способ активизации двигательной активности пчел и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ активизации двигательной активности пчел, заключающийся в периодическом воздействии на улей с рамками неоднородным низкочастотным электрическим полем, отличающийся тем, что конфигурацию неоднородности электрического поля изменяют, комбинируя потенциалы поля, равные по абсолютной величине, но одинаковые или противоположные по знаку, а управление режимами воздействия электрического поля на пчел осуществляют в зависимости от величины тока утечки в межрамочном пространстве.

2. Устройство для активизации двигательной активности пчел, содержащее датчик двигательной активности пчел, генератор импульсов напряжения, потенциальный и заземленный секционированный электроды и блок управления, включающий усилитель, детектор и компаратор, отличающееся тем, что электроды представляют собой систему секционированных проволочных вощинодержателей рамок улья, причем вощинодержатели каждой из рамок подключены к потенциальному или заземленному выводам генератора импульсов напряжения через индивидуальный двухполюсный выключатель, а датчик двигательной активности пчел выполнен в виде датчика тока, подсоединенного к заземленному выводу генератора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к пчеловодству, и может быть использовано для борьбы с роением пчел, для активизации их летной активности, а также для борьбы с клещем Варроа, интенсификации сбора пчелиного яда и прополиса.

Известны способ активизации двигательной активности пчел (см. авт. св. № 1687178, по кл. A01K 55/00, 57/00 «Способ активизации двигательной активности пчел и устройство для его осуществления» заявл. 04.11.88 г., опубл. 30.10.91 г., № 40), заключающийся в воздействии на пчелиную семью в улье электрическим полем, генерируемым посредством двух металлических электродов, и устройство, в котором реализован данный способ, содержит датчик двигательной активности пчел, генератор импульсов напряжения, потенциальный и заземленный электроды и блок управления, включающий усилитель, детектор, компаратор и регистратор. Потенциальный и заземленный электроды выполнены в виде сплошных пластин, установленных с противоположных сторон улья и подключенных к высокопотенциальному и заземляющему выводам генератора импульсов напряжения. Датчик двигательной активности пчел представляет собой установленный в улье микрофон, посредством которого определяют интенсивность звуков, издаваемых пчелами.

Недостатком известных способа и устройства является низкая эффективность, поскольку обработку осуществляют однородным электрическим полем, создаваемым в улье двумя сплошными параллельно расположенными металлическими электродами. Известно, что пчелы наиболее чувствительны к неоднородным электрическим полям. Такие поля могут быть созданы при использовании, например, непараллельных электродов или в том случае, когда электроды различаются по геометрии (см. С.С.Салихов "О механизмах восприятия пчелами электрических полей" в сборнике 2 Всероссийской научно-практической конференции "Состояние и перспективы развития пчеловодства на Северо-Западе России", Москва, 2003, с.93-97).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемым способу и устройству, выбранным в качестве прототипа (см. патент № 2294098, по кл. А01К 47/00, 57/00 «Способ активизации двигательной активности пчел и устройство для его осуществления», заявл. 29.04.2005, опубл. 27.02.2007), является способ активизации двигательной активности пчел, заключающийся в периодическом воздействии на улей с рамками неоднородным низкочастотным электрическим полем. Управление режимами обработки осуществляют в зависимости от величины зарядов, создаваемых пчелами.

Устройство для активизации двигательной активности пчел содержит генератор импульсов напряжения, блок управления, потенциальный электрод и заземленный электрод, установленные с противоположных сторон улья с рамками и подключенные соответственно к потенциальному и заземляющему выводам генератора импульсов. Заземленный электрод выполнен секционированным, каждая секция которого подключена к заземляющему выводу генератора импульсов через индивидуальный выключатель. Блок управления выполнен в виде последовательно соединенных датчика двигательной активности пчел, усилителя, детектора и компаратора, выход которого подключен к управляющему входу генератора импульсов напряжения. С детектором электрически связан регистратор, предназначенный для регистрации частотного уровня двигательной активности пчел. Датчик двигательной активности пчел выполнен в виде установленного в летковой части улья электрического зонда.

Недостатком данного способа и реализующего его устройства также является их низкая эффективность. Это обусловлено тем, что в процессе воздействия неоднородным электрическим полем на пчелиную семью во время какой-либо обработки, необходимой по технологии пчеловождения в определенный момент жизненного цикла пчелиной семьи, в область нежелательного воздействия могут попасть пчелы и расплод, сосредоточенные в центре улья. При этом происходит дестабилизация микроклимата в зоне расположения расплода, что отрицательно влияет на его физиологическое состояние и соответственно снижает эффективность обработки и, кроме того, недостатком прототипа является высокое напряжение, обусловленное большим межэлектродным расстоянием.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности обработки пчел за счет изменения конструкции электродов, снижения напряжения генератора и экономия электроэнергии за счет изменения межэлектродного расстояния.

