ИМИТАТОР ЗВУКОВ РЫБ "ЛОСОСЬ" Советский патент 1998 года по МПК A01K79/00 G10K9/04 

Изобретение относится к рыбной промышленности, а именно к источникам создания низкочастотных гидроакустических сигналов, сходных с биологическими сигналами таких открытопузырных пелагических рыб, как лососи, сельди, сардины, и может быть использовано для образования искусственных концентраций этих рыб на промысле и в марикультуре.

Целью изобретения является достижение наибольшего сходства излучаемых звуков и биологических сигналов рыб, а также снижение расхода сжатого воздуха.

Имитатор представляет собой струйный автогенератор звука, в котором между источником энергии (струей воздуха) и колебательной системой (резонатором) создана положительная обратная связь, посредством которой колебательная система сама управляет поступлением энергии от источника.

В результате этого в системе устанавливаются незатухающие автоколебания, а спектр излучаемого сигнала имеет два ярко выраженных максимума на частотах, соответствующих размерам резонатора и диаметру калиброванного отверстия излучающей головки.

На фиг. 1 изображен имитатор звуков рыб, разрез; на фиг. 2 - спектрограмма звуков горбуши (А) и кеты (Б); на фиг. 3 - спектрограмма сигнала имитатора звуков рыб.

Имитатор звуков рыб состоит из накопительной камеры 1 со штуцером 2 для подачи в нее сжатого воздуха от источника (на чертеже не изображен), последовательно соединенной с ней цилиндрической насадки 3 с каналом 4 для пропуска воздуха и механизмом порционирования подачи воздуха, включающим расположенный в канале 4 поршень 5 из фторопласта, подпружиненный с внутренней стороны пружиной 6 сжатия, и перепускной канал 7 П-образной формы, выполненный в стенке насадки 3, а также из дросселя 8, излучающей головки 9 с калиброванным отверстием 10 и связанного с ней посредством жесткой связи 11 резонатора 12. Резонатор 12 образован из двух металлических колец 13, соединенных между собой шпильками 14, и обтягивающей их оболочки 15 из эластичной резины, по свойствам сходной с оболочкой плавательного пузыря рыб.

Резонатор 12 в собранном виде представляет собой полый герметичный цилиндр и укреплен на излучающей головке 9 соосно с калиброванным отверстием 10 так, что между излучающей головкой 9 и основанием резонатора образован зазор.

Перепускной канал 7 служит для подачи сжатого воздуха в запоршневое пространство канала 4 в момент максимального сжатия пружины 6. Для этого расстояние между его входным и выходным отверстиями составляет не менее высоты поршня 5, что и обеспечивает перекрывание одного из отверстий в процессе перемещения поршня 5 и перепуск воздуха.

Для возможности изменения спектра излучаемых сигналов в зависимости от размерного состава рыб, на которых воздействуют этим сигналом, излучающую головку, резонатор и жесткую связь целесообразно выполнить съемными, а имитатор снабдить сменными излучающими головками с калиброванными отверстиями и резонаторами различного объема. Длина жесткой связи 11 также может быть изменена.

Имитатор звуков рыб работает следующим образом. Сжатый воздух, поступающий через штуцер 2 в накопительную камеру 1, аккумулируется в ней до определенного давления и через дроссель 8 перетекает в канал 4 насадки 3. Поршень 5 под действием давления воздуха начинает двигаться, сжимая пружину 6, и после достижения в канале 4 давления больше гидростатического начинается истечение воздуха из излучающей головки 9 через отверстие 10. Дойдя до своего крайнего положения, поршень 5 приоткрывает отверстие перепускного канала 7 и под действием пружины 6 возвращается в исходное положение. Скорость истечения воздуха из излучающей головки 9 определяется диаметром дросселированного отверстия 10, степенью поджатия пружины 6 и давлением воздуха в накопительной камере 1. Вытекающая из излучающей головки 9 струя, ударяясь об основание резонатора 12, вызывает в нем слабые, быстро затухающие звуковые колебания воздуха. Эти колебания посредством жесткой связи 11 передаются излучающей головке 9, а вытекающая из нее воздушная струя передает колебания, несколько усиленные, резиновой оболочке 15. Объем воздуха в цилиндре резонирует и излучает звук на частоте, соответствующей первому низкочастотному максимуму на спектральной характеристике имитатора.

