黃偉

摘 要：本論文主要針對(duì)車主的困擾，提出采用超聲波驅(qū)蚊這一課題進(jìn)行探索，利用電子驅(qū)蚊器中多諧振蕩器的超聲波頻率在一個(gè)較大的范圍里不斷地變化來刺激并驅(qū)除蚊蟲，而且安全環(huán)保無毒，且能達(dá)到較理想的驅(qū)蚊效果，是一種比較適合在汽車使用的驅(qū)蚊產(chǎn)品。

關(guān)鍵詞：超聲波;驅(qū)蚊;汽車

1 問題的提出

在炎熱的夏季，尤其是晚上，在狹小的汽車空間內(nèi)如果有一只或幾只蚊子在車?yán)锩骘w來飛去，會(huì)大大影響車主們開車的心情，嚴(yán)重的還會(huì)因此而造成交通事故。車主們采用各種方法與之斗爭(zhēng)，但其危害有增無減。早期采用化學(xué)藥品滅蚊蟲，各種化學(xué)滅蚊劑和驅(qū)蚊劑應(yīng)運(yùn)而生。但在使用過程中發(fā)現(xiàn)，這類制劑不僅危害植物和動(dòng)物，而且對(duì)人類本身也有極大危害，而且不安全。隨著蚊蟲進(jìn)化，此類化學(xué)制劑的效果也在逐漸減弱。那么能不能找到一種既對(duì)人體無害又能有效的驅(qū)除蚊蟲的產(chǎn)品呢？在二十世紀(jì)四十年代國(guó)外曾有人采用“求偶誘蚊”，而后又出現(xiàn)了用燈光誘殺蚊蟲的“電殺蟲燈”，后來又開始研究超聲波、微波驅(qū)蚊。國(guó)內(nèi)經(jīng)過多年的努力，研究出多功能變頻式電子驅(qū)蚊器，并以驅(qū)除蚊蟲效果顯著、環(huán)保安全、使用方便等特點(diǎn)推向市場(chǎng)。

2 驅(qū)蚊機(jī)理

目前市場(chǎng)上的電子驅(qū)蚊產(chǎn)品種類繁多，究其驅(qū)蚊機(jī)理無外乎如下幾種。一是模擬雄蚊發(fā)出的超聲波（21-23kHz） ，這種超聲波是產(chǎn)卵期的叮人雌蚊非常討厭的，進(jìn)而達(dá)到有效驅(qū)除叮人雌蚊的目的;另外一種是模擬蚊蟲天敵蝙蝠以及蜻蜓發(fā)出的聲波，也能達(dá)到驅(qū)蚊的效果。超聲波電子驅(qū)蚊器所發(fā)出的超聲波，對(duì)蚊子主要有兩種刺激作用。一是刺激蚊蟲的神經(jīng)系統(tǒng)。超聲波在空氣中產(chǎn)生的振蕩通過蚊蟲頭部的觸須使聽覺神經(jīng)感到不適，是蚊蟲力求避開聲波區(qū)域;二是刺激蚊蟲的肌肉系統(tǒng)。蚊蟲依靠翅膀顫動(dòng)飛行，翅膀顫動(dòng)引起空氣顫動(dòng)，而超聲波在空氣中所引發(fā)的超聲振蕩會(huì)加劇空氣的顫動(dòng)，從而使得蚊蟲飛行時(shí)空氣阻力加大，肌肉負(fù)擔(dān)增大，難于忍受，只得逃逸。經(jīng)過眾多研究數(shù)據(jù)表明夏天蚊蟲叮人最狠的是懷孕期間的雌蚊，此時(shí)雌蚊會(huì)躲避雄蚊子，我們利用蚊蟲的這一特性，可以設(shè)計(jì)出以電子變頻線路，是超聲波電子驅(qū)蚊器能夠產(chǎn)生一種類似雄蚊子翅膀振動(dòng)所產(chǎn)生的超聲波，達(dá)到驅(qū)趕雌蚊子的目的。同時(shí)這種驅(qū)蚊器采用高科技電路，模擬發(fā)出雄蚊子以及蚊蟲天敵蜻蜓等發(fā)出的聲音，把這另種聲音融入到一種特殊的超聲波中，使得蚊蟲“聞聲而逃”。另外，為了防止蚊蟲對(duì)該聲波產(chǎn)生“適應(yīng)性”和“免疫力”，我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)要考慮聲波頻率能在較大范圍變化的需求。還有最重要的一點(diǎn)，該產(chǎn)品主要面向廣大車主，也就是說主要在汽車內(nèi)使用。汽車有區(qū)別于室內(nèi)和野外的兩大優(yōu)勢(shì)：一是汽車?yán)锩婵臻g較小，驅(qū)蚊產(chǎn)品在車內(nèi)使用可以達(dá)到較好的效果，這是在室內(nèi)和野外環(huán)境所無法比擬的;二是汽車本身是一個(gè)移動(dòng)的環(huán)境，汽車在移動(dòng)顛簸的過程中使得車內(nèi)空氣振蕩，同時(shí)配合超聲波驅(qū)蚊器，可以達(dá)到較好的驅(qū)蚊效果。