Техническим условием, позволяющим решить эту задачу, является возможность создания в улье регулируемого электрического поля такой неоднородности и локализации, какая необходима в тот или иной момент жизненного цикла пчелиной семьи (роение, формирование расплода, лечение и т.д.), исключая при этом вероятность нежелательного воздействия на расплод.

Указанная задача решается тем, что в предложенном способе активизации двигательной активности пчел, заключающемся в периодическом воздействии на улей с рамками неоднородным низкочастотным электрическим полем, в отличие от прототипа изменяют конфигурацию неоднородности электрического поля, комбинируя потенциалы поля, равные по абсолютной величине, но одинаковые или противоположные по знаку, а управление режимами воздействия осуществляют в зависимости от величины тока утечки в межрамочном пространстве.

Указанная задача решается тем, что в предложенном устройстве для активизации двигательной активности пчел, содержащем датчик двигательной активности пчел, генератор импульсов напряжения, потенциальный и секционированный заземленный электроды и блок управления, включающий усилитель, детектор, компаратор, в отличие от прототипа потенциальные электроды представляют собой систему секционированных проволочных вощинодержателей рамок улья, причем вощинодержатели каждой из рамок подключены к потенциальному или заземляющему выводам генератора импульсов напряжения через индивидуальный двухполюсный выключатель, а датчик двигательной активности пчел выполнен в виде датчика тока, подсоединенного к заземленному выводу генератора.

Выполнение электродов в виде проволочных вощинодержателей рамок, которые могут быть подключены в зависимости от режима включения к потенциальному или заземленному выводу генератора импульсов напряжения через индивидуальный двухполюсный выключатель, дает возможность создать внутри улья в межрамочном пространстве неоднородное электрическое поле, имеющее различную конфигурацию.

Изменяя число пар включенных (заземленных или потенциальных) секций вощинодержателей в зависимости от комбинации включения через двухполюсные выключатели, можно регулировать конфигурацию неоднородности электрического поля, то есть степень его неоднородности и его локализацию, исключая нежелательное воздействие на рамки с расплодом. При этом напряжение, приложенное к электродам, снижается в десятки раз по сравнению с прототипом. Ввиду того, что межрамочное расстояние в предлагаемом варианте составляет 3,5 см, а расстояние между электродами располагаемыми на противоположных стенках улья около 50 см, т.е. в 16 раз расстояние меньше, значит меньше и напряжение.

При включении всех секций вощинодежателей электроды будут создавать электрическое поле во всем объеме улья. Этот вариант целесообразно использовать, например, для осенней стимуляции пчел, когда расплод отсутствует. При наличии расплода следует включать только крайние секции.

Наличие датчика тока в цепи генератора повышает эффективность обработки пчел, так как при этом можно фиксировать (по току утечки) количество пчел в межрамочном пространстве и соответственно определять последовательность обработки пчел и оказывать локальное воздействие, например, на межрамочное пространство с максимальным содержанием пчел для более равномерного распределения пчел в улье. Наибольшая эффективность обработки соответствует равномерному распределению пчел во всех межрамочных промежутках. В случае отсутствия пчел, например, в крайних межрамочных промежутках, показания датчика тока будут минимальны, так как воздух обладает малой проводимостью. Использование тока утечки в качестве параметра управления позволяет более эффективно управлять двигательной активностью, так как он является интегральным показателем и его значение зависит от численности пчел и равномерности распределения пчел во всем объеме улья и подвижности пчел в межрамочных промежутках.

Фактически с помощью датчика тока и включением соответствующих секций представляется возможным диагностировать наличие и активность пчел в любом межрамочном пространстве и осуществлять соответствующее воздействие (угнетающее или стимулирующее).

Таким образом, в результате вышеуказанного решается задача изобретения, а именно повышение эффективности обработки пчел, снижение напряжения генератора, экономия электроэнергии за счет использования заявляемых способа и устройства.

Проведенные исследования по патентным и научно-техническим источникам информации показали, что предлагаемая совокупность приемов активизации двигательной активности пчел и совокупность существенных признаков устройства для его реализации не известны и не следуют явным образом из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

Предлагаемый способ может быть применен в условиях пасеки, снабженной оборудованием, выпускаемым зарубежными и отечественными производителями. Таким образом, заявляемый способ является доступным и, следовательно, применимым в пчеловодстве.

Предлагаемое устройство может быть выполнено с помощью стандартного оборудования и материалов отечественного и зарубежного производства. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию "промышленная применимость".

Предлагаемый способ представляет собой совокупность приемов, позволяющих значительно повысить эффективность обработки пчел.

Предлагаемая совокупность существенных признаков сообщает заявляемому устройству новые свойства, позволяющие решить поставленную задачу, а именно, повысить его эффективность обработки пчел, уменьшить напряжение генератора и снизить затраты электроэнергии.

