CN103782854B - 一种茶园防霜冻方法及防霜冻烟雾发生器 - Google Patents

Abstract

一种茶园防霜冻方法及防霜冻烟雾发生器，属于茶园鲜叶采摘期防护晚霜冻害技术领域。其特征在于所述防霜冻烟雾发生器包括发烟系统，自动温控点火系统，并可连接雾化系统，主要用于在茶园间或其它作物上制造烟雾，使其弥漫在树冠面上，其以助燃剂+耐燃剂为烟雾发生源，并通过过滤片对烟雾进行净化，加上雾化器中喷出的防冻液或成膜剂的雾汽，使该防霜冻烟雾发生器具有多重防冻，热效率高，燃烧时间长，并具有自动温感功能等优点，本发明提供的装置简单实用，操作简单，安全可靠，防冻效果好，推广价值高。

Description

一种茶园防霜冻方法及防霜冻烟雾发生器

技术领域

本发明属于茶园鲜叶采摘期防护晚霜冻害技术领域，具体涉及通过产生烟雾防止茶园树冠面形成晚霜，从而降低茶鲜叶遭受冻害的一种方法及防霜冻烟雾发生器。

背景技术

近年来，茶园采摘期遭受晚霜冻害的现象时有发生，如2010年3月18日，浙江省半数以上茶园遭受严重倒春寒冻害，包括西湖龙井在内的近150万亩茶园受冻，损失达到17亿元。江苏、安徽、福建、江西及湖南等省的春茶同样遭受不同程度冻害，其中，福建闽西北、闽东茶区受冻茶园也超过了100万亩，湖南冻害茶园40多万亩，安徽近5万亩。2013年4月7日凌晨，一场突如其来的晚霜冻来袭，浙江省多数茶园受冻，仅嵊州市就有9万多亩茶园受冻严重，损失至少在一亿元以上。然而目前对茶园的晚霜冻害并没有十分有效的防控措施。烟雾防霜冻在我国农业及日本农业中均得到了认可，但目前大多数农业生产者采用冻害来临前在田间空地上燃烧秸杆的方法来防冻，但用此方法一方面存在着安全隐患，另一方面会造成空气污染，而且没办法控制烟雾的去向，防冻效果差。当前农业上也有烟雾发生器在应用，但主要是应用在大棚中用作病虫防治用，而用于防冻的烟雾发生器尚未见有报道。本烟雾发生器即基于此背景提出。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于设计提供一种使用方便，具有自动温控功能且能稳定持续产生烟雾并环绕在茶园树冠面上方的烟雾发生器以及一种茶园防霜冻方法。

本发明所采用的技术方案如下：

所述的防霜冻烟雾发生器，其特征在于其包括自动温控点火系统和发烟系统，所述的发烟系统包括具有桶盖的桶体，桶体内设有导烟网、助燃剂放置区、耐燃剂放置区和内设引线的导管；助燃剂放置区和耐燃剂放置区内分别填充助燃剂和耐燃剂；助燃剂放置区位于桶体的中下部，其外围为耐燃剂放置区；所述导管一端插入助燃剂放置区，另一端与自动温控点火系统相连，当温度达到预设温度时，自动温控点火系统启动点火，引燃引线；桶体内还设有助燃通风管，其下端插入助燃剂中，上端伸出桶盖外，用于空气进入；桶盖上设有出烟管口，出烟管口与排烟风管相连，用于排出烟雾。

所述的防霜冻烟雾发生器，其特征在于：所述的防霜冻烟雾发生器还包括雾化系统，所述的雾化系统由雾化器W及其控制电路构成，雾化器内装有防冻剂或成膜剂。

所述的防霜冻烟雾发生器，其特征在于：所述自动温控点火系统的控制电路为自动温控点火单元D1，其主要由温度传感器、上偏流电阻R1、继电器K2和点火电热丝Rw通过线路连接而成；所述发烟系统的控制电路为助燃排烟单元D2，其主要由入排烟风扇M1和与之并联的出排烟风扇M2，以及助燃风扇M3和与之串联的定时器T2组成；所述雾化系统的控制电路为雾化单元D1，其主要由稳压电容C2和雾化器W1和/或雾化器W2组成。

所述的防霜冻烟雾发生器，其特征在于：所述排烟风管设有三个开口，分别为进烟口、排烟口和雾化器连接口，所述进烟口端内侧配合设置过滤片和入排烟风扇，所述出烟口端固定连接可伸缩风管，出烟口端靠近可伸缩风管的部位配合设置出排烟风扇；雾化器连接口通过套管与雾化器相连，雾化器连接口内设有阀门。

