Высоковольтные импульсные электротехнологические системы пчеловождения

Rok vydání: 2022
Předmět:
DOI: 10.24412/2227-9407-2022-7-37-50
Popis: Введение. Статья посвящена разработке электробиотехнических систем пчеловождения. Технологический эффект реализуется путем целенаправленого воздействия на состояние (поведение) пчел управляющими параметрами функциональногенерируемого высоковольтного источника «Апис-Плюс». Материалы и методы. В работе на основе системного подхода анализируются основные этапы эволюции технологий пчеловождения и закономерности развития технических систем пчеловождения. Рассмотрены методологические аспекты, подходы, концепции и направления применения электрических полей в пчеловодстве (экологический аспект, технологический подход), структурно-функциональное и вещественно-полевое представление организации пчелиной семьи. Анализируются общие требования, предъявляемые к электрическим полям для целенаправленного управления поведением пчел, механизмы восприятия и генерации электрических полей пчелами. Результаты. Взаимодействие элементов (пчел) и системы (пчелиная семья, зимний клуб) с импульсными, функционально-генерируемыми, электрическими полями рассмотрено в соответствии с требованиями системности, интеллектуальности и энергоэффективности. Наибольшей энергоэффективностью обладают технологии пчеловождения, основанные на раздражении пчел высоковольтным импульсом (интенсивные технологии). Разработан прибор «Апис-Плюс» для комплексного применения электрических сигналов (электрического тока и потенциала) на всех иерархических уровнях пчелиной семьи. Обсуждение. На основе расчета напряженности электрического поля с проволочными электродами, которые используются для раздражения пчел импульсным электрическим током, установлено, что максимальная напряженность поля может превышать среднюю в несколько раз. Поэтому действие электрических неоднородных полей необходимо учитывать, как один из механизмов действия электромеханических пондеромоторных сил поля на механорецепторы пчел. Технологический эффект зависит не только от параметров функционального генератора импульсов, но и конструкции электродной системы и электрофизических свойств покровных тканей пчелы. Заключение. Переменные низкочастотные неоднородные электрические поля могут быть использованы как электрический орган (инструмент) для целенаправленного управления поведением пчел. Максимальной энергоэффективностью, электроэкологической безопасностью обладают высоковольтные технологии, основанные на регулировании потенциала поля и степени её неоднородности. Использование электрического поля, как рабочего органа, создает основу для цифровизации технологий пчеловождения.
Introduction. The article is devoted to the development of electro-bio-technical beekeeping systems. The technological effect is realized by purposefully influencing the state (behavior) of bees by controlling the parameters of the functionally generated high-voltage source «Apis-Plus». Materials and methods. Based on a systematic approach, the paper analyzes the main stages of the evolution of beekeeping technologies and the patterns of development of technical beekeeping systems. Methodological aspects, approaches, concepts and directions of application of electric fields in beekeeping (environmental aspect, technological approach), structural-functional and material-field representation of the bee colony organization are considered. The general requirements for electric fields for purposeful control of the behavior of bees, the mechanisms of perception and generation of electric fields by bees are analyzed. Results. The interaction of elements (bees) and the system (bee family, winter club) with pulsed, functionally generated, electric fields is considered in accordance with the requirements of consistency, intelligence and energy efficiency. The greatest energy efficiency is possessed by beekeeping technologies based on stimulation of bees with a high-voltage impulse (intensive technologies). The device «Apis-Plus» has been developed for the complex application of electrical signals (electric current and potential) at all hierarchical levels of the bee colony. Discussion. Based on the calculation of the electric field strength with wire electrodes, which are used to irritate the bees with a pulsed electric current, it was found that the maximum field strength can exceed the average by several times. Therefore, the action of electric inhomogeneous fields must be taken into account as one of the mechanisms of action of the electromechanical ponderomotive forces of the field on the mechanoreceptors of bees. The technological effect depends not only on the parameters of the functional pulse generator, but also on the design of the electrode system and the electrophysical properties of the integumentary tissues of the bee. Conclusion. Variable low-frequency inhomogeneous electric fields can be used as an electric organ (instrument) for purposeful control of the behavior of bees. High-voltage technologies based on the regulation of the field potential and the degree of its heterogeneity have the maximum energy efficiency, electrical and environmental safety. The use of an electric field as a working body creates the basis for the digitalization of beekeeping technologies.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: