关于超声波驱虫器实验论文

关于超声波驱虫器实验论文一：【论文摘要】在日常生活中，尤其是夏季，人们总会遭遇蚊虫叮咬，主要是蚊子，由此产生了各式各样的驱虫设备，其中超声波驱蚊器不但环保节能而且对人体无害。根据生物学基本原理，设计了此电子变频线路，模拟各种雄蚊翅膀抖动的声波（雄蚊所发21-23KHZ超声波），吸血的雌蚊听到上述声波，便会立即逃走，从而达到驱除蚊虫的目的。此电子驱虫器电路，主要由NE555和CD4017构成时钟振荡器、计数器和多谐振荡器，由扬声器和三极管构成发生设备，从而可以产生频率范围为23~64KHz的超声波（分为10个频段），能有效驱除蚊子、蟑螂、苍蝇、跳蚤、老鼠等害虫。【关键词】电子变频线路模拟声波驱除蚊虫。二：【工作原理】随着科学技术的发展超声波驱蚊器已成了人类不可缺少的小家电，它不但环保节能而且对人体无害。经本小组实验期间查阅资料得知超声波驱蚊器有以下特点：超声波驱蚊器的工作方式可分为点频式（固定频率）、扫频式：（频率是变动的有变频式之称）和合成式：（把几种频率合成在一起有调频式之称）。工作机理均为雄蚊式：（叮人的一般是怀孕期的雌蚊，听到雄蚊所发21-23KHZ超声波就会避开）蝙蝠式：（蚊子对天敌蝙蝠所发26-28KHZ超声波也异常恐惧）蜻蜓式：（蚊子对天敌蜻蜓所发出的5K-10KHZ的声波十分恐惧）噪音式等，电路如图所示∶该电路能发射超声波，其频率范围为23kHZ～64kHZ，NE555双时基电路中，第一个时基电路接成频率可调的（1～3Hz）无稳态多谐振荡器，第二个时基电路接成无稳态多谐振荡器，但它具有大约45kHz的固定振荡频率，23kHZ～64kHZ的频率范围，是通过C2（C2为第一个时基电路的定时电容器）两端电压耦合到（经T）第二个时基电路的控制电压端（11脚）来实现的，辐射超声波的元件是压电高音喇叭。经科学研究发现昆虫对超声波有不同程度的恐惧，本小组采取超声波驱蚊器，超声波驱鼠器，超声波驱蟑器的核心技术，及昆虫害怕超声波这一特点，设计了此款超声波驱虫器。本机发出的超声波声压远离人类的耳朵听觉范围，对于人类及家庭宠物，不会造成任何伤害。三：【实验内容】该电子驱虫器电路由时钟振荡器、计数器、多谐振荡器和音频输出电路组成，如下图所示。

时钟振荡器由时基集成电路IC1和有关外围元器件组成，该电路产生1Hz时钟信号从IC1的3脚输出后，直接加至IC2的14脚(CLK)。多谐振荡器由时基集成电路IC3和有关外围元器件组成，它用来产生23-64kHz的超声波信号。计数器由集成电路IC2、二极管VD1-VDlO和多只阻容元件组成。IC2是COMS十进制计数器集成电路，他具有10个解码输出端(YO-Y9)，在工作时各解码输出端轮换输出高电乎，通过外接的二极管(VD1-VDlO)和电阻器(R4-R13)去控制IC3，产生l0个连续的频率信号(其中R9决定64kHz频率，R7决定23kHz频率，其余各电阻器决定23-64kHz范围内的其他频率)。音频输出电路由晶体管V和扬声器BL等组成。IC3的3脚输出的超声波信号，经V放大后，通过BL发出超声波。（1）元器件选择：

电阻器全部选用1/4W碳膜电阻器。Cl-C3选用耐压值为16V的铝电解电容器;C4选用瓷介电容器。

VD1-VDll均选用1N4148型开关二极管;VDl2选用lN4007型整流二极管。V选用S805O或C8050型中功率硅NPN型晶体管IC1和IC3均选用NE555型时基集成电路;IC2选用CD4017型数字集成电路。（2）调试方法：

整个电路安装完毕后，可在电容器C4两端并接一只0.047μF涤纶电容器，使多谐振荡器的工作频率降低至人耳能听到的音频信号频率(2OHz-2OkHz)。若接通电源后，扬声器中能输出频率每秒钟均变化的音频信号，则说明该电路工作正常，将0·047μF电容器焊下即可。四：【结论】经过本次对超声波驱虫器的实验研究，从实际上，我们验证了理论的正确性和严谨性。经过了几次的失败，我们最终得到了“特殊的变频电路可以模拟蚊虫翅膀抖动的声波驱除蚊虫”的结论，在实验研究中，我们得知蚊虫对频率在26-28KHZ声波具有很强的反感性，但对于人耳是不可能听到这么高频率的声波的，所以，经过我们上网查阅资料了解到在C3两端并上一0.047µf的涤纶电容器，即可使多谐振荡器的工作频率降低至人耳能听到的音频信号频率(20Hz-20kHz)。再将这种音频信号通过导线送入扬声器，进而可听到此驱虫器发出的声音。虽然，这次的实验研究经历了很多次的失败，也只是仅仅利用在教学上，但是，我们从中学到了很多，了解了很多，不只是理论知识，更多的是那种永不放弃的精神，我想，这种教学式的实验研究对我们当代大学生还是很有必要的，希望以后有更多的机会参与类似实验！

五：【参考资料】《数字电子技术