所述的防霜冻烟雾发生器，其特征在于：所述助燃通风管5上端设有用来控制进风量的可调阀门，助燃通风管与盖子相接处设有一助燃风扇。

所述的防霜冻烟雾发生器，其特征在于：所述的助燃剂由20-29wt%的硝酸钾（重量），25-35 wt %的 ABS树脂，1 wt %的食盐和35-50 wt %的石蜡油组成；优选为29 wt %硝酸钾，30 wt %的ABS树脂，1 wt %的食盐，40 wt %的石蜡油。

所述的防霜冻烟雾发生器，其特征在于：所述的耐燃剂由50-60 wt%的锯木，20-30wt %的木炭和10-20 wt %的燃煤组成；优选为锯木50 wt %、木炭30 wt %、燃煤20 wt %。

所述的防霜冻烟雾发生器，其特征在于所述的防冻剂为0.5mg/mL的多效唑；所述的成膜剂为10 mg/mL的普鲁兰多糖。

所述的防霜冻烟雾发生器在农作物防霜冻上的应用。

一种茶园防霜冻方法，其特征在于其通过使用如权利要求2-8中任意一项权利要求所述的防霜冻烟雾发生器来防霜冻，所述的防霜冻烟雾发生器的自动温控点火系统的温度传感器连接在可伸缩杆上，通过调节伸缩杆使温度传感器的探头与茶园树冠的高度一致；所述出烟管口为2个，与出烟管口紧密连接的排烟风管通过雾化器连接口分别与雾化器连通；所述桶体为底面半径为30cm，高度为60cm的铁皮桶，燃料放置时，先在桶体底部导烟网内铺厚10cm的耐燃剂，然后在耐燃剂上面以桶中心为原点，在直径为15cm圆范围内铺厚5cm的助燃剂，在助燃剂四周及上面再铺5cm的耐燃剂，盖上桶盖，使助燃通风管及导烟网刚好接触到耐燃剂；随后通过两个出烟管口往桶体内的导烟网间填充耐燃剂，要求耐燃剂均匀，并可轻压，直至离桶盖10cm的位置；所述助燃通风管直径为10cm，高度为55cm，其最上端装有可调阀门，助燃通风管与盖子相接处装有一个助燃风扇。

上述的防霜冻烟雾发生器，主要由发烟系统和自动温控点火系统构成，其中通过设计自动温控点火系统使得该装置具有自动温控功能，能够在达到一定温度条件下自动启动而不需要人工去开启，智能化程度提高；发烟系统中通过选择合适的耐燃剂和助燃剂，并且与管路进行相互配合，使得燃烧性能大大提高，而且安全可靠，操作简单，成本较低。在气温急剧降低的情况下，为了增加防霜冻效果，还可以增加雾化系统，即通过在雾化器内装入防冻剂或成膜剂，当雾化器启动后，防冻剂或成膜剂可通过雾化态均匀弥漫于树冠面上，产生明显的防冻效果。综上，本发明提供的防霜冻烟雾发生器，简单实用，操作简单，安全可靠，防冻效果好，推广价值高。

附图说明

图1为烟雾发生器结构示意图；

图2为烟雾发生器控制电路图；

图中：1-桶体；2-助燃剂放置区；3-耐燃剂放置区；4-导烟网；5-助燃通风管；6-排烟风管；6a-可伸缩风管；7-引线导管；8-阀门； 9-过滤片；10-主控制箱；K1-温度传感器；M1-入排烟风扇，M2-出排烟风扇；M3-助燃风扇；W1-雾化器1；W2-雾化器2；D1-自动温控点火单元；D2-助燃排烟单元; D3-雾化单元。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步具体的说明。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述发明内容对本发明做出一些非本质的改进和调整。

实施例1：本发明提供的烟雾发生器，主要包括发烟系统和自动温控点火系统，其中：发烟系统包括具有桶盖的桶体1，桶体1的大小可以根据不同需要来配制，桶体1内侧设有导烟网4、助燃剂放置区2、耐燃剂放置区3和内设引线的导管7；导烟网4位于耐燃剂放置区和桶体1之间，为了更有利于烟雾排出，导烟网4上最好设置导烟槽；助燃剂放置区2和耐燃剂放置区3内分别填充助燃剂和耐燃剂。助燃剂放置区2位于桶体1的中下部，其外围为耐燃剂放置区3；所述导管7一端插入助燃剂放置区2，另一端与自动温控点火系统相连，当温度达到预设温度时，自动温控点火系统启动点火，引燃引线；桶体1内还设有助燃通风管5，其下端插入助燃剂中，上端伸出桶盖外，用于空气进入，为了能控制进风量，助燃通风管5上端可增设可调阀门8；为达到更好的燃烧效果，助燃通风管与盖子相接处还设有一助燃风扇M3。桶盖上设有出烟管口，出烟管口与排烟风管6相连，用于排出烟雾。

