CN102338362B

CN102338362B - 一种具有多波峰光谱的led灭虫灯光源

Info

Publication number: CN102338362B
Application number: CN201110206312.4A
Authority: CN
Inventors: 范朝勋; 楚鹏; 谭浩
Original assignee: Chengdu Dingming Optoelectronics Engineering Co Ltd
Current assignee: Chengdu Beyond Technology Co., Ltd.
Priority date: 2011-07-22
Filing date: 2011-07-22
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2031-07-22
Also published as: CN102338362A

Abstract

一种具有多波峰光谱的LED灭虫灯光源，属半导体LED光源及其应用领域。本发明包括灯头、透明灯管、透明灯管内的金属散热柱，金属散热柱上安装有已贴装发光器件LED金属基印刷电路板，金属散热柱为正多边中空柱面体，其横切面优选为正六边形；光源光谱范围达320～650nm，光谱波峰数量达6个，由发光颜色各不相同，即不同主波长的紫外光、蓝光、绿光、黄绿光、黄光和橙红光的LED构成。辐射效率从黑光灯的12%提高到20%，节省能源功耗，利于节能环保与低成本。光源寿命延长至10000小时，光束角从LED发光器件的120°增大到LED光源的360°，有效地实现了对不同种类、不同生长阶段害虫的全光谱诱集。

Description

一种具有多波峰光谱的LED灭虫灯光源

技术领域

本发明涉及半导体LED光源、灯具及其应用领域，尤其是一种具有多波峰光谱的LED灭虫灯光源。

背景技术

农业、林业防治虫害的手段除化学治外，物理防治也是灭虫的有效手段。常见的物理灭虫手段分为两类。一类利用农林害虫特有的趋色性或趋味性，在有色纸板或木板上涂覆胶质或机油，用于灭杀部分小型害虫，俗称‘灭虫色板’；另一类利用农林害虫特有的趋光性，用灯光诱集进而杀灭害虫，称之为‘灭虫灯’，其灭杀害虫效果远胜于灭虫色板。近三十年，电光源陆续用于诱集害虫，依次应用的电光源包括白炽灯、日光灯、黑光灯之类，随后又将电子元器件构成的高压电网用于杀灭害虫。现在，基本形成以黑光灯光源和高压电网为核心技术特征的灭虫灯及其灭虫灯整机的局面。目前业内也出现了用于诱集害虫的新品种灯，即所谓双波灯、频振灯、巴克星灯等，这些新品种诱虫灯都采用传统光源，主流光源就是与黑光灯类同的、有电极的低压荧光汞灯。用于诱集害虫时，传统光源灯存在几个主要问题。一是光谱范围窄,波峰单一，害虫视觉敏感地的光谱波峰各异，比如某些害虫敏感的波峰510~530nm就落在黑光灯光源光谱范围之外，又如敏感波长510~530nm虽然在频振灯光源标注的光谱范围内，但又不存在相应的波峰。二是辐射效率，即单位电功率产生的辐射能量辐射功率低。三是随工作时间增加，辐射功率强度衰减快，辐射强度的维持特性不好，四是光源寿命短，用于室外环境的寿命约3000~5000小时。这些问题既影响灭虫效果，又造成耗电和使用成本高。此外，传统光源含汞约5mg,生产时需严防汞中毒，处理废灯时需严防环境受到汞污染。文献检索发现，与本发明最为接近的是中国专利申请号为200910113931.1的“LED发光器及LED太阳能灭虫灯”，但是就其发明目的、技术方案而言，相比之下，本发明与其是完全不同的。

发明内容

本发明的目的是提供种一种多波峰光谱的LED灭虫灯光源，使之具有光谱范围宽，波峰数量多，全向辐射诱虫，使用成本低，诱集害虫灭虫效果好，有利于节能环保的效果，以期克服上述技术上的不足。

