CC BY
6Статья поступила в редакцию 26.09.13. Ред. рег. № 1799
The article has entered in publishing office 26.09.13. Ed. reg. No. 1799
УДК 631.348.8
РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭЛЕКТРОДЕРАТИЗАТОРА ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОБЪЕКТОВ АПК
Д.О. Суринский, Н.Г. Бахтырева, А.В. Козлов, Е.В. Соломин
Государственный аграрный университет Северного Зауралья 625003 Тюмень, ул. Республики, д. 7 Тел.: (3452) 64-93-25, e-mail: surd1985@mail.ru
Заключение совета рецензентов: 01.10.13 Заключение совета экспертов: 06.10.13 Принято к публикации: 11.10.13
В статье рассмотрена методика расчета основных параметров электродератизатора, изложены результаты определения начального напряжения (порога чувствительности) и напряжения летального исхода для грызунов.
Ключевые слова: электродератизатор, источник высокого напряжения, система электродов, межэлектродное расстояние.
DEVELOPMENT AND RESEARCH OF THE EFFICIENCY OF ELECTRICAL DISINFESTATION DEVICE FOR THE AGRICULTURE OBJECT DEFENSE
D.O. Surinskiy, N.G. Bakhtyreva, A.V. Kozlov, E.V. Solomin
State Agrarian University of Northern Trans-Ural
7 Respubliki str., Tyumen, 625003, Russia Tel.: (3452) 64-93-25, e-mail: surd1985@mail.ru
Referred: 01.10.13 Expertise: 06.10.13 Accepted: 11.10.13
The article describes the method of calculation of the main parameters of electric disinfestation device, presented some results of determination of the initial voltage (level of sensation) and voltage of fatal outcome of rodents.
Keywords: electric disinfestator, high voltage source, system of electrodes, inter-electrode distance.
В [1] приведен анализ существующих способов борьбы с грызунами в АПК. Показано, что одним из наиболее перспективных способов является электрофизический. В [2] и [3] предложена конструкция электродератизатора, общий вид и принципиальная схема которого представлены на рис. 1.
Электродератизатор представляет собой комплекс, состоящий из источника напряжения и системы электродов (Э), размещаемых в местах нахождения грызунов. Расстояние между электродами необходимо выбирать таким образом, чтобы обеспечивалось одновременное касание конечностями грызуна заземленного и потенциального электродов. На рис. 2 представлены следы лапок крысы, определенных экспериментально (2, а), и следы (2, Ь), представленные в [4], также на рисунке представлена схема идеализированных следов крысы.
Рис. 1. Установка электродератизатора: а - общий вид; b - принципиальная схема Fig. 1. Electric disinfestation device: a - general view; b - principle structure
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 15 (137) 2013
© Scientific Technical Centre «TATA», 2013
a
b
h = l + 0,5а + 0,5а = l + a.
(1)
а b c
Рис. 2. Схема следов грызуна (крысы) для определения расстояний между лапками: а - экспериментально полученные отпечатки следов; b - отпечатки следов по [4];
c - идеализированная схема следов крысы Fig. 2. Structure of footprints of rodent (rat) for determination of
the distance between legs: а - imprints of footprint of the rat received experimentally; b - imprints of footprint according to [4]; c - idealized structure of rat's footprints
При нахождении грызуна на электродной системе электродератизатора возможны следующие пути протекания электрического тока по телу животного.
1. «Петля» тока от передней конечности к передней конечности через грудную клетку, в этом случае межэлектродное расстояние И определяется по выражению:
2. «Петля» тока от передней конечности к задней («прямая петля»), тогда:
h = H + 0,5b + 0,5B.
(2)
3. «Петля» тока от передней конечности к задней («косая петля»), в этом случае:
И = С + с1 + с2; (3)
с = у/(Л/2)2 + (В/2)2; С2 =442)2 +(Ь/2)2 .
