CN102578049B

CN102578049B - 一种昆虫趋光性试验装置

Info

Publication number: CN102578049B
Application number: CN2012100489057A
Authority: CN
Inventors: 范朝勋; 楚鹏; 谭浩; 龚林
Original assignee: Chengdu Dingming Optoelectronics Engineering Co Ltd
Current assignee: Chengdu Beyond Technology Co ltd
Priority date: 2012-02-29
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2032-02-29
Also published as: CN102578049A

Abstract

本发明公开了一种昆虫趋光性试验装置，由LED光源灯管、电源控制盒和趋光反应盒构成，趋光反应盒由两个隔板分隔成暗室、第一趋光通道、第二趋光通道、趋光室四个区域，使从暗室昆虫盒到光源的趋光路径的光强度逐步并连续增大，便于模拟在夜晚自然环境中，田间昆虫由远至近趋向诱虫光源的过程。本发明解决了目前昆虫趋光性试验装置的实用性不强、但价格高或者价格低但实用性差，同时难以进行平行对比试验的问题。与现有技术相比，本发明所述装置具有成本低、实用性强、光谱选择范围大、光谱波峰多、装置标准化程度高和可进行对比试验等优点。

Description

一种昆虫趋光性试验装置

技术领域

本发明涉及一种探索昆虫习性的试验装置，具体涉及一种利用LED光源测试昆虫趋光性的装置。

背景技术

国内外进行昆虫趋光性的实验室试验和田间试验已有数十年历史，这类试验的学术价值和经济效益均很高。试验目的包括观察昆虫的趋光行为，确定昆虫的敏感光波长，以便指导昆虫趋光研究的相关应用领域，例如在诱杀农林害虫应用中，实现诱集害虫数量多，同时益（虫）害（虫）比最低的目标。

传统的实验室试验装置通常由诱虫光源和趋光反应盒两部分组成。

在近来二十年的昆虫趋光性的实验室试验装置中，诱虫光源具有特定光谱，通常具有多个不同的波峰波长，目前有两种常用光源。一种采用宽光谱的150W高压氙灯，经红外滤光片滤除红外光，波长滤光片选择波长，中性滤光片调整光强度，从而获得不同波长和强度的辐射光，再经石英透镜聚光在趋光反应盒内形成诱虫照明区。这套试验装置原理比较严格，结果较为可信，但仍然存在至少三个不足。一是光源装置庞大复杂，采用进口套装滤光片，整套试验装置价格很高，仅有极少数单位用得起。二是不具智能控制功能，无法设置更多的与光源相关的试验变量，影响试验效果。三是实验室装置和研究成果不能延续到田间试验经自然环境验证，更不可能移植到实际应用的诱虫灭虫灯产品中。另一种采用多根色光荧光灯（低压汞灯）管，通过更换灯管，由汞辐射紫外光激发不同发光色的荧光粉获得不同波长的辐射光。采用这种诱虫光源的试验装置价格低，有可能延续到田间试验和用在诱虫灭虫灯产品中，但试验装置过于简单，色光荧光灯光谱波峰过宽，难以准确界定昆虫敏感光波长，不能设置与光源相关的的试验变量，故试验结果的可信度较低。

趋光反应盒结构与诱虫光源的辐射光束配合，在反应盒内形成合理的诱虫照明区，昆虫在反应盒中的趋光行为尽量接近于在田间自然环境中的趋光行为。目前报道的几种趋光反应盒虽注意了与诱虫光源的辐射光束配合，但形成的诱虫照明区不合理，趋光路径过短，昆虫从光强度几乎为零的暗区立即进入到光强度最大的光区，其趋光行为与田间自然环境中的趋光行为差异很大，因此难以重复田间试验，也影响了科研试验的科学价值。

此外，目前的试验装置均由研制单位自己制作，还存在两个很大的限制。其一是只能做单项试验，不能同时进行由多个单项试验组成的对比试验。很多情况下，对比试验是必要的，比如为了在完全相同的试验条件下，同时研究不同种类昆虫（同种农作物的不同害虫，害虫及其天敌），同种但性别不同的昆虫，同种但日龄不同的昆虫,同种但孵化群不同的昆虫的趋光反应。同时进行多个单项试验的重要学术意义在于试验条件相同，利于进行可靠的单项试验对比，经济意义在于节省时间和资源投入。另一个限制是各研究单位的装置差异性大，完全谈不上标准化，因而难以在不同单位开展相同的试验从而相互验证。结果不能重复、复制、追述的试验，按一般观点，其科学性相对不严格和不完善。