实现本发明目的之技术解决方案如下：一种具有多波峰光谱的LED灭虫灯光源，包括灯头、透明灯管、透明灯管内的金属散热柱、LED发光器件和金属基印刷电路板MC-PCB，在金属散热柱上安装有金属基印刷电路板MC-PCB，在金属基印刷电路板MC-PCB上贴装有LED发光器件，已经贴装了LED发光器件的金属基印刷电路板MC-PCB呈条状装配在金属散热柱的各个柱面上；金属散热柱为正多边中空柱面体，柱面体横切面的正多边形优选为正六边形，也包括选择正三角形、正四边形、正五边形、正七边形或正八边形，金属基印刷电路板MC-PCB与金属散热柱的各个柱面的装配界面处均匀涂敷有导热硅橡胶薄层；装配有金属基印刷电路板MC-PCB的金属散热柱安装固定在所述灯头上，连接LED发光器件和光源内部电源导线，将透明灯管嵌套在所述金属散热柱外，两者间保持均匀间隙并固定在灯头上。

上述金属基印刷电路板MC-PCB上贴装有LED发光器件，其光谱范围达320～650nm，光谱波峰数量达6个，6个光谱波峰对应的主波长包括360～380 nm、460～480 nm、510～530 nm、540～560 nm、570～590 nm和600～620 nm，分别由发光颜色各不相同，即由不同主波长的紫光、蓝光、绿光、黄绿光、黄光和橙红光的LED发光器件构成。

上述具有多波峰光谱的LED灭虫灯光源，将所述不同主波长，即不同发光颜色的LED发光器件装配在一个光源中，制作成单一光源；或者将经过选择的不同主波长，即不同发光颜色的LED发光器件分别装配在两个光源中，制作成双光源，两个光源既可同时工作，也可各自独立工作。

上述在金属基印刷电路板MC-PCB上贴装的LED发光器件是表面贴装型SMD-LED。

上述LED灭虫灯的单一光源或双光源的周围可配置竖立绝缘支柱、绕制在绝缘支撑柱上的高压电网、光源驱动电源DC/DC变换器、灯体控制器和灯体结构件即可形成单一光源或双光源的LED灭虫灯灯体。

与现有技术比较，本发明的优点与有益效果显著，综述如下：

1、本发明采用多种LED发光器件，因具有不同主波长，可形成单一光源或双光源，双光源的两个光源具有不同的光谱和波峰曲线，用定向发光的LED发光器件构成全向发光的LED光源，LED由直流供电，更好地满足灭虫灯的多种实际应用要求。

2、本发明设计的光谱覆盖范围与黑光灯相比，从黑光灯的320～400 nm扩展到320～650 nm，害虫敏感的光谱波峰从黑光灯的1个增加到6个；辐射效率从黑光灯的约12%提高到不少于20%，相同辐射功率对应的电源功耗更低，节省供电和能源部件的配置，有利于节能环保，也降低了使用成本。

3、本发明的光源寿命从黑光灯的3000～5000小时加长至10000小时以上，响应时间从黑光灯的几分钟大幅减小到不足1毫秒，易于智能调控；光束角从LED发光器件的不大于120°变成LED光源的360°，有效地扩大了对害虫的诱集范围，实现了对不同种类、不同生长阶段害虫的全光谱诱集。

附图说明

图1是本发明所述的LED灭虫灯光源结构示意图。

图2是本发明所述的LED灭虫灯光源中已装配金属基印刷电路板MC-PCB的金属散热柱结构示意图。

图3是图2中LED灭虫灯光源金属散热柱的P-P剖面结构示意图。

图4、图5、图6分别是本发明所述的金属基印刷电路板MC-PCB贴装不同光谱和波峰的LED发光器件实施例示意图。

图7、图8分别是本发明所述的LED灭虫灯光源不同的光谱和波峰的曲线示意图。

图9是本发明应用实施例之一，单一光源的LED灭虫灯灯体示意图。

图10是本发明的另一应用实施例，双光源的LED灭虫灯灯体示意图。

图中的数字与字母表示：1、光源；11、灯头，12、透明灯管，13、金属散热柱；14、LED发光器件；15、金属基印刷电路板MC-PCB；154、金属基印刷电路板MC-PCB；155、金属基印刷电路板MC-PCB；156、金属基印刷电路板MC-PCB； 142、紫外光LED；144、绿光LED；145、黄绿光LED；146、黄光LED；147、橙红光LED；148、具有蓝光和黄绿光波峰的白光LED。

