CH522357A - Verfahren und Vorrichtung zum Verscheuchen und Fernhalten von Lebewesen - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren und Vorrichtung zum Verscheuchen und Fernhalten von Lebewesen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verscheuchen und Fernhalten von Lebewesen und eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens.



   Das Verfahren kann angewendet werden, um unerwünschte Tiere von bestimmten Gebieten und Räumen fernzuhalten.



  Es kann benutzt werden, um Vögel, gewisse Insekten und andere schädliche Kleintiere von Kulturen, wie Feldern, Gärten, Weinbergen und Obstplantagen zu vertreiben. Das Verfahren kann auch verwendet werden, um Vögel von Fahrzeugen, z.B. Schiffen, Gebäuden, Denkmälern und Plätzen fernzuhalten und damit eine Verschmutzung zu verhindern, Mäuse und Ratten aus Gebäuden, Schlangen von Wohnsiedlungen,   unerwünschte    Wassertiere von Küsten, Ufern und Schiffen zu vertreiben und dadurch grosse Schäden zu vermeiden.



   Es ist bekannt, die Kulturen vor der Ernte durch Scheuchen, Netze und sich im Wind bewegende Gegenstände gegen Vögel teilweise zu schützen, Insekten durch Spritzen von chemischen Giftstoffen zu töten, in Weinbergen durch Abgabe von Schüssen die Vögel aufzuscheuen, die Mäuse und Ratten mit Gift und Fallen zu töten, unerwünschte Wassertiere durch Hindernisse fernzuhalten.



   Dabei ist aber festzuhalten, dass alle beschriebenen bekannten Mittel den Menschen belästigen und teilweise in Gefahr bringen können. Netze und Scheuchen verschandeln   z.B.    die Natur, die Giftstoffe können in die Nahrung der Menschen kommen und Menschen und Haustiere in Lebensgefahr bringen, das Abgeben von Schüssen wird als ruhestörend empfunden, die Wasserhindernisse können eine Gefahr für Schwimmer und Schiffe bedeuten.



   Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, die beschriebenen Nachteile zu vermeiden. Zum Beispiel macht sich die Erfindung die Tatsache zu Nutze, dass für das menschliche Ohr Schallschwingungen nur im Frequenzbereich von etwa 15 Hz bis 15 kHz hörbar sind.



   Schallschwingungen im Frequenzbereich bis etwa 15 Hz im sog. Infraschallbereich und über etwa 15 kHz im sog. Ultraschallbereich sind den Menschen normalerweise nicht hörbar und werden dadurch nicht als störend empfunden. Die meisten Tiere nehmen Schall im höheren Frequenzbereich über 15 kHz wahr, wo sie ihn bei bestimmten Intensitäten als störend und unangenehm empfinden. Dabei ist aber zu berücksichtigen, dass nicht alle Tiere die gleiche Schallfrequenzen wahrnehmen können. Es ist deshalb empfehlenswert die Schallschwingungen und Intensitäten so zu wählen, dass sie für die zu vertreibenden Tiere möglichst unerträglich sind.



   Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass mittels mindestens einer Schallquelle Schwingungen erzeugt werden, deren Frequenzbereich über 15 kHz liegt.



   Dazu haben wir folgende Möglichkeiten und deren Kombinationen (Siehe Abb. 1)
1. a) Dauernd gleiche Frequenz, b) sprungweise ändernde Frequenz, c) gleitend ändernde Frequenz, d) gleichzeitig mehrere verschiedene Frequenzen.



   Wie die Versuche gezeigt haben, ist für die praktische Anwendung der Frequenzbereich von 15 bis 60 kHz der günstigste. (Siehe Abb. 2)
2. a) Dauernd gleiche örtliche Schallintensität, b) sprungweise geänderte örtliche Intensität; dazu gehört sog. Pulsbetrieb, bei dem wir höhere  örtliche Schallintensitäten bei gleicher Leistungs aufnahme erreichen können oder die Speiseener gie herabsetzen; c) gleitend ändernde örtliche Schallintensität, ent weder durch Änderung der Abstrahlungsleistung der Schallquelle, oder durch Bewegung der Quelle.