发明内容

鉴于此，本发明的目的是提供一种成本低、特定光谱选择针对性强、能够模拟田间试验并且能够同时进行多个单项试验的能够智能控制的昆虫趋光性试验装置。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是，提供一种昆虫趋光性试验装置，由光源灯管、电源控制盒和趋光反应盒组成，光源灯管向下插入趋光反应盒的中空部分，并位于趋光反应盒的中轴线上，光源灯管安装在电源控制盒正中朝下方向，两者采用插拔式安装连接。

上述趋光反应盒为正六边形中空柱面体，由六个完全相同的子反应盒拼接组成，拼接后形成趋光反应盒的中空部分，每个子反应盒由右侧板、左侧板、下底板和后侧板围成一个上底开口的等腰梯形柱面体，该等腰梯形柱面体内设置连接左侧板的第一隔板和连接第一隔板的第二隔板；由此将子反应盒分隔成四个区域，顺次为暗室、第一趋光通道、第二趋光通道、趋光室；在后侧板上设置有活动门；子反应盒的上顶板是活动的，且除开暗室对应部分之外的上顶板是透明的，便于试验中观察昆虫趋光过程中的行为。

每个子反应盒的后侧板上设置一个活动门，用于在试验开始前放入昆虫盒；每个子反应盒的上顶板是活动的，试验结束后，取开子反应盒上顶板回收昆虫。在第一隔板和第二隔板结构的作用下，从暗室昆虫盒到光源的趋光路径被加倍延长，光强度逐步增大，便于模拟在夜晚自然环境中，田间昆虫由远至近趋向诱虫光源的过程。

在上述电源控制盒内，中下方装配有插拔式灯座，在围绕插拔式灯座的四周装配有电源及驱动模块，系统控制模块、遥控接收模块和显示模块采用无线遥控方式，选择设定和控制光源灯管的辐射波长、辐射强度，控制光源灯管开启和定时关闭，控制状态用LED数码管或LCD液晶屏显示。

优选地，所述光源灯管为LED光源灯管，采用正六边形中空柱面体金属散热柱和表面贴装型SMD-LED发光器件，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上安装有发光器件，已经安装了发光器件的条状金属基印刷电路板MC-PCB装配在金属散热柱的各个柱面上，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插拔式灯头上，将透明石英灯管嵌套在金属散热柱外，两者间保持均匀间隙并固定在插拔式灯头上。

进一步地，将LED发光颜色采用不同方式进行组合，能够产生不同光谱LED光源灯管，LED光源灯管共有16种：其中紫外、可见色光和红外LED光源灯管14种，混合白光LED光源灯管2种；每种紫外、可见色光和红外LED光源灯管包含两种LED，一种是光波长为360~390 nm的可见紫外光LED，另一种单色光LED是其他近紫外光LED或可见色光LED或近红外光LED，即另一种单色光分别是近紫外光330~360nm，紫蓝光390~420 nm，蓝紫光420~450 nm，蓝光450~480 nm，蓝绿光480~510 nm，绿光510~530 nm，绿黄光530~550 nm，黄绿光550~570 nm，黄光570~590 nm，橙黄光590~605 nm，橙红光605~620 nm，红光620~640 nm，深红光640~670 nm，近红外光700~750 nm；2种混合白光LED光源灯管各自有一种白光LED，它们分别是双波峰暖白或双波峰冷白LED。采用插拔方式，将LED光源灯管的插拔式灯头插入电源控制盒的插拔式灯座，或者从电源控制盒拔出LED光源灯管，即可安装或更换上述不同光谱的LED光源灯管。

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、本发明的昆虫趋光试验反应盒由6个完全相同的子反应盒构成，可同时进行由多个单项试验组成的平行对比试验，装置标准化程度高，价格低，便于推广，有利于改变目前各研究单位的装置差异性大、试验结果不能重复、复制、追述的现状，促进昆虫趋光试验装置的技术进步。

2、本发明的昆虫趋光试验装置和研究成果便于延续到田间试验经自然环境验证，加上害虫杀灭电网和其他结构之后，进而可方便地移植到实际应用的诱虫灭虫灯产品中，有利于改进目前实验室试验，田间试验和产品三个环节脱节的现状，促进采用物理方式的灯光诱杀害虫行业的技术进步。

3、本发明的LED光源多达16种，光源波峰的数量多，紫外和可见光的光谱宽度15～30 nm，波峰宽度窄，主波长范围小，同一光源中，可选择紫外和可见色光的单波峰或双波峰，有利于昆虫试验的可选趋光波长和波峰数，从而得到更理想的试验结果。

4、本发明的LED光源单波峰的绝对光强度可调，两种LED双波峰间相对强度可调，可智能设置和控制许多个光源试验变量，有利于昆虫试验的可选光强度，开关和亮灯时间设置，从而得到更理想的试验结果。

