Устройство для регулирования температуры в улье

Устройство для регулирования температуры в улье

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области пчеловодства и может найти применение на индивидуальных и коллективных пасеках.

Известны устройства для регулирования температуры в улье, но они не имеют достаточных функциональных возможностей [1].

Известно устройство для регулирования температуры в улье [2], содержащее датчик внутриульевой температуры, первую и вторую схемы сравнения, микрофон, микрофонный усилитель, первый и второй полосовые фильтры, силовой коммутирующий элемент, нагреватель, датчик внешней температуры, задатчик внешней температуры, третью схему сравнения, светоизлучатель, фотоприемник, усилитель-формирователь импульсов, блок начальной установки, блок управления задатчиком внутриульевой температуры, управляемый задатчик температуры, триггер, первый и второй элементы И, клеммы для подключения источника питания, при этом микрофон через микрофонный усилитель связан с входами полосовых фильтров, выходы которых соединены с соответствующими входами второй схемы сравнения, первый выход датчика внутриульевой температуры соединен с входом первой схемы сравнения, первый выход нагревателя - с первым входом силового коммутирующего элемента, второй вход которого соединен с первой клеммой для подключения источника питания, второй вход силового коммутирующего элемента соединен с второй клеммой для подключения источника питания, первая и вторая клеммы для подключения источника питания соединены с шинами питания датчика внутриульевой температуры, первой схемой сравнения, микрофонного усилителя, первого и второго полосовых фильтров, второй схемы сравнения, первый выход датчика внешней температуры соединен с первым выходом задатчика внешней температуры и входом третьей схемы сравнения, выход которой соединен с первым входом триггера и вторым входом блока начальной установки, первый выход управляемого задатчика температуры соединен с входом первой схемы сравнения, первый выход которой соединен с первым входом второго элемента И, второй выход первой схемы сравнения соединен с первым входом блока начальной установки, первый выход которого соединен с вторым входом триггера, а второй выход - с первым входом блока управления задатчиком температуры, выход первого элемента И соединен с третьим входом триггера и с вторым входом блока управления задатчиком температуры, выход второй схемы сравнения соединен с вторым входом второго элемента И, выход блока управления задатчиком температуры - с управляющим входом управляемого задатчика температуры, выход триггера - с первым входом первого элемента И, выход фотоприемника - с входом усилителя-формирователя импульсов, его выход соединен с вторым входом первого элемента И, светоизлучатель оптически связан с фотоприемником, выход второго элемента И соединен с управляющим входом силового коммутирующего элемента, первая и вторая клеммы для подключения источника питания соединены с шинами питания светоизлучателя, фотоприемника, усилителя-формирователя, первого элемета И, блока начальной установки, триггера, управляемого задатчика температуры, датчика внешней температуры, задатчика внешней температуры, третьей схемы сравнения, блока управления задатчиком температуры, второго элемета И.

Недостатком этого устройства является большая аппаратурная громоздкость, большое электропотребление, недостаточная гибкость работы алгоритма.