具体实施方式

参见图1、图2、图3可知，一种具有多波峰光谱的LED灭虫灯光源1，包括灯头11，透明灯管12及透明灯管12内的金属散热柱13，在金属散热柱13上安装有金属基印刷电路板MC-PCB15，在金属基印刷电路板MC-PCB15上贴装有LED发光器件14，LED发光器件14选用的是表面贴装型发光器件SMD-LED。已经贴装了LED发光器件14的金属基印刷电路板MC-PCB15呈条状装配在金属散热柱13的各个柱面上；金属散热柱13为正多边中空柱面体，柱面体横切面的正多边形优选为正六边形，也包括选择正三角形、正四边形、正五边形、正七边形或正八边形。

根据对所灭昆害虫体的趋光性的研究及实验结果，确定LED灭虫灯光源1光谱波峰对应的主波长，光源功率和单只LED功率，设计出光源1的LED发光器件14发光颜色种类和各种类LED发光器件14的数量。本实施例优选正六边形中空柱面体作为金属散热柱13，将需要的各种LED发光器件14数量的1/6均匀交错地排列安装在一个条形金属基印刷电路板MC-PCB15上，再将6条已经安装了所需LED发光器件14的金属基印刷电路板MC-PCB条15装配在金属散热柱13的每一柱面上，装配界面处均匀涂敷导热硅橡胶薄层31。再依次将已经装配MC-PCB条15的金属散热柱13安装固定在灯头11上，连接LED发光器件14和光源内部的电源导线，将透明灯管12嵌套在金属散热柱13外，两者间保持均匀间隙，并安装固定在灯头11上。

参见图4、图5、图6，是金属基印刷电路板MC-PCB贴装不同光谱和波峰的LED发光器件三例实施例。图4示意的金属基印刷电路板MC-PCB154上贴装有LED发光器件12个，贴装的LED发光器件是表面贴装型SMD-LED。其中，将SMD-LED的UV-A紫外光LED142Ｘ4、绿光LED144Ｘ2、黄光LED146Ｘ2、橙红光LED147Ｘ1和具有蓝光和黄绿光波峰的白光LED148Ｘ3全部贴装在金属基印刷电路板154上。图5示意的金属基印刷电路板MC-PCB155上贴装有发光器件LED12个，其中，将SMD-LED的UV-A紫外光LED142Ｘ8和蓝光LED143Ｘ4贴装在金属基印刷电路板155上；图6示意的金属基印刷电路板MC-PCB156上贴装有发光器件LED共12个，即绿光LED144Ｘ4、黄绿光LED145Ｘ4、黄光LED146Ｘ2、橙红光LED147Ｘ2贴装在金属基印刷电路板156上。贴装原则是不同颜色的SMD-LED尽可能均匀地交错排列。可见，光谱范围已达320～650 nm，光谱波峰数量达6个，即6个光谱波峰对应的主波长包括360～380 nm、460～480 nm、510～530 nm、540～560 nm、570～590 nm和600～620 nm，分别由发光颜色各不相同，即由不同主波长的紫光、蓝光、绿光、黄绿光、黄光和橙红光的LED构成了本发明所述的贴装不同光谱和波峰的LED发光器件的金属基印刷电路板MC-PCB。

图2示意了一种装配了金属基印刷电路板MC-PCB15的正六边中空柱面体金属散热柱13。将贴装了SMD-LED14的金属基印刷电路板MC-PCB15，装配在正六边中空柱面体金属散热柱13的各个柱面上，装配界面处均匀涂敷导热硅橡胶薄层31。图3是本发明所述的LED灭虫灯光源中金属散热柱剖面结构的P-P剖面结构示意图。单个LED是定向发光器件，其半功率光束角一般是120°，甚至更小。由于安贴装了LED14的金属基印刷电路板MC-PCB15装配在正多六边中空柱面体的各个柱面上，形成多正六边柱面体LED光源1，光源1的光束角扩展至360°，成为诱虫灭虫灯需要的全向光源。

