室內(nèi)相控電子聲聚焦式飛行昆蟲(chóng)驅(qū)離與滅殺裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于聲控領(lǐng)域，具體地，本實(shí)用新型涉及一種室內(nèi)相控電子聲聚焦式飛行昆蟲(chóng)驅(qū)離與滅殺裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]室內(nèi)飛行昆蟲(chóng)諸如蒼蠅、蚊子、飛蟻、蟑螂等影響著人們的日常生活，以及污染周邊環(huán)境。它們本身攜帶有各類病菌，是病毒傳播的重要途徑之一。對(duì)人類的生活與健康產(chǎn)生極大的危害。日常人們所常采用的滅殺方式主要是以化學(xué)方法為主，例如:殺蟲(chóng)劑、電蚊香等，該類方法在滅殺昆蟲(chóng)之時(shí)也污染著環(huán)境，使用不當(dāng)或長(zhǎng)期使用還會(huì)對(duì)人體造成危害。其次所采用的是物理防治法，例如:燈光誘殺、掛蚊帳等，此類方法是一種消極防御，無(wú)法形成積極有效的驅(qū)殺?，F(xiàn)如今還出現(xiàn)一種高速的激光滅蚊方法，但是該方法中激光對(duì)人眼存在著潛在的不可逆損傷威脅，使用戶的安全難以得到保證。因此，針對(duì)當(dāng)前還未有高效、安全、環(huán)保的方法實(shí)現(xiàn)室內(nèi)飛行昆蟲(chóng)的驅(qū)離或滅殺，本發(fā)明提出了一種全新的解決方案。
[0003]相控超聲聚焦技術(shù)是一門應(yīng)用極為廣泛的超聲檢測(cè)技術(shù)，其原理主要是利用聲傳輸?shù)幕莞?菲涅耳原理，通過(guò)調(diào)整各超聲換能器中各陣列元的發(fā)射/接收信號(hào)的相位延遲，形成對(duì)超聲合成波面的曲率、指向、孔徑等進(jìn)行控制的原理，從而達(dá)到波束聚焦、偏轉(zhuǎn)、波束形成等多種效果。其優(yōu)點(diǎn)在于:1、掃描速度速度快，通過(guò)電子掃描技術(shù)實(shí)現(xiàn)高速掃描，要比光柵掃描快一個(gè)數(shù)量級(jí)；2、可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)聚焦，能夠按照對(duì)像的空間位置不同實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)聚焦;3.靈活性好，用一個(gè)相控陣探頭，就能涵蓋多種應(yīng)用。正由于這種技術(shù)具有獨(dú)特的工作優(yōu)勢(shì)，該技術(shù)最早應(yīng)用于醫(yī)學(xué)超聲成像領(lǐng)域以及工業(yè)測(cè)試領(lǐng)域。并且隨著技術(shù)的不斷更新，該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展已步入較成熟悉階段。此外，高能聚焦超聲技術(shù)做為一種無(wú)創(chuàng)性實(shí)體腫瘤“切除”、“碎石”的技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于臨床醫(yī)療之中；它利用于高能聚焦超聲作用于標(biāo)靶之時(shí)，產(chǎn)生熱效應(yīng)、空化效應(yīng)以及機(jī)械效應(yīng)實(shí)現(xiàn)“切除”與“碎石”；它是當(dāng)前超聲聚焦技術(shù)研究中一個(gè)十分活躍的研究領(lǐng)。但是目前聚焦超聲的成像與手術(shù)治療兩方面的技術(shù)，還尚未完成技術(shù)上的融合，且在飛行昆蟲(chóng)滅殺方向尚未有綜合應(yīng)用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種室內(nèi)相控電子聲聚焦式飛行昆蟲(chóng)驅(qū)離與滅殺裝置。本實(shí)用新型利用陣列聲換能器接收飛行昆蟲(chóng)的翅膀振動(dòng)聲信號(hào)，進(jìn)行高速定位、識(shí)別與信號(hào)頻率獲取，再通過(guò)FPGA控制聲換能器的發(fā)射激勵(lì)(振幅、頻率、延時(shí))，將特定頻率的聲場(chǎng)能量會(huì)聚于指定區(qū)域并產(chǎn)生高強(qiáng)度聲場(chǎng)，再利用高強(qiáng)度聲場(chǎng)作用于飛行昆蟲(chóng)后產(chǎn)生機(jī)械效應(yīng)原理將聚焦區(qū)域內(nèi)的飛行昆蟲(chóng)進(jìn)行驅(qū)離或滅殺。