Для устранения недостатков в устройство для регулирования температуры в улье, содержащее микрофон, датчик внешней температуры, задатчик внешней температуры, датчик внутриульевой температуры, задатчик внутриульевой температуры, силовой коммутирующий элемент, светоизлучатель, фотоприемник, нагревательный элемент, клеммы для подключения источника питания, первый вход нагревательного элемента соединен с первым входом силового коммутирующего элемента, а второй вход - с первой клеммой для подключения источника питания, второй вход силового коммутирующего элемента соединен со второй клеммой для подключения источника питания, первые входы датчиков внутриульевой температуры и внешней температуры объединены и соединены с первым входом светоизлучателя, второй вход датчика внешней температуры соединен с первым входом задатчика внешней температуры, второй вход датчика температуры в улье соединен с первым входом задатчика внутриульевой температуры, вторые входы задатчика внешней температуры и задатчика внутриульевой температуры объединены и соединены со вторым общим входом светоизлучателя и со второй клеммой для подключения источника питания, введены стабилизирующее устройство, устройство для регистрации перегрева, микроЭВМ, микрофон соединен с входом устройства для регистрации перегрева, выход которого соединен с первым входом микроЭВМ, выход стабилизирующего устройства соединен с объединенными входами датчиков внутриульевой температуры и внешней температуры, второй вход микроЭВМ соединен со вторым входом датчика внешней температуры и первым входом задатчика внешней температуры, третий вход - со вторым входом датчика внутриульевой температуры и первым входом задатчика внутриульевой температуры, четвертый вход соединен с выходом фотоприемника, а выход микроЭВМ соединен со входом силового коммутирующего элемента, выход стабилизирующего устройства соединен с питающей шиной микроЭВМ, общий вход стабилизирующего устройства соединен с объединенными вторыми входами задатчиков внешней и внутриульвой температуры, со вторым входом светоизлучателя, со второй клеммой для подключения источника питания, первая клемма для подключения источника питания соединена с первым входом стабилизирующего устройства.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства для регулирования температуры в улье, которая содержит микрофон - 1, устройство для регистрации перегрева - 2, датчик внешней температуры - 3, датчик температуры в улье - 4, задатчик внешней температуры - 5, задатчик внутриульевой температуры - 6, микроЭВМ - 7, светоизлучатель - 8, фотоприемник - 9, силовой коммутирующий элемент - 10, стабилизирующее устройство - 11, нагревательный элемент - 12, клеммы для подключения источника питания - 13.

Работает устройство для регулирования температуры в улье работает следующим образом.

Когда напряжение на входных клеммах для подключения источника питания 13 отсутствует, устройство обесточено. После включения электропитания 12-36 В на клеммы для подключения источника питания 13 осуществляется запитывание стабилизирующего устройства 11, микроЭВМ 7, светоизлучателя 8, устройства для регистрации перегрева 2. Возможны следующие режимы работы устройства для регулирования температуры в улье, это регулирование температуры в весенний, летний периоды и поздно осенний, зимний периоды.

Алгоритм работы фиг.2 устройства для весеннего, летнего периода заключается в следующем.

Предварительно пчеловод с помощью задатчика внутриульевой температуры 6 (для весеннего и летнего развития пчелиной семьи) устанавливает в районе нижней планки пчелиной рамки температуру подогрева 32°С. С помощью задатчика внешней температуры 5 устанавливается температура принятия решения, т.е. температура за пределами улья, при которой пчелам вылетать нежелательно, обычно составляет 9°С. МикроЭВМ 7 с помощью датчика температуры в улье 4 осуществляет анализ температуры внутри улья. Если температура в улье меньше и не равна 32°С, то микроЭВМ 7 выдает сигнал на включение силового коммутирующего элемента 10, который обеспечит запитывание нагревательного элемента 12. Если температура в улье после включения нагревательного элемента 12 превысит 32°С, то микроЭВМ 7 соответственно с помощью силового коммутирующего элемента 10 отключит нагревательный элемент 12. Будет поддерживаться термостабилизированная температура в районе 32°С. С применением датчика внешней температуры 3 микроЭВМ 7 осуществляет анализ внешней температуры. При температуре меньше 9°С, с помощью светоизлучателя 8 и фотоприемника 9 осуществляется анализ вылета пчел через леток. Если пчела вылетает, то микроЭВМ 7 изменяет свой режим работы, обеспечивая подачу сигналов на силовой коммутирующий элемент 10, тем самым снижая температуру нагрева на некоторое значение, величину снижения устанавливают в ходе отладки, может составлять 1°С, что обеспечивает точность снижения температуры термостабилизации. Повторно осуществляется анализ вылета пчел через леток, если пчела вылетает, то снова осуществляется дальнейшее снижение температуры подогрева в улье на 1°С. Такое снижение температуры осуществляется до тех пор, пока пчелы перестанут вылетать через леток на улицу. Такой режим пониженной термостабилизирующей температуры будет оставаться до тех пор, пока в течение 12 часов не будет вылета пчел. Поскольку внешняя за пределами улья температура может значительно понизиться, то установившийся ранее режим подогрева может оказаться недостаточным, поэтому через 12 часов осуществляется установка первоначального режима подогрева 32°С. Далее согласно алгоритму фиг.2 повторно осуществляется снижение температуры нагревательного элемента, если в этом будет необходимость. При работе устройства для регулирования температуры в улье осуществляется анализ акустического сигнала пчелиной семьи. При температуре выше 9°С пчелы могут вылетать через леток. При повышенных внешних температурах возрастает вероятность перегрева пчелиной семьи. Анализ перегрева осуществляется путем анализа звуковых сигналов с помощью микрофона 1 и устройством для регистрации перегрева 2, в состав которого входят два фильтра и схема сравнения [2]. Анализируются интенсивные спектральные составляющие 90-180 Гц и 200-400 Гц. Если I_90-80>I_200-400, то в улье перегрев. МикроЭВМ 7 с помощью силового коммутирующего элемента 10 снижает температуру нагрева нагревательного элемента 12. Такое снижение температуры нагревательного элемента 12 осуществляется до тех пор, пока перестанет выполняться условие I_90-80>I_200-400. Во втором режиме - осеннем и зимнем алгоритм работы такой же, только пчеловод устанавливает задатчиками внешней 5 и внутриульевой температур 6 одинаковую температуру 4°С.