   Zur Schallerzeugung kann man z. B. den sog. umgekehrten piezoelektrischen Effekt ausnützen, wobei sich die Abmessungen der Piezokristalle, z.B. Quarz, Turmalin und Seignettesalz, unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes ändern. Vor einigen Jahren sind piezokeramische Materialien entdeckt worden, die sich für unsere Zwecke sehr gut eignen.



  Zur Erzeugung von Luft-Ultraschall verwendet man hauptsächlich dünne piezokeramische Biegeschwinger, da sich diese gut an den niedrigen akustischen Widerstand der Luft anpassen lassen. Hierdurch erhält man einen verhältnismässig hohen elektroakustischen Wirkungsgrad.  



   Ein Beispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist anhand der Abbildungen weiter beschrieben.



   In Abb. 3 sieht man einen aus einem piezokeramischen Plättchen 1 und einer Metallscheibe 2 bestehenden Wandler, einen sog. Resonator. Das piezokeramische Plättchen 1 ist beidseitig mit zwei dünnen Silberelektroden 3 und 4 verse hen, an die die Wechselspannung gelegt wird. Das Plättchen 1 wird so auf die Metallscheibe 2 geklebt, dass ein guter elektri scher Kontakt und eine starre mechanische Verbindung zwi schen der unteren Elektrode 4 und der Metallscheibe 2 ent steht. Durch angelegte Wechselspannung ändert das Plättchen seine Abmessungen periodisch und verursacht eine Biegung des gesamten, aus dem Plättchen und der Metallscheibe be stehenden Resonators. Stimmen seine mechanische Reso nanzfrequenz und die Frequenz der angelegten Spannung  überein, so sind die Schwingungsamplitude und damit die
Ultraschallabstrahlung an die umgebende Luft maximal.



   Die Resonanzfrequenz lässt sich näherungsweise durch eine einfache Beziehung beschreiben h    f,    = k
4 r2 wobei h die Dicke, 2r der Durchmesser der schwingenden
Membran und k eine vom Material, Befestigungsart und der Schwingungsform abhängige Konstante ist.



   In Abb. 4 sieht man eine mögliche Richtcharakteristik des beschriebenen Wandlers. Diese wird durch den Resonatordurchmesser 2r und die Schallwellenlänge s in Luft oder einem Medium bestimmt. Der Öffnungswinkel a des in die Symmetrieachsenrichtung fallenden Hauptschallbündels lässt sich für s kleiner als 2r annähernd berechnen: a s    sin - = -   
2 2r Für s gleich oder grösser als 2r ist die angegebene Beziehung nicht mehr gültig, weil die Richtcharakteristik sich dann der halbkugelähnlichen Form nähert.



   In Abb. 5 sieht man eine elektrische Ersatzschaltung des beschriebenen Resonators. In dieser Schaltung bedeutet RL die Dämpfung durch die Schallabstrahlung, die nur im Vakuum einen Nullwert hat. R ist ein durch mechanische Verluste bedingter Widerstand, C als Kapazität entspricht der Elastizität, L als Induktivität der schwingenden Masse des mechanischen Kreises. Parallel zu dem beschriebenen Seriezweig finden wir   C0 als    Kapazität des festgehaltenen Wandlers und   RO    als Ersatzwiderstand, hervorgerufen durch dielektrische Verluste. L, C, R+RL bilden zusammen einen Serie-Resonanzkreis, dessen Impedanz im Resonanzfall gleich   R + RL    ist. Bei allen übrigen Frequenzen ist die Impedanz grösser.