附图说明

图1是本发明昆虫趋光试验装置立体示意图。

图2是本发明昆虫趋光试验装置子反应盒立体结构示意图。

图3是本发明昆虫趋光试验装置子反应盒俯视示意图。

图4是本发明昆虫趋光试验装置电源控制盒内部结构示意图。

图5是本发明昆虫趋光试验装置电源控制盒模块电原理结构示意图。

图6是本发明昆虫趋光试验装置LED灯管结构示意图。

图7是本发明昆虫趋光试验装置LED灯管已装配金属基印刷电路板和LED的金属散热灯柱结构示意图。

图8 是图7的P-P剖视示意图。

图9是本发明所述的金属基印刷电路板贴装不同光谱的紫外光LED、可见色光LED和红外光LED发光器件示意图。

图10 是本发明所述的金属基印刷电路板贴装不同光谱的白光LED发光器件示意图。

图11是本发明昆虫趋光试验装置的LED光源灯管与电源控制盒装配示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图进行说明。

参见图1至图11，该昆虫趋光性试验装置，由趋光反应盒1、电源控制盒2和光源灯管3组成，光源灯管3向下插入趋光反应盒1的中空部分，并位于趋光反应盒1的中轴线上，光源灯管3安装在电源控制盒2正中朝下方向，两者采用插拔式安装连接。所述光源灯管3的总功率＜8W，瞬时功率＜10W，由AC220/50Hz供电。

所述趋光反应盒1为正六边形中空柱面体，由六个完全相同的子反应盒拼接组成，拼接后形成趋光反应盒1的中空部分，每个子反应盒由右侧板11、左侧板14、下底板12和后侧板15围成一个上底开口的等腰梯形柱面体，该等腰梯形下底长40cm，高20cm，在特别需求的情况下可根据需求定制。该等腰梯形柱面体内设置连接左侧板14的第一隔板16和连接第一隔板16的第二隔板17；由此将子反应盒分隔成四个区域，顺次为暗室181、第一趋光通道182、第二趋光通道183、趋光室184；在后侧板15上设置有活动门151；子反应盒的上顶板13是活动的，且除开暗室181对应部分之外的上顶板13是透明的。在第一隔板和第二隔板的作用下，昆虫的趋光路径被加倍延长，光强度从暗室181到趋光室184逐渐增加，便于模拟在夜晚自然环境中，田间昆虫由远至近趋向诱虫光源的过程。

所述电源控制盒2内，中下方装配有插拔式灯座21，在围绕插拔式灯座21的四周装配有电源及驱动模块22，系统控制模块23、遥控接收模块24和显示模块25采用无线遥控方式，选择设定和控制光源灯管3的辐射波长、辐射强度，控制光源灯管3开启和定时关闭，控制状态用LED数码管或LCD液晶屏显示。

所述光源灯管3为LED光源灯管，采用正六边形中空柱面体金属散热柱33和表面贴装型SMD-LED发光器件34，在金属散热柱33上安装有金属基印刷电路板MC-PCB35，在金属基印刷电路板MC-PCB35上安装有发光器件34，已经安装了发光器件34的条状金属基印刷电路板MC-PCB35装配在金属散热柱33的各个柱面上，金属基印刷电路板MC-PCB35与金属散热柱33的各个柱面的装配界面处均匀涂敷有导热硅橡胶薄层36，装配有金属基印刷电路板MC-PCB35的金属散热柱33安装固定在插拔式灯头31上，将透明石英灯管32嵌套在金属散热柱33外，两者间保持均匀间隙并固定在插拔式灯头31上。

所述LED光源灯管为不同光谱的LED光源灯管，将LED发光颜色采用不同方式进行组合，每种光源灯管组合两种波长，能够产生16种LED光源灯管：其中紫外、可见色光和红外LED光源灯管14种，混合白光LED光源灯管2种；每种紫外、可见色光和红外LED光源灯管包含两种LED，一种是光波长为360~390 nm的可见紫外光LED341，另一种单色光LED是其他近紫外光LED或可见色光LED或近红外光LED342，即另一种单色光分别是近紫外光330~360nm，紫蓝光390~420 nm，蓝紫光420~450 nm，蓝光450~480 nm，蓝绿光480~510 nm，绿光510~530 nm，绿黄光530~550 nm，黄绿光550~570 nm，黄光570~590 nm，橙黄光590~605 nm，橙红光605~620 nm，红光620~640 nm，深红光640~670 nm，近红外光700~750 nm；2种混合白光LED光源灯管各自有一种白光LED343，它们分别是双波峰暖白或双波峰冷白LED。可见紫外色光LED功率变化设置为6档：0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5W，另加一种单色光LED功率变化设置12档：0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5W；或者将可见紫外色光LED功率缩减到4档，另加一种单色光LED功率变化缩减到7档。采用插拔方式，将LED光源灯管的插拔式灯头插入电源控制盒的插拔式灯座，或者从电源控制盒拔出LED光源灯管，即可安装或更换上述不同光谱的LED光源灯管。

