Это сохраненная копия страницы http://www.fishrob.com/zag5.htm, записанная 26-03-2005 14:48
О применении токов повышенной частоты в электролове рыб. Г.М.МИШЕЛОВИЧ
Поисковый сервис РадиоЛоцман - Схемы никак не связан с авторами этой страницы и не несет ответственности за ее содержимое.

Этими материалами любезно поделился Загнеткин В.И. zagnetkin@infotecstt.ru

Известия
Государственного научно-исследовательского института 
озерного и речного рыбного хозяйства
Том 90, 1974г.

УДК 639.2.081.193



О ПРИМЕНЕНИИ ТОКОВ ПОВЫШЕННОЙ ЧАСТОТЫ В ЭЛЕКТРОЛОВЕ РЫБ



Г. М. МИШЕЛОВИЧ



    Известно, что форма импульсов тока оказывает сильное влияние на характер реакций рыб в однородном электрическом поле (ОЭП). Существует мнение, что при приближении формы тока к постоянному легче проявляется у рыб анодная реакция и слабее угнетающее действие тока (Нуcсенбаум и Фалеева, 1961: Fishing with Electricity, 1967). Очевидно, что этому условию наиболее близко соответствует прямоугольная форма импульсов. Однако генерирование мощных прямоугольных импульсов является довольно сложной технической задачей. Автор совместно с М. Р. Майзелисом предложил применить вместо прямоугольных импульсов пакеты выпрямленных полуволн тока повышенной частоты, например 400 Гц. При этом предполагалось, что ввиду большой частоты пульсаций внутри пакетов (для источника тока частотой 400 Гц частота пульсаций при двухпериодном выпрямлении составляет 800 Гц) сами пакеты будут по своему действию эквивалентны прямоугольным импульсам соответствующей длительности. Применение тока повышенной частоты целесообразно также с позиций повышения электробезопасности установок электролова и электрических заграждений, снижения веса и габаритов аппаратуры, улучшения условий коммутации тока.

Рис. 1. Диаграммы тока повышенной частоты (400 Гц): 
а - непрерывные униполярные импульсы (800 Гц); 
б - пакеты униполярных импульсов. Пунктиром показан эквивалентный прямоугольный импульс; 
в - пакеты импульсов переменного тока.

    Для получения данных, подтверждающих возможность реализации выдвинутого предложения, были поставлены опыты в ОЭП с годовиками радужной форели. В задачу исследования входило определение параметров основных характерных реакций форели в зависимости от частоты и длительности пакетов импульсов.
    Опыты проводились с одиночными особями в электролитической ванне из органического стекла размером 60x30x20 см. по "методической схеме изучения поведения рыб в электрических полях переменного, постоянного и униполярного тока" (Майзелис и др., 1973). Использовались рыбки с длиной тела от 6,9 до 9,5 см при средней длине 8,2 см. Температура воды в опытах составляла 9-13°С. Электропроводность - 5 мСм/м при 18° С. В качестве источника тока были применены преобразователь ПО-3000 частотой 400 Гц и специальное электронное распределительное устройство ЭРУ, позволявшее получить пакеты импульсов длительностью tи , равной 2,5; 5,0 и 7,5 мсек, с частотой f = 2 - 50 Гц (рис. 1).
    В проведении опытов и в обработке результатов принимала участие студентка-дипломантка Астраханского рыбвтуза Л. В. Хаустова.
    Было поставлено с 11-кратной повторностью 11 вариантов опытов при различных частоте и длительности пакетов импульсов (табл. 1).
    Характер поведения рыб регистрировался визуально с записью в журнале. В результате анализа записей о поведении рыб в ОЭП было выделено 5 характерных реакций рыб на действие поля. Все реакции, за исключением первой, наблюдались при исходной ориентации рыб головой на анод (нисходящий ток).
    Под реакциями, условно названными первая, вторая и т. д., нами подразумеваются следующие характерные движения рыб в ОЭП.
    Первая реакция - слабое вздрагивание плавников или тела рыбки в момент включения или выключения тока. Иногда рыбка делает короткий рывок и затем остается неподвижной весь период воздействия (5 секунд).
    Вторая реакция - быстрое свободное движение по всей ванне, не дифференцированное относительно "полярности" вектора поля. Такое движение, по предложению Л. М. Нусенбаума, было названо "неполярным".
    Третья реакция - быстрое волнообразное плавание к аноду, у анода рыбка не удерживается, поворот на катод и более скованное и замедленное движение в сторону ка-тода - анодная реакция без удержания. Эту реакцию трудно отличить от неполярных движений, поэтому порог ее определяется наименее точно.
    Четвертая реакция - быстрое, прямолинейное движение к аноду, затем остановка или плавание у анода до конца воздействия - анодная реакция с удержанием.
    Пятая реакция - медленное скованное движение к аноду, у анода рыба ложится на бок, иногда до анода не доплывает. Дыхание затруднено, при повороте на катод сильное угнетение. По окончании воздействия рыба почти сразу приходит в норму.