   In Abb. 6 sieht man eine Oszillator-Schaltung, die einen Verstärker 5 und einen piezoelektrischen Wandler 6, der in positiver Rückkopplung geschaltet ist, enthält. Da der Wand   ler    als Resonator die Oszillator-Frequenz bestimmt, erhalten wir bei Schallabstrahlung den grössten Wirkungsgrad, wobei die Bedingung ist, dass die Eingangs- und Ausgangsimpedanzen des Verstärkers wesentlich kleiner als R + RL der Ersatzschaltung sind. Im weiteren enthält die Oszillator-Schaltung noch eine Kapazität 7, die in negativer Rückkopplung geschaltet ist. Grund dafür ist die Kompensierung der durch die im Ersatzschema beschriebene Kapazität   CO    verursachten Phasenverschiebung. Es ist zweckmässig, wenn beide Kapazitäten gleich sind.

 

   In Abb. 7 sieht man den gesamten mechanischen Aufbau der Schallquelle für eine Frequenz. Im Aluminiumgehäuse 8 ist neben der Oszillator-Schaltung 9, Piezokeramik 10 auch Schaumstoff 11 zur Dämpfung von Reflexionen vorhanden.



   Man kann Schallschwingungen, deren Frequenzbereich über 15 kHz liegen, jedoch auch auf mechanischem Weg erzeugen. Die bekanntesten Ausführungen sind z.B. Pfeife und Sirene, die mittels einer Gas- oder Flüssigkeitsbewegung betrieben werden können. Unter Gas kann man auch Luft und Verbrennungsgas verstehen. Ein weiteres, häufig verwendetes Verfahren der Schallerzeugung nützt das sog. magnetostriktive Prinzip aus, das darin besteht, dass ferromagnetische Materialien ihre Abmessungen in wechselmagnetischen Feldern ändern. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE

   I. Verfahren zum Verscheuchen und Fernhalten von Lebewesen, dadurch gekennzeichnet, dass mittels mindestens einer Schallquelle Schwingungen erzeugt werden, deren Frequenzbereich über 15 klIIz liegt.

   II. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch mindestens eine Schallquelle, welche Schwingungen in einem Frequenzbereich über 15 kHz auszusenden vermag.

   III. Anwendung des Verfahrens nach Patentanspruch I zum Verscheuchen und Fernhalten unerwünschter Vögel.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenzen der Schallquellen sprungweise geändert werden.

   2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenzen der Schallquellen gleitend ge ändert werden.

   3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallquellen gleichzeitig mit mehreren verschiedenen Frequenzen betrieben werden.

   4. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenzen der Schallquellen im Bereich von 15 bis 60 k1Iz liegen.

   5. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die örtliche Schallintensität der Schwingungen geändert wird, z.B. im Pulsbetrieb.

   6. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass jede Schallquelle mindestens einen piezoelektrischen Wandler, z.B. mit einem piezokeramischen Element, enthält.

   7. Vorrichtung nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallquelle eine Oszillator-Schaltung enthält, die einen Verstärker und einen in positiver Rückkopplung geschalteten piezoelektrischen Wandler aufweist.

   8. Vorrichtung nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Oszillator-Schaltung einen in positiver Rückkopplung des Verstärkers geschalteten, gleichzeitig zur Frequenzbestimmung und zur Schallerzeugung dienenden piezoelektrischen Wandler und einen in negativer Rückkopplung geschalteten Kompensationskondensator aufweist.

   9. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallquellen mindestens einen mechanischen Schallgenerator aufweisen, der mittels einer Gas- und/ oder Flüssigkeitsbewegung betrieben wird, z.B. Pfeife, Sirene oder Verbrennungsgasturbine.

   10. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallquelle nach dem magnetostriktiven l > rinzip zu arbeiten vermag.

   11. Anwendung des Verfahrens nach Patentanspruch III, zum Verscheuchen und Fernhalten von Vögeln von Schiffen.

   12. Anwendung des Verfahrens nach Patentanspruch III, zum Verscheuchen und Fernhalten von Vögeln von Feldern, Obstplantagen, Gärten und anderen Kulturen sowie von Gebäuden, Denkmälern und/oder Plätzen.