将该试验装置用于实验室试验，或者将其完善密封后，加灭虫水盆用于田间应用试验。设计实验时，不仅能够做单项试验，还能够做多达6项的平行试验，或者同时进行2至6个单项试验。试验前，选择安装上述灯管中的一种准备试验。试验时，开启子反应盒活动门151，将盛有昆虫的昆虫盒放入暗室181，然后关闭子反应盒活动门151，经过一段暗适应时间之后，开启LED光源灯管3，从子反应盒2透明上顶板13观察昆虫的趋光路径，从暗室181，经第一趋光通道182和第二趋光通道183，到趋光室184的趋光行为，记录相关数据后，按照设定时间定时关灯，揭开反应盒上顶板13，收集昆虫，结束本次试验。更换其他光谱LED光源灯管，重复试验，经过对实验数据进行对比，确定何种LED光源灯管使试验昆虫的趋光应激反应最为明显强烈，从而确定试验昆虫的敏感趋光波长和光强。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种昆虫趋光性试验装置，其特征在于，由趋光反应盒（1）、电源控制盒（2）和光源灯管（3）组成，光源灯管（3）向下插入趋光反应盒（1）的中空部分，并位于趋光反应盒（1）的中轴线上，光源灯管（3）安装在电源控制盒（2）正中朝下方向，两者采用插拔式安装连接；

所述趋光反应盒（1）为正六边形中空柱面体，由六个完全相同的子反应盒拼接组成，拼接后形成趋光反应盒（1）的中空部分，每个子反应盒由右侧板（11）、左侧板（14）、下底板（12）和后侧板（15）围成一个上底开口的等腰梯形柱面体，该等腰梯形柱面体内设置连接左侧板（14）的第一隔板（16）和连接第一隔板（16）的第二隔板（17）；由此将子反应盒分隔成四个区域，顺次为暗室（181）、第一趋光通道（182）、第二趋光通道（183）、趋光室（184）；在后侧板（15）上设置有活动门（151）；子反应盒的上顶板（13）是活动的，且除开暗室（181）对应部分之外的上顶板（13）是透明的。

2.根据权利要求1所述的一种昆虫趋光性试验装置，其特征在于，所述电源控制盒（2）内，中下方装配有插拔式灯座（21），在围绕插拔式灯座（21）的四周装配有电源及驱动模块（22）、系统控制模块（23）、遥控接收模块（24）和显示模块（25），采用无线遥控方式，选择设定和控制光源灯管（3）的辐射波长、辐射强度，控制光源灯管（3）开启和定时关闭，控制状态用LED数码管或LCD液晶屏显示。

3.根据权利要求1所述的一种昆虫趋光性试验装置，其特征在于，所述光源灯管（3）为LED光源灯管，采用正六边形中空柱面体金属散热柱（33）和表面贴装型SMD-LED发光器件（34），在金属散热柱（33）上安装有金属基印刷电路板MC-PCB（35），在金属基印刷电路板MC-PCB（35）上安装有发光器件（34），已经安装了发光器件（34）的条状金属基印刷电路板MC-PCB（35）装配在金属散热柱（33）的各个柱面上，金属基印刷电路板MC-PCB（35）与金属散热柱（33）的各个柱面的装配界面处均匀涂敷有导热硅橡胶薄层（36），装配有金属基印刷电路板MC-PCB（35）的金属散热柱（33）安装固定在插拔式灯头（31）上，将透明石英灯管（32）嵌套在金属散热柱（33）外，两者间保持均匀间隙并固定在插拔式灯头（31）上。

4.根据权利要求3所述的一种昆虫趋光性试验装置，其特征在于，所述LED光源灯管为不同光谱的LED光源灯管，将LED发光颜色采用不同方式进行组合，能够产生16种LED光源灯管：其中紫外、可见色光和红外LED光源灯管14种，混合白光LED光源灯管2种；每种紫外、可见色光和红外LED光源灯管包含两种LED，一种是光波长为360~390 nm的可见紫外光LED（341），另一种单色光LED是其他近紫外光LED、可见色光LED或近红外光LED（342），即另一种单色光分别是近紫外光330～360nm，紫蓝光390～420 nm，蓝紫光420～450 nm，蓝光450～480 nm，蓝绿光480～510 nm，绿光510～530 nm，绿黄光530～550 nm，黄绿光550～570 nm，黄光570～590 nm，橙黄光590～605 nm，橙红光605～620 nm，红光620～640 nm，深红光640～670 nm，近红外光700～750 nm；2种混合白光LED光源灯管各自有一种白光LED（343），它们分别是双波峰暖白或双波峰冷白LED。