционирования воздуха с клапаном и цилиндром из эластичного материала (авторское свидетельство 1270918, кл. А 01 К 79/00, G 10 К 9/04, опубл. 10.09.98).

Данный имитатор не обеспечивает стабильные частоты звучания (они представляют широкий спектр частот от 100 Гц до 3,5 кГц с незначительным изменением уровня), так как в процессе работы тонкая мембрана деформируется, изменяет эластичность, достаточно чувствительна к малейшим колебаниям давления в системе подачи воздуха, а также в излучателе ограничены режимные характеристики, необходимые для концентрации рыб, что в конечном результате приводит к нестабильности работы излучателя.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является устройство для имитации звуков, воздействующих на рыб, включающее электронную схему, вырабатываемую имитируемый сигнал, усилитель, фильтр, гидроакустический преобразователь, излучающий сигнал в водную среду, и смеситель. Электронная схема включает блок генераторов, суммарно генерирующих сигнал сложной формы и содержащий генератор управляющего пилообразного напряжения, генератор синусоидальных колебаний высокой частоты с частотной модуляцией и генератор синусоидальных колебаний высокой опорной частоты, при этом смеситель соединен с фильтром, генератор синусоидальных колебаний высокой опорной частоты подключен к смесителю непосредственно, а генератор управляющего пилообразного напряжения - через генератор синусоидальных колебаний высокой частоты с частотной модуляцией.

Однако данное устройство позволяет модулировать только звуки, характерные частотно-модулированным свистам китообразных, которые являются отпугивающими для рыб, в результате этими звуками можно загнать в невод рыбу, уже собравшуюся "в воротах" невода, но практически исключается возможность дополнительной ее концентрации в зоне действия орудий лова.

Задача, решаемая изобретением, - создание автономного устройства, имитирующего сигналы со стабильными временными характеристиками, адекватными к сигналам, издаваемым рыбами.

Поставленная задача решается тем, что в известном имитаторе звуков, содержащем гидроакустический преобразователь, электронную схему, включающую блок генераторов сигналов, суммарно генерирующих сигнал сложной формы, и усилитель, согласно изобретению в качестве гидроакустического преобразователя используют пьезокерамическую головку, а в электронную схему дополнительно включают электронный ключ, соединенный с блоком генераторов, и согласующее устройство, которое устанавливают между блоком генераторов и усилителем. Электронную схему помещают в герметичный бокс с крышкой совместно с блоком питания. В крышке бокса размещают кабель, соединяющий усилитель с пьезокерамической головкой, и выключатель блока питания, выполненный в виде шпильки с гайкой.

Выключатель блока питания, представляющий собой шпильку с гайкой, выполняют из нержавеющей стали, при этом шпильку изолируют от крышки изоляционным материалом.

Во избежание образования электрических пар, усиливающих коррозию устройства, герметичный бокс с крышкой также выполняются из нержавеющей стали.

Пьезокерамическая головка имеет сферическую форму и снабжена положительной плавучестью.

Использование в качестве гидроакустического преобразователя пьезокерамической головки обеспечивает распространение акустического сигнала в воде равномерно по всем направлениям, способствуя восприятию сигнала рыбами, находящимися в определенной акватории.

Включение в электронную схему электронного ключа позволяет периодически включать и выключать блок генераторов с заданным интервалом, создавая режим, при котором не происходит адаптации объекта к сигналу длительное время, что способствует хорошей ориентации объекта на источник звука.

Установка согласующего устройства между блоком генераторов и усилителем обеспечивает согласование генерируемого блоком генераторов сигнала сложной формы с усилителем со стабильными временными характеристиками.

Монтаж электронной схемы и установка блока питания непосредственно в герметичном боксе с крышкой способствует защите электронной схемы и блока питания от механических воздействий и проникновения влаги и позволяет использовать устройство в автономном режиме.

Выключатель блока питания, выполненный в виде шпильки с гайкой, служит для включения и выключения блока питания, обеспечивающего стабильным напряжением электронную схему для создания сигналов со стабильными временными характеристиками, адекватными к сигналам, издаваемым рыбами.