助燃剂和耐燃剂可以为目前常用的，如目前常使用的助燃剂是一些混合型强氧化剂如氯酸钾、高氯酸钾、高锰酸钾以及甲醇、乙醇等，但如使用下述配方效果更好：20-29wt%的硝酸钾（重量），25-35 wt %的 ABS树脂，1 wt %的食盐和35-50 wt %的石蜡油；优选为29 wt %硝酸钾，30 wt %的ABS树脂，1 wt %的食盐，40 wt %的石蜡油。与现有的助燃剂相比，这个配方具有燃烧时间长、成本低、安全且污染小等优点，本发明使用的ABS树脂为普通ABS树脂，其与石蜡燃烧后只生成二氧化碳与水，安全环保；加入1%的食盐可以延长助燃剂的燃烧时间，稳定助燃剂的燃烧能力，且随着助燃剂的燃烧，助燃剂中的石蜡会液化并被耐燃剂吸附，而使耐燃剂更易燃烧且持久。目前常使用的耐燃剂是木屑或柴油等，但如使用下述配方效果更好：50-60 wt%的锯木，20-30wt %的木炭和10-20 wt %的燃煤组成；优选为锯木50 wt %、木炭30 wt %、燃煤20 wt %，其中锯木可用竹屑、谷糠等替代，与现有的耐燃剂相比，这个配方具有燃烧时间长，热能利用效率高，发烟持久且对环境的污染小的特点，解决了发烟持续性能不足的问题。

为了增加防冻效果，防霜冻烟雾发生器还可以配置一个或多个雾化器，此时需要配置相应的排烟风管。雾化器内装有防冻剂或成膜剂。防冻剂或成膜剂可以参照现有技术，当配置两个雾化器时，即雾化器W1和雾化器W2，其内可以装有相同或不同的溶液。其中，一个装入0.5mg/mL的多效唑防冻剂水溶液，另一个装入10mg/mL的普鲁兰多糖（麦芽三糖，食品级）水溶液，当雾化器启动后，两种物质均可通过雾化态均匀弥漫于树冠面上，对茶园而言，其均匀地飘落在茶树叶片上，产生明显的防冻效果。防冻剂根据防冻剂自身的防冻原理发生作用，如茶树上喷施0.5mg/mL左右浓度的植物生长调节剂多效唑溶液后，会抑制茶树体内赤酶素的合成，降低茶树体内源生长素IAA的含量，从而减缓茶树芽梢的生长，从而起到防冻的效果。成膜剂选择以10mg/mL的普鲁兰多糖（麦芽三糖，食品级）水溶液，由于普鲁兰多糖附着在茶鲜叶表面后具有较好的成膜效果，这种多糖具有良好的隔热效果而起到了防冻作用。同时由于其具有较好的水溶解性和可食用性，因此无任何副作用。

当配置雾化器时，排烟风管6需要具有三个开口的，分别为进烟口、排烟口和雾化器连接口，排烟风管6设置两个排烟风扇，分别为入排烟风扇M1和出排烟风扇M2，进烟口端内侧配合设置过滤片9和入排烟风扇M1，出烟口端固定连接可伸缩风管6a，出烟口端靠近可伸缩风管6a的部位配合设置出排烟风扇M2；雾化器连接口通过套管与雾化器相连，雾化器连接口内设有阀门。过滤片9位于排烟风管6与桶体1连接处，以防止大颗粒烟尘造成空气污染；排烟风管6还装有一个带阀门的套管，在使用防冻剂助效时，开启阀门，通过出排烟风扇M2的吸力将雾化的防冻剂或成膜剂引入到排烟风管6中，与烟一起通过可伸缩风管6a进入作物的树冠面；不使用防冻剂时，可关闭阀门；可伸缩风管内设置的两个小排烟风扇，靠近烟雾发生器一侧的入排烟风扇M1主要起及时排烟及增加一定的通氧量，保证耐燃剂不会中途因缺氧而熄灭，而排烟风管6中间的风扇即出排烟风扇M2主要起到保证排烟通畅及将烟与防冻剂雾化一起使用时的混匀作用，能使烟雾更均匀地分布在茶树的树冠面上。排烟风管6的排烟口设有一阀门，此阀门可以人工进行调节，可根据冻害的严重程度，选择性地开启一条或多条排烟风管管道。因此，烟雾发生器的排烟风管6的数量也可以根据需要个性化配置，一般设置为2至4条。