图7、图8是本发明所述的LED灭虫灯光源的不同光谱和波峰的曲线示意图。示意了采用图4图5图6三种实施例对应的LED灭虫灯光源的光谱曲线71、82和83，光源中对应安贴装了SMD-LED的金属基印刷电路板MC-PCB154，MC-PCB155和 MC-PCB156。因光谱范围可连接，故将82和83组合在同一坐标曲线中。光谱曲线71光谱有6个光谱波峰，对应的主波长由低到高依次为360～380 nm、460～480 nm、510～530 nm、540～560 nm、570～590 nm和600～620 nm；光谱曲线82有2个光谱波峰，光谱曲线83有4个光谱波峰，82和83连接组合在一起后的6个光谱波峰对应的主波长与71相同，但因采用不同SMD-LED，波峰的相对强度却与71有差异。

图9是本发明应用实施例之一，即LED灭虫灯光源的周围可配置竖立绝缘支柱及绕制在绝缘支撑柱上的高压电网、光源驱动电源DC、灯体控制器和灯体结构件即可形成LED灭虫灯灯体。图9示意了一种单一光源的LED灭虫灯灯体。它主要由光源1、光源周围的竖立绝缘支柱91、绕制在绝缘支撑柱上的高压电网92、光源驱动电源DC/DC变换器93、灯体控制器94和灯体结构件95组成。灯体的光源1的效果具有图7中的光谱曲线71的光谱曲线及波峰。

图10是本发明的另一应用实施例，示意了一种双光源的LED灭虫灯灯体。它主要由两个光源1、光源周围的竖立绝缘支柱101、绕制在绝缘支撑柱上的高压电网102、光源驱动电源DC/DC变换器103、灯体控制器104和灯体结构件105组成。灯体两个光源1共同具有图8中的光谱曲线82和83。

Claims

1.一种具有多波峰光谱的LED灭虫灯光源，包括灯头（11）、透明灯管（12）、透明灯管(12)内的金属散热柱（13），LED发光器件（14）和金属基印刷电路板MC-PCB（15），其特征是，在金属散热柱（13）上安装有金属基印刷电路板MC-PCB（15），在金属基印刷电路板MC-PCB（15）上贴装有发光器件LED（14），已经贴装了发光器件LED（14）的金属基印刷电路板MC-PCB（15）呈条状装配在金属散热柱（13）的各个柱面上，所述的金属散热柱（13）为正多边中空柱面体，柱面体横切面的正多边形为正六边形、正三角形、正四边形、正五边形、正七边形或正八边形之一；金属基印刷电路板MC-PCB（15）与金属散热柱(13)的各个柱面的装配界面处均匀涂敷有导热硅橡胶薄层(31)，装配有金属基印刷电路板MC-PCB(15)的金属散热柱(13)安装固定在所述灯头(11)上，连接发光器件LED(14)和光源内部电源导线，将透明灯管(12)嵌套在所述金属散热柱(13)外，两者间保持均匀间隙并固定在灯头（11）上，所述的金属基印刷电路板MC-PCB（15）上贴装有发光器件LED（14），其光谱范围达320~650nm，光谱波峰数量达6个，6个光谱波峰对应的主波长包括360~380nm、460~480 nm、510~530nm、540~560 nm、570~590 nm和600~620 nm，分别由发光颜色各不相同，即由不同主波长的紫光、蓝光、绿光、黄绿光、黄光和橙红光的LED（14）构成；LED灭虫灯光源的周围设置竖立绝缘支柱（91、101）、绕制在绝缘支撑柱上的高压电网（92、102）、光源驱动电源DC/DC变换器（93、103）、灯体控制器（94、104）和灯体结构件（95、105）即构成LED灭虫灯灯体。

2.根据权利要求1所述的一种具有多波峰光谱的LED灭虫灯光源，其特征是，将所述不同主波长，即不同发光颜色的LED（14）装配在一个光源中，制作成单一光源；或者将经过选择的不同主波长，即不同发光颜色的LED（14）分别装配在两个光源中，制作成双光源，两个光源既可同时工作，也可各自独立工作。

3.根据权利要求1或2所述的一种具有多波峰光谱的LED灭虫灯光源，其特征是，在金属基印刷电路板MC-PCB(15)上贴装的发光器件LED(14)是表面贴装型发光器件SMD-LED。