[0005]為達(dá)到上述技術(shù)效果，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0006]—種室內(nèi)相控電子聲聚焦式飛行昆蟲(chóng)驅(qū)離與滅殺裝置，包括若干聲換能器，聲換能器組合成為陣列聲換能器;陣列聲換能器連接有信號(hào)采集與處理裝置、FPGA芯片、旋轉(zhuǎn)與移動(dòng)控制裝置和驅(qū)動(dòng)電源；陣列聲換能器通過(guò)信號(hào)發(fā)生電路與FPGA芯片相連;FPGA芯片連接信號(hào)采集與處理裝置;驅(qū)動(dòng)電源連接信號(hào)采集與處理裝置、FPGA芯片和旋轉(zhuǎn)與移動(dòng)控制
目.0
[0007]進(jìn)一步的改進(jìn)，所述陣列聲換能器為多元陣列式聲探頭。
[0008]進(jìn)一步的改進(jìn)，所述多元陣列式聲探頭為一維陣列聲探頭、二維陣列聲探頭、環(huán)形陣列聲探頭或凸陣列聲探頭。
[0009]進(jìn)一步的改進(jìn)，所述旋轉(zhuǎn)與移動(dòng)控制裝置中設(shè)有帶動(dòng)聲換能器旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)和帶動(dòng)聲換能器平移的伺服電機(jī)。
[0010]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn):
[0011]1.本實(shí)用新型利用高強(qiáng)度聲場(chǎng)作用于飛行昆蟲(chóng)后產(chǎn)生機(jī)械效應(yīng)原理將聚焦區(qū)域內(nèi)的飛行昆蟲(chóng)進(jìn)行驅(qū)離或滅殺，綠色環(huán)保。
[0012]2.通過(guò)相控聚焦方式聲場(chǎng)聚焦實(shí)現(xiàn)快速、可控，且掃查范圍廣；同時(shí)將聚焦滅殺與空間定位技術(shù)融于一體。
[0013]3.本實(shí)用新型利用換能器接收時(shí)間延遲的聲信號(hào)進(jìn)行空間位置的定位，速度快、效率高。
[0014]4.本實(shí)用新型還能實(shí)現(xiàn)飛行昆蟲(chóng)的自動(dòng)識(shí)別。
[0015]5.本實(shí)用新型裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，易于便攜使用。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
[0018]實(shí)施例1
[0019]如圖1所示的一種室內(nèi)相控電子聲聚焦式飛行昆蟲(chóng)驅(qū)離與滅殺裝置，包括若干聲換能器，聲換能器組合成為陣列聲換能器;陣列聲換能器連接有信號(hào)采集與處理裝置、FPGA芯片、旋轉(zhuǎn)與移動(dòng)控制裝置和驅(qū)動(dòng)電源;陣列聲換能器通過(guò)信號(hào)發(fā)生電路與FPGA芯片相連；FPGA芯片連接信號(hào)采集與處理裝置;驅(qū)動(dòng)電源連接信號(hào)采集與處理裝置、FPGA芯片和旋轉(zhuǎn)與移動(dòng)控制裝置。
[0020]陣列聲換能器優(yōu)選為多元陣列式聲探頭。多元陣列式聲探頭可為一維陣列聲探頭、二維陣列聲探頭、環(huán)形陣列聲探頭或凸陣列聲探頭。
[0021]旋轉(zhuǎn)與移動(dòng)控制裝置中設(shè)有帶動(dòng)聲換能器旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)和帶動(dòng)聲換能器平移的伺服電機(jī)。也可以用其他結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)聲換能器的旋轉(zhuǎn)和平移。
[0022]上述裝置的使用方法及原理如下所示:
[0023]步驟I)陣列聲換能器接收飛行昆蟲(chóng)翅膀振動(dòng)發(fā)出的聲信號(hào)，陣列聲換能器中處于不同位置的各聲換能器接收到不同的延時(shí)聲信號(hào)，并將延時(shí)聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為的電信號(hào)；
[0024]步驟2)將電信號(hào)通過(guò)信號(hào)采集與處理裝置輸送至FPGA芯片進(jìn)行處理；
[0025]步驟3)FPGA芯片通過(guò)分析電信號(hào)獲得聲信息的頻率、幅值、時(shí)延以及聲源的空間位置與方向，并進(jìn)行昆蟲(chóng)自動(dòng)識(shí)別與分類；