Рис.2. Зависимость условного напряжения тела от частоты при длительности пакетов 7,5 мсек.



    В табл. 1 приведены средние из 11 опытов значения условного напряжения тела Ul характерных реакций. По этим данным на рис. 2 построены графики зависимости Ul = j(F) при tи =7,5 мсек, а на рис. 3- графики Ul = j(tи) при частоте F=10 Гц. Эмпирические данные были предварительно выравнены способом скользящей средней или графически.
    Как видно из рис. 2 и 3, величина Ul  у первой и второй реакций практически остается постоянной во всем диапазоне примененных в опытах значений t и F.
    Для остальных реакций величины Ul уменьшаются с увеличением частоты и длительности пакетов импульсов. При этом с увеличением F третья и четвертая реакции проявляются более четко. Интересно отметить, что при длительности импульса, равной 2,5 мсек, и частоте 2,0 Гц в условиях опыта у форели не наблюдалась даже четвертая реакция.
К сожалению, ограниченные возможности нашей аппаратуры не позволили проследить дальнейший ход кривой Ul = j(tи) которая, очевидно, с некоторого значения tи пойдет параллельно оси абсцисс.

Рис. 3. Зависимость условного напряжения тела от длительности па импульсов при частоте пакетов 10 имп/сек.



Таблица 1 


Условные напряжения тела UL основных реакций форели в ОЭП ипульсов тока повышенной частоты

Импульсный режим  Ul +D В
Реакция
F, гц tи , сек Первая Вторая Третья Четвёртая Пятая
на катод на анод
2 2,5

5,0

7,5

0,64±0,02

0,69±0,05

0,66±0,04

1,13±0,16

1,41±0,14

1,24±0,12

9,42±1,71

10,57±1,52

3,71±0,57

13,52±3,70

17,32±4,07

11,69±2,56

 -

20,16±9,82

17,47±4,68

-

-

-

6 2,5

5,0

7,5

0,60±0,06

0,69±0,04

0,60±0,04

1,18±0,16

1,28±0,31

1,18±0,16 

4,07±0,52

5,56±1,55

4,13±1,02

11,04±2,34

12,81±3,67

10,68±2,55 

11,76±3,79

11,84±3,96

13,70±2,55

28,30±2,49

24,95±6,23

28,69±3,04

10 2,5

5,0

7,5

0,70±0,05

0,61±0,11

0,66±0,01

1,38±0,14

1,15±0,23

1,21±0,14

4,65±1,86

3,18 ±0,24

3,67±0,89

13.45±2,76

5,79±0,78

6,10±0,75

26,72 ±3,51

17,30±1,19

11,84±1,83

33,05±3,23

26,19±3,91

23,84 ±3,19

25 2,5

7,5

0,51±0,02

0,55±0,08

0,95±1,08

1,29±0,08 

4,44±1,83

2,99±0,33 

9,07±1,41

5,00 ±0,66

16,16±3,24

10,52±0,86

24,86±2,46

15,34 ±1,93


Примечание: D - предельная ошибка среднего при доверительной вероятности 0,95.


    Таким образом, результаты проведенных экспериментов показали, что при воздействии пачками выпрямленного переменного тока повышенной частоты у форели наблюдались такие же характерные реакции, какие обычно проявляются при применении униполярных импульсов другой формы, в частности, прямоугольной. Параметры этих реакций незначительно отличаются от таковых для прямоугольных импульсов. Важно отметить, что в аналогичных опытах, проведенных автором с использованием пакетов импульсов, составленных из полуволн тока частотой 50-100 Гц, анодная реакция у рыб была выражена менее четко. Пакеты состояли из 4 полусинусоидальных импульсов при длительности пакета 40 и частоте 8 имп/сек, (Мишелович, в печати).