3 電路設(shè)計(jì)與驅(qū)蚊效果分析

本品蚊蟲驅(qū)趕電路就是利用超聲波驅(qū)趕蚊蟲的原理，同時(shí)結(jié)合變頻技術(shù)，發(fā)出掃頻方波進(jìn)行驅(qū)蚊，掃頻頻率范圍可以進(jìn)行調(diào)節(jié)。考慮到遠(yuǎn)離人耳聽覺頻率范圍（20Hz～20kHz），我們把超聲波發(fā)出范圍的頻率設(shè)定在24kHz以上。汽車上的電源一般為DC12/24V，在電路設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮到電壓的要求。

3.1 直流12V變交流220V的逆變電路

由于本驅(qū)蚊器主要在汽車上應(yīng)用，而汽車內(nèi)的電源接口為DC12V接口，要獲得頻率可調(diào)的輸出，必須先要進(jìn)行直交變換。逆變器（如圖1所示）主要由MOS 場(chǎng)效應(yīng)管，普通電源變壓器構(gòu)成。其輸出功率取決于MOS 場(chǎng)效應(yīng)管和電源變壓器的功率。

圖1 ?12V逆變器

經(jīng)過12V逆變器后，即可將汽車內(nèi)點(diǎn)煙器接口中的直流12V變?yōu)榻涣?20V輸出。

3.2 電子驅(qū)蚊器的工作電路

本驅(qū)蚊器采用555芯片產(chǎn)生RC高頻諧振電路，通過調(diào)節(jié)充電時(shí)間常數(shù)來改變超聲波的信號(hào)頻率，使之在驅(qū)趕蚊蟲的范圍內(nèi)，并且能實(shí)現(xiàn)一定范圍內(nèi)的連續(xù)可調(diào)，達(dá)到驅(qū)除不同類型蚊蟲的目的。本驅(qū)蚊器的工作原理框圖如圖2所示。主要由穩(wěn)壓電源、時(shí)鐘脈沖產(chǎn)生器、多頻振蕩器、充電電阻以及功放電路等組成。

圖3為驅(qū)蚊器的穩(wěn)壓電源電路原理圖。主要由變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成。變壓器將前面逆變電路所產(chǎn)生的220V交流電降壓到15V左右，單相橋式整流電路能將交流電變成相對(duì)比較平滑的直流電，濾波電路主要是濾去電流中的雜波，

使輸出的波形更為平滑;穩(wěn)壓驅(qū)動(dòng)電路主要是實(shí)現(xiàn)頻率可調(diào)的輸出。

采用上述原理制成的超聲波電子驅(qū)蚊器可以實(shí)現(xiàn)頻率在一個(gè)較大的范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，可以驅(qū)除各種蚊蟲。同時(shí)，頻率的不斷變化，不會(huì)使蚊蟲產(chǎn)生“適應(yīng)性”和“免疫力”。

4 結(jié)語

在汽車上采用超聲波電子驅(qū)蚊器主要是基于其超聲波頻率在一個(gè)較大的范圍里能夠不斷地變化來刺激并驅(qū)除蚊蟲，而且安全環(huán)保無毒，且能達(dá)到較理想的驅(qū)蚊效果，是一種比較適合在汽車使用的驅(qū)蚊產(chǎn)品。該產(chǎn)品通過產(chǎn)生超聲波振蕩模擬雄蚊和蜻蜓翅膀振動(dòng)的聲音來達(dá)到驅(qū)蚊的目的，通過前期的實(shí)驗(yàn)效果表明，該產(chǎn)品驅(qū)蚊還是具有一定的效果，可大大降低夏季蚊蟲對(duì)車主們的困擾。最后，由于本品只是在前人研究基礎(chǔ)上的一些改進(jìn)，或有錯(cuò)漏的地方，請(qǐng)大家批評(píng)指正。

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