Как видно из приведенной на фиг. 2 спектрограммы звуков горбуши (А) и кеты (Б), для горбуши размером 45 см максимумы звуковой энергии соответствуют частотам 260 и 970 Гц (см. фиг. 2А), Для кеты размером 90 см соответствует 100 и 600 Гц (см. фиг. 2Б).

За первый низкочастотный максимум ответственен плавательный пузырь, который резонирует на частоте, соответствующей его размерам, второй максимум создает струя воздуха.

На фиг. 3 приведена спектрограмма предлагаемого имитатора, имитирующего звук горбуши, полученный при следующих параметрах: избыточное давление воздуха, истекающего из отверстия 10 излучающей головки 9, P_изб = 0,5 атм; диаметр отверстия 10 d_с=0,210 м³; резонансная частота (объем) резонатора f_р 260 Гц (V_p = 1,5 • 10^-5 м³), расстояние между излучающей головкой и основанием резонатора L = 1,5 • 10^-2 м.

Изменяя рабочие параметры имитатора, можно создавать сигналы с двойным максимумом частот, близкие по спектру звукам других открытопузырных рыб, чем достигается биологическая значимость генерируемых сигналов и создается возможность селективного (рационального) ведения промысла и управления производителями на нерестилищах выборочно по возрастам и размерам.

При работе предлагаемого имитатора не происходит резонансного рассеяния и поглощения энергии звуковой волны воздушной полостью резонатора 12 при деформации, что приводит к сокращению расхода сжатого воздуха, необходимого для создания максимумов сигналов, близких к ожидаемым.

Изобретение относится к рыбной промышленности, а именно к имитаторам звуков открытопузырных рыб, и может быть использовано для образования искусственных концентраций рыб на промысле и в марикультуре. Изобретение направлено на достижение сходства спектра излучаемых звуков и биологических сигналов рыб различного размерного состава, а также снижение расхода сжатого воздуха за счет создания незатухающих автоколебаний в системе струя воздуха - резонатор и сближения рабочих параметров имитатора и природного излучателя. Имитатор содержит резонатор 12, выполненный в виде полого герметичного цилиндра и закрепленный соосно с калиброванным отверстем 10 излучающей головки 9 посредством жесткой связи 11. Порционирование воздуха осуществляется с помощью перепускного канала 7 и поршня 5, движущегося в канале 4 насадки и перекрывающего одно из отверстий перепускного канала 7 в течение такта сжатия пружины 6. Управление спектром излучаемых сигналов в зависимости от резмерного состава рыб осуществляется с помощью сменных излучающих головок, резонаторов различного объема и жесткой связи с регулируемой длиной. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Имитатор звуков рыб, содержащий источник сжатого воздуха, связанную с ним камеру аккумуляции сжатого воздуха, цилиндрическую насадку с каналом для пропуска воздуха, расположенный в канале поршень, подпружиненный с внутренней стороны, излучающую головку с калиброванным отверстием, сообщенную с каналом, и резонатор в виде цилиндра из эластичного материала, отличающийся тем, что, с целью достижения наибольшего сходства излучаемых звуков и биологических сигналов рыб, а также снижения расхода сжатого воздуха, цилиндр резонатора выполнен герметичным и закреплен посредством жесткой связи на излучающей головке с образованием зазора между головкой и его основанием, а в стенке насадки выполнен дополнительный перепускной канал, сообщенный с каналом для пропуска воздуха, при этом расстояние между входным и выходным отверстиями перепускного канала составляет не менее высоты поршня для перекрытия одного из них при перемещении поршня. 2. Имитатор по п.1, отличающийся тем, что, с целью возможности изменения спектра излучаемых сигналов в зависимости от регулярного состава привлекаемого звуком объекта лова, излучающая головка, резонатор и жесткая связь выполнены съемными, а имитатор снабжен сменными излучающими головками, калиброванными отверстиями и резонаторами различного объекта.