浅谈超声波电子驱蚊器在汽车上的应用

黄伟

摘 要：本论文主要针对车主的困扰，提出采用超声波驱蚊这一课题进行探索，利用电子驱蚊器中多谐振荡器的超声波频率在一个较大的范围里不断地变化来刺激并驱除蚊虫，而且安全环保无毒，且能达到较理想的驱蚊效果，是一种比较适合在汽车使用的驱蚊产品。

关键词：超声波;驱蚊;汽车

1 问题的提出

在炎热的夏季，尤其是晚上，在狭小的汽车空间内如果有一只或几只蚊子在车里面飞来飞去，会大大影响车主们开车的心情，严重的还会因此而造成交通事故。车主们采用各种方法与之斗争，但其危害有增无减。早期采用化学药品灭蚊虫，各种化学灭蚊剂和驱蚊剂应运而生。但在使用过程中发现，这类制剂不仅危害植物和动物，而且对人类本身也有极大危害，而且不安全。随着蚊虫进化，此类化学制剂的效果也在逐渐减弱。那么能不能找到一种既对人体无害又能有效的驱除蚊虫的产品呢？在二十世纪四十年代国外曾有人采用“求偶诱蚊”，而后又出现了用灯光诱杀蚊虫的“电杀虫灯”，后来又开始研究超声波、微波驱蚊。国内经过多年的努力，研究出多功能变频式电子驱蚊器，并以驱除蚊虫效果显著、环保安全、使用方便等特点推向市场。

2 驱蚊机理

目前市场上的电子驱蚊产品种类繁多，究其驱蚊机理无外乎如下几种。一是模拟雄蚊发出的超声波（21-23kHz） ，这种超声波是产卵期的叮人雌蚊非常讨厌的，进而达到有效驱除叮人雌蚊的目的;另外一种是模拟蚊虫天敌蝙蝠以及蜻蜓发出的声波，也能达到驱蚊的效果。超声波电子驱蚊器所发出的超声波，对蚊子主要有两种刺激作用。一是刺激蚊虫的神经系统。超声波在空气中产生的振荡通过蚊虫头部的触须使听觉神经感到不适，是蚊虫力求避开声波区域;二是刺激蚊虫的肌肉系统。蚊虫依靠翅膀颤动飞行，翅膀颤动引起空气颤动，而超声波在空气中所引发的超声振荡会加剧空气的颤动，从而使得蚊虫飞行时空气阻力加大，肌肉负担增大，难于忍受，只得逃逸。经过众多研究数据表明夏天蚊虫叮人最狠的是怀孕期间的雌蚊，此时雌蚊会躲避雄蚊子，我们利用蚊虫的这一特性，可以设计出以电子变频线路，是超声波电子驱蚊器能够产生一种类似雄蚊子翅膀振动所产生的超声波，达到驱赶雌蚊子的目的。同时这种驱蚊器采用高科技电路，模拟发出雄蚊子以及蚊虫天敌蜻蜓等发出的声音，把这另种声音融入到一种特殊的超声波中，使得蚊虫“闻声而逃”。另外，为了防止蚊虫对该声波产生“适应性”和“免疫力”，我们在设计时要考虑声波頻率能在较大范围变化的需求。还有最重要的一点，该产品主要面向广大车主，也就是说主要在汽车内使用。汽车有区别于室内和野外的两大优势：一是汽车里面空间较小，驱蚊产品在车内使用可以达到较好的效果，这是在室内和野外环境所无法比拟的;二是汽车本身是一个移动的环境，汽车在移动颠簸的过程中使得车内空气振荡，同时配合超声波驱蚊器，可以达到较好的驱蚊效果。

3 电路设计与驱蚊效果分析

本品蚊虫驱赶电路就是利用超声波驱赶蚊虫的原理，同时结合变频技术，发出扫频方波进行驱蚊，扫频频率范围可以进行调节。考虑到远离人耳听觉频率范围（20Hz～20kHz），我们把超声波发出范围的频率设定在24kHz以上。汽车上的电源一般为DC12/24V，在电路设计时要充分考虑到电压的要求。

3.1 直流12V变交流220V的逆变电路

由于本驱蚊器主要在汽车上应用，而汽车内的电源接口为DC12V接口，要获得频率可调的输出，必须先要进行直交变换。逆变器（如图1所示）主要由MOS 场效应管，普通电源变压器构成。其输出功率取决于MOS 场效应管和电源变压器的功率。

图1  12V逆变器

经过12V逆变器后，即可将汽车内点烟器接口中的直流12V变为交流220V输出。

3.2 电子驱蚊器的工作电路

本驱蚊器采用555芯片产生RC高频谐振电路，通过调节充电时间常数来改变超声波的信号频率，使之在驱赶蚊虫的范围内，并且能实现一定范围内的连续可调，达到驱除不同类型蚊虫的目的。本驱蚊器的工作原理框图如图2所示。主要由稳压电源、时钟脉冲产生器、多频振荡器、充电电阻以及功放电路等组成。

图3为驱蚊器的稳压电源电路原理图。主要由变压器、整流电路、滤波电路、稳压驱动电路构成。变压器将前面逆变电路所产生的220V交流电降压到15V左右，单相桥式整流电路能将交流电变成相对比较平滑的直流电，滤波电路主要是滤去电流中的杂波，

使输出的波形更为平滑;稳压驱动电路主要是实现频率可调的输出。

采用上述原理制成的超声波电子驱蚊器可以实现频率在一个较大的范围内连续可调，可以驱除各种蚊虫。同时，频率的不断变化，不会使蚊虫产生“适应性”和“免疫力”。

4 结语

在汽车上采用超声波电子驱蚊器主要是基于其超声波频率在一个较大的范围里能够不断地变化来刺激并驱除蚊虫，而且安全环保无毒，且能达到较理想的驱蚊效果，是一种比较适合在汽车使用的驱蚊产品。该产品通过产生超声波振荡模拟雄蚊和蜻蜓翅膀振动的声音来达到驱蚊的目的，通过前期的实验效果表明，该产品驱蚊还是具有一定的效果，可大大降低夏季蚊虫对车主们的困扰。最后，由于本品只是在前人研究基础上的一些改进，或有错漏的地方，请大家批评指正。

参考文献：

[1]杨风纪.关于新型电子驱蚊器——微波驱蚊器的探讨，1979（05）.

[2]叶海光.关于电子驱蚊器.1978（04）.

[3]陈云，张福，李金伴.电子驱蚊器的应用研究.

[4]张庆双.实用电子线路200例[M].北京：机械工业出版社，2003.