Выполнение выключателя из нержавеющей стали обеспечивает устойчивую работу имитатора звуков рыб на протяжении заданного временного цикла его работы.

Изоляция шпильки от крышки корпуса обеспечивает сохранность запаса электроемкости блока питания.

Выполнение пьезокерамической головки сферической формы наилучшим образом способствует равномерной передаче колебаний тела головки в водную среду, создавая оптимальный коэффициент передачи при наименьшем коэффициенте нелинейных искажений сигнала, и как следствие получение сигнала, максимально приближенного к звукам, издаваемым рыбами.

Снабжение пьезокерамической головки положительной плавучестью, в частности пенопластом, позволяет удерживать пьезокерамическую головку в воде на определенном уровне от дна, что способствует распространению сигнала в заданном режиме.

Генерируемые имитатором рыб биологически значимые акустические сигналы подаются в конкретном интервале звучания 1,5 сек, частота сигнала плавно изменяется в диапазоне от 700 до 850 Гц. Во время звучания сигнала дважды происходит увеличение его интенсивности до ±60-80 отн. ед. и уменьшение интенсивности сигнала до величины естественного фона с плавным изменением уровня действующего сигнала после второго максимума. Пауза между подачей звуковых сигналов - τ молчания составляет 1,3 сек.

Устройство поясняется чертежами, где
на фиг.1 изображен общий вид имитатора звуков рыб; на фиг.2 - блок-схема заявляемого имитатора звуков рыб; на фиг.3 - спектрограмма акустического сигнала; на фиг.4 - спектрограмма биологического сигнала сельди.

Имитатор звуков рыб состоит из герметичного бокса 1 с крышкой 2, закрывающей герметичный бокс 1 крепежным болтом 3, выполненных из нержавеющей стали. Внутри герметичного бокса 1 размещена электронная схема, включающая блок генераторов, состоящий из двух генераторов 4 и 5, усилитель 6, согласующее устройство 7 и электронный ключ 8. При этом выход генератора 4 подключен к входу генератора 5, а выход генератора 5 подключен к усилителю 6 через согласующее устройство 7, к входу генератора 4 подключен электронный ключ 8. Внутри герметичного бокса 1 размещен также блок питания (на чертеже не обозначен), обеспечивающий автономную работу имитатора звуков рыб. В крышку 2 герметичного бокса 1 вмонтирован выключатель блока питания, выполненный из нержавеющей стали и представляющий собой шпильку 9 с гайкой 10, при этом шпилька 9 изолирована от крышки 2 изоляционным материалом. В крышку 2 вмонтирован также кабель 11, соединяющий усилитель 6 с пьезокерамической головкой 12 сферической формы, к которой прикреплена положительная плавучесть 13.

Имитатор звуков рыб работает следующим образом.

Перед началом лова имитатор звуков рыб включают с помощью выключателя блока питания, затягивая гайку 10, расположенную на шпильке 9, до получения устойчивого электрического контакта гайки 10 с крышкой 2 герметичного корпуса 1. При установлении электрического контакта имитатор звуков рыб начинает работать в автономном режиме и его опускают на дно в районе установки орудий лова, при этом пьезокерамическая головка 12 сферической формы располагается на заданном расстоянии от дна с помощью прикрепленной к кабелю 11 положительной плавучести 13. Блок питания подает напряжение на электронную схему. Электронная схема, находящаяся в режиме покоя, включается с помощью электронного ключа 8 на 1,5 сек, при этом происходит запуск блока генераторов, колебания генератора 4 формируют колебания генератора 5. Суммарный сигнал с генераторов 4 и 5 через согласующее 7 устройство поступает на усилитель 6, затем усиленный сигнал по кабелю 11 подается на пьезокерамическую головку 12 сферической формы, которая равномерно по всем направлениям излучает в воду сигнал сложной формы, представленной на фиг.3. Как видно из фиг. 3, пьезокерамической головкой в заданном интервале звучания 1,5 сек распространяются биологически значимые сигналы, частота которых плавно изменяется в диапазоне от 700 до 850 Гц. Во время звучания (1,5 сек) сигнал дважды имеет увеличение до ±60-80 отн. ед. и уменьшение интенсивности до величины естественного фона. Во втором случае уменьшение интенсивности сигнала до величины естественного фона происходит более плавно. Через 1,5 сек электронный ключ запирает потенциалом электронную схему на 1,3 сек. После паузы длительностью 1,3 сек электронный ключ 8 автоматически вновь запускает электронную схему. Полный цикл подачи и выключения сигнала повторяется в течение автономной работы имитатора звуков рыб. Как видно из фиг.3 и фиг.4, форма и спектр сигналов, создаваемых имитатором звуков рыб, адекватны форме биологических сигналов, издаваемых рыбами. Максимальные уровни биологического сигнала сельди 700-950 Гц (фиг.4) включают диапазон частот сигналов, издаваемых имитатором звуков рыб, 700-850 Гц.

Промысловые испытания показали, что заявляемый имитатор звуков рыб позволяет генерировать звуки, благоприятно воздействующие на рыб, и является эффективной акустической приманкой не только для сельди, но и для корюшки, ставриды, молоди наваги и др., благодаря тому, что диапазон частот воспринимаемых звуков этими рыбами также находится в диапазоне частот работающего имитатора звуков рыб. Достоинством заявляемого имитатора звуков рыб является то, что устройство может использоваться в автономном режиме длительное время (более 24 ч) без дополнительной настройки, при этом обеспечивая стабильный режим работы.

Изобретение может быть использовано в промышленном рыболовстве в устройствах для концентрации рыб в зоне действий орудий лова. Имитатор звуков рыб состоит из герметичного бокса с крышкой, закрывающей герметичный бокс крепежным болтом. Все элементы выполнены из нержавеющей стали. Внутри герметичного бокса размещена электронная схема, включающая два генератора, усилитель, согласующее устройство и электронный ключ. При этом выход первого генератора подключен к входу второго генератора, а выход второго генератора подключен к усилителю через согласующее устройство, к входу первого генератора подключен электронный ключ, обеспечивающий заданный временной режим подачи сигнала. Внутри герметичного бокса размещен также блок питания, обеспечивающий автономную работу имитатора звуков рыб. В крышку герметичного бокса вмонтирован выключатель блока питания, выполненный из нержавеющей стали и представляющий собой шпильку с гайкой. В крышку вмонтирован также кабель, соединяющий усилитель с пьезокерамической головкой сферической формы, к которой прикреплена положительная плавучесть. Имитатор звуков рыб позволяет генерировать звуки, благоприятно воздействующие на рыб, и является эффективной акустической приманкой. Устройство может использоваться в автономном режиме длительное время. 4 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Имитатор звуков рыб, содержащий гидроакустический преобразователь и электронную схему, включающую блок генераторов сигналов, суммарно генерирующих сигнал сложной формы, и усилитель, отличающийся тем, что в качестве гидроакустического преобразователя установлена пьезокерамическая головка, а в электронную схему дополнительно включены электронный ключ, соединенный с блоком генераторов, и согласующее устройство, установленное между блоком генераторов и усилителем, при этом электронная схема помещена в герметичный бокс с крышкой совместно с блоком питания, в крышку бокса вмонтированы кабель, соединяющий усилитель с пьезокерамической головкой, и выключатель блока питания, представляющий собой шпильку с гайкой. 2. Имитатор по п. 1, отличающийся тем, что выключатель блока питания, представляющий собой шпильку с гайкой, выполнен из нержавеющей стали, при этом шпилька изолирована от крышки изоляционным материалом. 3. Имитатор по п. 1, отличающийся тем, что пьезокерамическая головка имеет сферическую форму. 4. Имитатор по п. 1 или 3, отличающийся тем, что пьезокерамическая головка снабжена положительной плавучестью. 5. Имитатор по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что герметичный корпус и крышка выполнены из нержавеющей стали.