Предлагаемое устройство поясняется чертежом, на котором представлено:

на фиг.1 - функциональная схема устройства; на фиг.2 - конфигурация электрического поля с разнополярными электродами; на фиг.3 - конфигурация электрического поля с однополярными электродами.

Устройство для активизации двигательной активности пчел содержит генератор 1 (фиг.1) импульсов напряжения, блок 2 управления, потенциальный электрод и заземленный выводы генератора импульсов. Потенциальные электроды 3 представляют собой секционированные проволочные вощинодержатели 5. Вощинодержатели 5 каждой из рамок подключены к потенциальному или заземляющему выводам генератора 1 импульсов напряжения через индивидуальный двухполюсный выключатель 6. Блок 2 управления выполнен в виде последовательно соединенных датчика 7 тока, усилителя 8, детектора 9 и компаратора 10 (например, триггера Шмита), выход которого подключен к управляющему входу генератора 1 импульсов напряжения. С детектором 9 электрически связан регистратор 11, предназначенный для регистрации величины тока утечки в межрамочном пространстве, поступающей с датчика 7 тока, подсоединенного к заземляющему выводу генератора 1 импульсов напряжения.

Способ активизации двигательной активности пчел реализуется следующим образом. В объеме или в части объема улья 4 возбуждают неоднородное электрическое поле с заданной неоднородностью. Режим изменения конфигурации неоднородности электрического поля осуществляют вручную посредством индивидуальных двухполюсных выключателей 6, подавая на секционированные проволочные вощинодержатели 5 различные потенциалы поля. Комбинация полярности полей, создаваемых подключенными секциями вощинодержателей 5, определяется технологией обработки.

Управление двигательной активностью реализуется путем силового и управляющего воздействия электрического поля на пчел, при этом силовое воздействие электрического поля на пчел регулируется изменением значения потенциала, подаваемого на секции, изменением расстояния между секциями в зависимости от числа включенных секций, структуры покрытия электродов (медовые перговые рамки или чистые электроды без вощины). Управляющее воздействие реализуется путем изменения конфигурации поля. При этом изменяется направление (вектор) электрического поля (силового воздействия). Если соседние электроды подключены к разноименным полюсам генератора 1, то вектор силового воздействия электрического поля направлен к одному из электродов (при постоянном напряжении генератора) или изменяет свое направление колебания в межэлектродном пространстве с частотой генератора (при переменном напряжении генератора 1).

Если пчела 12 не заряжена, то в межэлектродном промежутке она поляризуется и в этом случае она втягивается в электрическое поле. При этом силовое воздействие будет направлено к одному из вощинодержателей 5, а частота колебаний будет равна удвоенной частоте поля (фиг.2).

Рассмотрим случай, когда соседние секции (вощинодержателей 5) подключены к одному полюсу генератора, в этом случае картина силовых линий существенно отличается от рассмотренного выше случая (фиг.3).

Если в первом случае на пчелу в середине межэлектродного пространства сила электрического поля притягивает пчелу (в зависимости от заряда) к одному из зарядов, то во втором случае результирующая сила электрического поля выталкивает пчелу из зоны воздействия, таким образом управляющее воздействие поля (изменение направления электрической силы) реализуется в предлагаемом устройстве изменением полярности электродов. При этом направление воздействия поля изменяется на 90°, что позволяет более целенаправленно и тонко манипулировать поведением пчел.

Например, если повышение двигательной активности пчел необходимо для оптимизации микроклимата, то целесообразно использовать в начале воздействия поле, генерируемое одноименными потенциальными электродами 3, т.е. все электроды подключены к одному потенциальному зажиму генератора 1, а заземленный электрод, например - к металлической крышке улья или к противоварроатозной сетке на дне улья. В этом случае силовое воздействие поля способствует перемещению пчел вверх или вниз и таким образом более равномерному распределению пчел в улье. При этом токи утечки во всех межрамочных промежутках будут примерно одинаковы. Далее при подключении соседних проволочных электродов к противоположным зажимам генератора 1 пчелы распределяются за счет силового воздействия вдоль линейных электродов (проводов вощинодержателей), которое затрудняет миграцию и перемещение пчел в межрамочном пространстве улья.

В этом случае обеспечивается равномерный нагрев во всем объеме улья. Источниками тепла являются возбужденные пчелы, которые превращают химическую энергию меда в тепло. Контролируя ток утечки в межрамочных промежутках, можно контролировать режим воздействия: чем больше ток утечки, тем больше пчел в межрамочном пространстве. Изменяя конфигурацию поля можно добиться равномерного распределения и возбуждения пчел.

Использование предлагаемого способа и устройства для его осуществления позволяют активизировать двигательную активность пчел, повысить эффективность обработки пчел, экономить электроэнергию за счет снижения мощности источника, путем изменения межэлектродного промежутка.