[0026]步驟4)FPGA芯片控制的信號(hào)發(fā)生電路生成對(duì)應(yīng)頻率與時(shí)延的控制聲發(fā)射激勵(lì)源，控制聲發(fā)射激勵(lì)源激勵(lì)陣列聲換能器中各聲換能器，使各聲換能器生成對(duì)應(yīng)頻率、振幅以及時(shí)延的外傳聲信號(hào);外傳聲信號(hào)將聲場(chǎng)能量會(huì)聚于飛行昆蟲(chóng)所處空間，產(chǎn)生聲場(chǎng)，作用于飛行昆蟲(chóng)；
[0027]步驟5)陣列聲換能器接收飛行昆反射回來(lái)的聲信號(hào)，進(jìn)行再次空間定位;根據(jù)再次空間定位信息，F(xiàn)PGA芯片通過(guò)旋轉(zhuǎn)與移動(dòng)控制裝置控制各聲換能器進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和/或平移；
[0028]步驟6)FPGA芯片通過(guò)控制各聲換能器進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和/或平移對(duì)飛行昆蟲(chóng)進(jìn)行跟蹤，實(shí)現(xiàn)對(duì)飛行昆蟲(chóng)的持續(xù)驅(qū)離或滅殺。
[0029]本發(fā)明的主要工作原理是利用聲場(chǎng)作用于生物體產(chǎn)生機(jī)械效應(yīng)與熱效應(yīng)的原理對(duì)飛行昆蟲(chóng)進(jìn)行驅(qū)離與滅殺
[0030]以上實(shí)例的說(shuō)明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種室內(nèi)相控電子聲聚焦式飛行昆蟲(chóng)驅(qū)離與滅殺裝置，其特征在于，包括若干聲換能器，聲換能器組合成為陣列聲換能器;陣列聲換能器連接有信號(hào)采集與處理裝置、FPGA芯片、旋轉(zhuǎn)與移動(dòng)控制裝置和驅(qū)動(dòng)電源；陣列聲換能器通過(guò)信號(hào)發(fā)生電路與FPGA芯片相連；FPGA芯片連接信號(hào)采集與處理裝置;驅(qū)動(dòng)電源連接信號(hào)采集與處理裝置、FPGA芯片和旋轉(zhuǎn)與移動(dòng)控制裝置。2.如權(quán)利要求1所述的室內(nèi)相控電子聲聚焦式飛行昆蟲(chóng)驅(qū)離與滅殺裝置，其特征在于，所述陣列聲換能器為多元陣列式聲探頭。3.如權(quán)利要求2所述的室內(nèi)相控電子聲聚焦式飛行昆蟲(chóng)驅(qū)離與滅殺裝置，其特征在于，所述多元陣列式聲探頭為一維陣列聲探頭、二維陣列聲探頭、環(huán)形陣列聲探頭或凸陣列聲探頭。4.如權(quán)利要求1所述的室內(nèi)相控電子聲聚焦式飛行昆蟲(chóng)驅(qū)離與滅殺裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)與移動(dòng)控制裝置中設(shè)有帶動(dòng)聲換能器旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)和帶動(dòng)聲換能器平移的伺服電機(jī)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種室內(nèi)相控電子聲聚焦式飛行昆蟲(chóng)驅(qū)離與滅殺裝置，包括若干聲換能器，聲換能器組合成為陣列聲換能器；陣列聲換能器連接有信號(hào)采集與處理裝置、FPGA芯片、旋轉(zhuǎn)與移動(dòng)控制裝置和驅(qū)動(dòng)電源；陣列聲換能器通過(guò)信號(hào)發(fā)生電路與FPGA芯片相連；FPGA芯片連接信號(hào)采集與處理裝置。本實(shí)用新型利用陣列聲換能器接收飛行昆蟲(chóng)的翅膀振動(dòng)聲信號(hào)，進(jìn)行高速定位、識(shí)別與信號(hào)頻率獲取，再通過(guò)FPGA控制聲換能器的發(fā)射激勵(lì)，將特定頻率的聲場(chǎng)能量會(huì)聚于指定區(qū)域并產(chǎn)生高強(qiáng)度聲場(chǎng)，再利用高強(qiáng)度聲場(chǎng)作用于飛行昆蟲(chóng)后產(chǎn)生機(jī)械效應(yīng)原理將聚焦區(qū)域內(nèi)的飛行昆蟲(chóng)進(jìn)行驅(qū)離或滅殺。
【IPC分類】A01M29/16, A01M1/22
【公開(kāi)號(hào)】CN205305830
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520947762
【發(fā)明人】謝文明, 鄧毓旺, 黃詩(shī)浩, 林抒毅, 蔡思靜, 聶明星, 邵明
【申請(qǐng)人】福建工程學(xué)院
【公開(kāi)日】2016年6月15日
【申請(qǐng)日】2015年11月24日