Таким образом, применив по сравнению с прототипом микроЭВМ, позволило значительно снизить габаритные размеры, снизить электропотребление, повысить гибкость работы алгоритма устройства.

Источники информации

1. Пат. №2000693. Устройство для регулирования температурного режима улья //Рыбочкин А.Ф., Новосельцев И.А. Опубл. 15.10.93. Бюл.№37-38.

2. Пат. №2126621. Устройство для регулирования температуры в улье //Рыбочкин А.Ф., Захаров И.С. Опубл. 27.02.99. Бюл. №6. (Прототип).

Устройство для регулирования температуры в улье, содержащее микрофон, датчик внешней температуры, задатчик внешней температуры, датчик внутриульевой температуры, задатчик внутриульевой температуры, силовой коммутирующий элемент, светоизлучатель, фотоприемник, нагревательный элемент, клеммы для подключения источника питания, первый вход нагревательного элемента соединен с первым входом силового коммутирующего элемента, а второй вход - с первой клеммой для подключения источника питания, второй вход силового коммутирующего элемента соединен со второй клеммой для подключения источника питания, первые входы датчиков внутриульевой температуры и внешней температуры объединены и соединены с первым входом светоизлучателя, второй вход датчика внешней температуры соединен с первым входом задатчика внешней температуры, второй вход датчика температуры в улье соединен с первым входом задатчика внутриульевой температуры, вторые входы задатчика внешней температуры и задатчика внутриульевой температуры объединены и соединены со вторым общим входом светоизлучателя и со второй клеммой для подключения источника питания, отличающееся тем, что введены стабилизирующее устройство, устройство для регистрации перегрева, микроЭВМ, микрофон соединен с входом устройства для регистрации перегрева, выход которого соединен с первым входом микроЭВМ, выход стабилизирующего устройства соединен с объединенными входами датчиков внутриульевой температуры и внешней температуры, второй вход микроЭВМ соединен со вторым входом датчика внешней температуры и первым входом задатчика внешней температуры, третий вход – со вторым входом датчика внутриульевой температуры и первым входом задатчика внутриульевой температуры, четвертый вход соединен с выходом фотоприемника, а выход микроЭВМ соединен с входом силового коммутирующего элемента, выход стабилизирующего устройства соединен с питающей шиной микроЭВМ, общий вход стабилизирующего устройства соединен с объединенными вторыми входами задатчиков внешней и внутриульевой температуры, со вторым входом светоизлучателя, со второй клеммой для подключения источника питания, первая клемма для подключения источника питания соединена с первым входом стабилизирующего устройства.