4. «Петля» тока от задней конечности к задней, при этом:
И = Ь + 0,5В + 0,5В = Ь + В. (4)
Учитывая, что Ь > I, Л > а, В > Ь, С > I (см. рис. 2, с), межэлектродное расстояние И определяем по (1), тогда в случае (2), (3) и (4) контакт между лапками грызуна и электродной системой будет обеспечиваться при любом положении животного на системе электродов электродератизатора. Расстояние между передними конечностями взято за основу при определении И из тех соображений, что в этом случае ток будет протекать через грудную клетку с вероятностью поражения как сердечной мышцы, так и органов дыхания.
Для исследования воздействия электрических параметров на грызунов был разработан и изготовлен экспериментальный стенд, принципиальная электрическая схема и приборное оснащение которого представлены на рис. 3.
Рис. 3. Принципиальная схема экспериментального стенда: 1 - прибор приемоконтрольный С 2000-4; 2 - контактное устройство «Touchmemory»; 3 - персональный компьютер; 4 - преобразователь интерфейса С 2000-ГИ; 5 - времязадающее устройство УК-ВК 102; 6 - источник импульсов высокого напряжения ПВС 60/10; 7 - киловольтметр;
8 - блок питания 6П-12; 9 - система электродов; 10 - инфракрасный датчик движения Fig. 3. Principal structure of experimental stand: 1 - controlling deviceС 2000-4; 2 -contact device "Touchmemory"; 3 - personal computer; 4 - interface converter С 2000-ГИ; 5 -timing deviceУК-ВК 102; 6 - source of high voltage impulses ПВС 60/10; 7 - kilovoltmeter; 8 - power module 6П-12; 9 - system of electrodes; 10 - infra-red motion sensor
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 15 (137) 2013 © Научно-технический центр «TATA», 2013
Энергетика и экология
Экспериментальный стенд состоит из металлической клетки с изолированным полом (см. рис. 1), на котором находится система электродов, и контрольно-измерительных приборов.
Исходя из реальных размеров I = 10 мм и а = 17 мм, было рассчитано по (1) значение межэлектродного расстояния к = 27 мм.
Условия, материалы и методы
Экспериментальные исследования эффективности электродератизатора проводились в лабораториях факультета электрификации Челябинской ГАА и ГАУСЗ (ранее Тюменской ГСХА).
Программой исследования предусматривалось:
1. Определение начального напряжения (порога чувствительности), на которое начинают реагировать грызуны.
2. Определение напряжения летального исхода для грызунов.
Методика определения порога чувствительности заключалась в следующем: в клетку помещалось по одному животному и далее с интервалом 5 В на электродную систему установки с помощью ЛАТР подавалось переменное напряжение. При этом фиксировались значения тока и напряжения, подаваемых на электродную систему, а также фиксировалось на фото и видео и описывалось поведение грызунов.
В эксперименте использовались три крысы (две особи мужского пола и одна особь женского пола). Исследования по определению электрических параметров, вызывающих летальный исход для грызунов, проводились совместно со специалистами института биотехнологии и ветеринарной медицины. Методика эксперимента заключалась в следующем: в экспериментальную установку помещалось одно животное (лабораторная мышь). С интервалом 1 кВ на электродную систему электродератизатора подавалось переменное напряжение от источника импульсов высокого напряжения. При этом велось наблюдение за поведением животных (частота дыхательных движений), фиксировалась величина напряжения, вызывающего летальный исход.
В эксперименте использовали 27 мышей (самки массой тела 22 ± 2 г).
Результаты и обсуждение
Анализ полученных данных по определению величины напряжения, на которое начинают реагировать грызуны, показывает, что реакция крыс на электрическое напряжение находится в пределах 30-60 В. Стабильная начальная реакция крыс находится в пределах 45 ± 12,4 В, при этом среднее значение тока равняется 4 ± 1,3 мА.
Ранее было установлено [5], что даже при «полной петле» у грызунов смерть не сопровождается фибрилляцией сердца, либо фибрилляция возникает и прекращается после разрыва электрической цепи,
т.е. смерть, как правило, обусловлена первичной остановкой дыхания.
После воздействия электрическим током 11 мышей подвергались вскрытию для определения воздействия электрического тока на кровь, головной мозг, центральную нервную систему, органы дыхания. В период проведения эксперимента 3 особи погибли сразу. Для дальнейшего наблюдения были оставлены 16 мышей, из которых 2 особи погибли на вторые и четвертые сутки после эксперимента. Таким образом, общее количество погибших составило 5. Общие результаты данного эксперимента представлены на рис. 4.