    Результаты наших исследований с повышенной частотой согласуются с данными В. Н. Шабанова, который в опытах с форелью и плотвой в ОЭП переменного тока показал, что в некотором диапазоне частот (100-800 Гц) параметры основных реакций рыб изменяются незначительно (Нусенбаум, 1968; Шабанов, 1966).
Имеются также сведения о хорошем эффекте, полученном при лове форели и угря "модулированными" импульсами. Применялись импульсы частотой 60-100 Гц, прерываемые низкой частотой - 2-5 имп/сек (Мишелович, 1966; Burnet, 1961). Однако использование импульсов значительно более высокой частоты (6-10 кГц), модулированных низкой частотой в 3-10.Гц, привело к 3-4-кратному увеличению порогов соответствующих реакций (Данюлите, Забелите, 1966). Представляется, что такой результат может быть отнесен за счет слишком высокой частоты (6-10 кГц) и малой длительности (0,02 мсек) "несущих" импульсов.
Сравнивая приведенные выше различные данные, можно заключить, что применение пакетов импульсов повышенной частоты оказывается эффективным только в определенном диапазоне частот "несущей".
    Каковы же пути практической реализации результатов выполненных исследований? Один из них - это создание комплекта универсального оборудования, предназначенного для электролова рыб на анодную реакцию и для сгона или задержания рыб полем переменного тока (рис. 4).

Рис. 4. Блок-схема универсального оборудования: ГПЧ - генератор переменного тока повышенной частоты, ППТ - прерыватель переменного тока, В - выпрямитель, СЭ - система электродов, K1 и К2 - коммутационные ключи.



    В табл. 2 приводятся режимы работы универсального оборудования в зависимости от его назначения.


Таблица 2

Режимы работы универсального оборудования

Назначение оборудования  Состояние ключей
Выходное напряжение в соответствии с рис. 1
К1 К2 
Для лова рыб на анодную реакцию непрерывным выпрямленным током 1 2 а
Для лова рыб на анодную реакцию пакетами выпрямленного тока 2 2 б
Электрогон рыб импульсами переменного тока 2 1 в


    Вместо двух блоков (ППТ и В) может быть применен один блок управляемого мостового выпрямителя. В этом случае ключи K1 и К2 будут коммутировать режим работы схемы управления мостового выпрямителя.

Выводы



    1. Опыты с форелью в ОЭП униполярных импульсов повышенной частоты показали, что у рыб проявляются такие же характерные реакции, как в ОЭП импульсов постоянного тока. Причем параметры этих реакций мало отличаются от таковых для прямоугольных импульсов.
    2. Практически не наблюдалось влияния частоты и длительности импульсов на параметры первой и второй реакций рыб. Величины Ul для остальных реакций уменьшались с увеличением tи и F.
    3. Знания о реакциях рыб в ОЭП токов повышенной частоты могут быть реализованы с помощью создания комплекта универсального оборудования для электролова рыб. Преимущества такого оборудования заключаются в повышении электробезопасности персонала, упрощении импульсных устройств, снижении их габаритов и веса, улучшении условий коммутации тока.



ЛИТЕРАТУРА



Данюлите Г. П., Забелите Д. 1966. О реакции некоторых рыб на модулированный импульсный электроток. Труды ВНИРО, т. 11.


Майзелис М. Р., Гулин В. В., Зонов А. И. 1973. Методические указания по сравнительным испытаниям орудий злектролова во внутренних водоемах. Изд ГосНИОРХ


Мишелович Г. М. 1966. Импульсное устройство на тиристорах для электролова рыбы. Тез. докл. на 2-м совещании молодых научных работников ГосНИОРХ.


М и ш е л о в и ч Г. М. Изучение поведения рыб в однородном и неоднородном электрических полях униполярного тока в связи с устройством электрических заграждений, {В печати.)


Нусенбаум Л. М. 1968. Важнейшие направления и состояние биологических исследований в связи с применением электролова рыб. "Рыбохозяйственное изучение внутренних водоемов". Сб. № 1.


Нусенбаум Л. М., Фалеева Т. И. 1961. Исследование поведения рыбы з электрическом поле. Изв. ГосНИОРХ, т. 52, вып. 1,


Шабанов В. Н. 1966. Изменение возбудимости целостного организма рыбы при воздействии переменного тока различной частоты в связи с вопросами электролова. Тез. докл. на 2-м совещании молодых научных работников ГосНИОРХ.


Burnet A. 1961. An electric fishing mashine with pulsatory direct current. New Zea. Journ. Sci., 4 N 1.


Fishing with Electricity. 1967. London.



G. M. Mishelovich



TO APPLICATION OF HIGHER (AS COMPARED TO COMMERCIAL)
FREQUENCY CURRENT IN ELECTRIC FISHING



SUMMARY


Data are conserned on the trout reactions in a uniform electric field of unipolar current of higher (as compared to commercial) frequency (800 Hz). Packs of pulses were applied, their duration having been 2.5; 5.0; 7.5 msec, and frequency -2; 6; 10 and 25 Hz. It has been shown that when pulses of higher frequency are applied reactions of fish will be the same as these observed under effect of the unipolar impulses, rectangular for example. Parameters are listed of the trout chief reactions depending on frequency and duration of impulses.

 

Сервис РадиоЛоцман не гарантирует абсолютно точное отображение сохраненной страницы

Рейтинг@Mail.ru