激光散斑法研究超声波驱鸟机理及光电感应式驱鸟器设计

论文摘要

针对高压输电线路的鸟害问题,本课题研究了超声波驱鸟的物理原理,并据此设计了一种可应用于高压输电线路的超声波驱鸟器。本论文采用激光散班干涉法研究超声波作用下鸟类鼓膜的微小振动,从而了解鸟类鼓膜对超声波的响应程度,提高驱鸟效果。实验采用参考型激光散斑干涉测量方法对鸟类鼓膜模型进行模拟测量,实验结果显示,鸟类鼓膜的振动幅度与所使用超声波的频率有关,在超声波频率为20KHz—80KHz之间,鼓膜的振动幅度较大(在40nm—80nm之间),当超声波的频率大于80KHz时,鸟类鼓膜模型的振动幅度减小。基于上述实验结果,本课题设计了一种光电感应式超声波驱鸟器。驱鸟器采用PIC16C54单片机作为中央控制单元(MCU),太阳能电池结合铅蓄电池作为驱鸟器的不间断供电电源,驱鸟器发出的超声波为鸟类鼓膜敏感的20KHz—80KHz特定频率,并且频率不断随机变化以减小鸟类的适应性。驱鸟器设计有光电检测电路,能对飞鸟进行目标感应,然后发出超声波驱鸟,达到节省电能和提高驱鸟效果的目的。本文设计的超声波驱鸟器已应用于高压输电线路上,可以替代传统的驱鸟设施,驱鸟效果明显。

论文目录

• 论文摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 课题研究的背景
• 1.2 国内外电力驱鸟器现状
• 1.2.1 现行电力驱鸟措施
• 1.2.2 国内外驱鸟手段的不足
• 1.3 课题研究意义
• 1.4 课题研究的主要内容及论文创新点
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 论文创新点
• 第二章 激光散斑干涉法测量微小振动原理
• 2.1 散斑测量技术研究简介
• 2.2 光学散斑测量的基本理论及测量方法
• 2.2.1 散斑的成因及其类型
• 2.2.2 散斑图像的统计特性
• 2.2.3 参考束型激光散斑干涉测量方法
• 2.3 激光散斑干涉法测量微小振动的基本理论
• 2.4 本章小结
• 第三章 超声波作用下鸟类鼓膜模型的微振动测量
• 3.1 引言
• 3.2 实验装置
• 3.3 实验结果与分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 驱鸟超声波发射模块的设计
• 4.1 超声波发射电路的设计
• 4.2 单片机软件设计
• 4.3 超声波发射电路的仿真及调试
• 4.4 本章小结
• 第五章 光电感应式超声波驱鸟器设计
• 5.1 高压输电线路飞鸟光电探测原理
• 5.2 光电检测电路的设计及调试
• 5.2.1 光电检测电路的设计
• 5.2.2 光电检测电路的调试
• 5.3 超声波驱鸟器系统
• 5.4 超声波驱鸟器测试结果与分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 论文总结
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 附录
• 附一：激光散斑干涉法测量微小振动实验装置图
• 附二：超声波PIC16C54 单片机程序
• 附三：光电检测防误报PIC16C54 单片机程序
• 攻读硕士期间所发表论文
• 致谢