Рис. 4. Общие результаты экспериментальных данных Fig. 4. General results of experimental data
Анализ результатов влияния электрического воздействия на физиологическое состояние грызунов показал: после воздействия электрическим током концентрация эритроцитов в крови снижается до 20%, содержание гемоглобина уменьшается до 20%, а лейкоцитов - до 10% и тромбоцитов - до 30% от нижнего значения референтного интервала; значительно увеличивается частота дыхательных движений.
Основные результаты и выводы
1. Получено аналитическое выражение для определения межэлектродного промежутка электродной системы электродератизатора в зависимости от расстояния между лапками животного.
2. Стабильная начальная реакция крыс на электрический импульс находится в пределах 45 ± 12,4 В, а среднее значение тока - 4 ± 1,3 мА.
3. При протекании тока по «полной петле» смерть у грызунов не сопровождается фибрилляцией сердца, либо фибрилляция возникает и прекращается после разрыва электрической цепи, т.е. смерть обусловлена первичной остановкой дыхания.
4. Воздействие на грызунов оказывает влияние на физиологическое состояние животных: концентрация эритроцитов в крови снижается до 20%, содержание гемоглобина уменьшается до 20%, а лейкоцитов - до 10% и тромбоцитов - до 30% от нижнего значения референтного интервала; значительно увеличивается частота дыхательных движений.
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 15 (137) 2013
© Scientific Technical Centre «TATA», 2013
Список литературы
References
1. Бахтырева Н.Г., Козлов А.В., Михайлов П.М. Исследование электрических импульсов электрошокера на грызунов // Вестник ЧГАУ. 2009. Т. 55. С. 16-19.
2. Патент на полезную модель № 93627. Устройство для уничтожения грызунов / Возмилов А.Г., Бахтырева Н.Г., Михайлов П.М., Козлов А.В., Максимов С.Н. Заявка № 2009147399. Приоритет полезной модели 21 декабря 2009. Зарег. в Госреестре полезных моделей РФ 10 мая 2010.
3. Патент на полезную модель № 95224. Устройство для дератизации / Возмилов А.Г., Бахтырева Н.Г., Михайлов П.М., Козлов А.В., Максимов С.Н., Канцлер В.В. Заявка № 2010105726. Приоритет полезной модели 17 февраля 2010. Зарег. в Госреестре полезных моделей РФ 27 июня 2010.
4. Сайт компании Словарь Академик /Шр:// animals.academic.ru, 2013. С. 2.
5. Манойлов В.Е. Основы электробезопасности, 5-е изд., перераб. и доп. Л.: Энергоатомиздат, 1991.
1. Bahtyreva N.G., Kozlov A.V., Mihajlov P.M. Issledovanie elektriceskih impul'sov elektrosokera na gryzunov // Vestnik CGAU. 2009. T. 55. S. 16-19.
2. Patent na poleznuü model' № 93627. Ustrojstvo dla unictozenia gryzunov / Vozmilov A.G., Bahtyreva N.G., Mihajlov P.M., Kozlov A.V., Maksimov S.N. Zaavka № 2009147399. Prioritet poleznoj modeli 21 dekabra 2009. Zareg. v Gosreestre poleznyh modelej RF 10 maa 2010.
3. Patent na poleznuü model' № 95224. Ustrojstvo dla deratizacii / Vozmilov A.G., Bahtyreva N.G., Mihajlov P.M., Kozlov A.V., Maksimov S.N., Kancler V.V. Zaavka № 2010105726. Prioritet poleznoj modeli 17 fevrala 2010. Zareg. v Gosreestre poleznyh modelej RF 27 iüna 2010.
4. Sajt kompanii Slovar' Akademik /http://animals. academic.ru, 2013. S. 2.
5. Manojlov V.E. Osnovy elektrobezopasnosti, 5-e izd., pererab. i dop. L.: Energoatomizdat, 1991.
Транслитерация по ISO 9:1995
Г'-": — TATA — LXJ
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 15 (137) 2013 © Научно-технический центр «TATA», 2013