本发明提供的烟雾发生器具有自动温感功能，温度传感器K1的控制电极可根据预设温度控制继电器K2的接通B端或C端，从而控制点火电热丝Rw是否启动点火。

烟雾发生器自动温控的工作原理：

参照图2，使用电源Vcc1为12V直流电压，作为点火电热丝Rw、入排烟风扇M1、出排烟风扇M2、助燃风扇M3、雾化器W1、雾化器W2、LED2等组成的开关控电路的电源电压。R1为上偏流电阻; Vcc2由2节1.5V干电池串联而成，为温度传感器K1、继电器K2、LED1组成的开关控电路的电源，温度传感器K1引出两根引线接在继电器K2的A、B端，闭合S4后，当温度传感器K1周围温度在4℃以上时，温度传感器K1闭合，Vcc2电路供电，使继电器K2的接点“B”闭合，LED1灯亮；当温度传感器K1周围温度降低至4℃时，温度传感器K1断开，Vcc2电路断开，继电器K2的接点由“B”倒向“C”，LED1熄灭，LED2指示灯亮；此时Vcc1电路接通，点火电热丝Rw工作，点燃烟雾发生器引线并进而点燃烟雾发生器中的助燃剂，使烟雾发生器的助燃剂和耐燃剂在低氧下燃烧产生大量烟雾，同时各管路的风扇启动，使烟雾通过管路散发在茶园中。为了省电，点火电热丝Rw在点火60秒后自动关闭。雾化系统也因为电路接通而开始工作。

实施例2：烟雾发生器的控制电路：至少包括自动温控点火单元D1和助燃排烟单元D2，当配备雾化系统时，还具有雾化单元D3，其中：自动温控点火单元D1主要由温度传感器、上偏流电阻R1、继电器K2和点火电热丝Rw通过线路连接而成；所述发烟系统的控制电路为助燃排烟单元D2，其主要由入排烟风扇M1和与之并联的排烟风扇M2，以及助燃风扇M3和与之串联的定时器T2组成；所述雾化系统的控制电路为雾化单元D1，其主要由稳压电容C2和雾化器W1和/或雾化器W2组成。其中：使用电源Vcc1为12V直流电压，作为点火电热丝Rw、风扇(M1、M2、M3)、雾化器(W1、W2)等组成的开关控制电路的电源电压。温度传感器，继电器K2，由两节1.5V干电池Vcc2供电。R1为上偏流电阻，K2为继电器，继电器K2的工作原理如下:当温度传感器周围环境温度高于预设温度时，其感应触片闭合，电路通电，继电器K2工作，其接点吸在B侧，LED1指示灯亮；温度传感器周围环境温度降低至预设温度时，其感应触片断开，电路不通电，继电器停止工作，其接点由B侧弹回C侧，LED1指示灯灭，此时烟雾发生器供电并使助燃排烟系统及雾化系统工作，LED2指示灯亮。

当温度传感器K1周围温度高于4℃时，温度传感器闭合，继电器K2的接点吸在B侧，指示灯LED1亮；当温度传感器周围温度降低至4℃时，温度传感器断开，引起继电器K2释放，继电器K2的接点由“B”倒向“C”，指示灯LED1断电，指示灯LED2灯亮；此时点火电热丝Rw工作，点燃烟雾发生器引线并进而点燃烟雾发生器中的助燃剂。增加定时器T1的目的是为了在保证引线能充分点燃的基础上能控制点火电热丝Rw的点火时间，以便省电，当定时器T1预设时间为1分钟比较合理，当其工作1分钟后点火电热丝Rw即断电而停止工作；在点火的同时，助燃风扇M3工作，帮助助燃剂点燃耐燃剂，为了省电，在助燃风扇M3的电路中可以串联一定时器T2，当到达预设时间时，控制助燃风扇M3关闭，定时器T1预设时间为5分钟比较合理，使得助燃风扇M3在工作5分钟后自动关闭。烟雾发生器的耐燃剂在低氧下燃烧产生大量烟雾，通过导烟网及导烟槽排出，同时各管路的排烟风扇（M1、M2）启动，使烟雾通过管路散发在茶园中。当接上雾化器时，此时雾化系统工作，雾化系统产生的雾汽与烟雾一起弥漫在茶树树冠面上，达到多重防冻效果。

装配时，电源V_CC1固定在主控制箱10的底部，继电器K2、电源V_CC2及开关S4固定在主控制箱10的侧壁，K2的A、B两端分别与温度传感器K1的相端相连，开关S4连接在A与K1之间，电源V_CC2连接在B与K1之间，LED1与温度传感器K1一起安装在可伸缩杆顶端；自动温控点火系统的点火电热丝Rw通过一个半圆陶瓷基座安装在主控制箱后壁安装引线导管的位置，使引线刚好能卡在电热丝上，陶瓷基座外覆盖有一层隔热棉以确保安全；电容C1、C2、电阻R1、R2、R3、开关S1、S2、S3及定时器T1、T2集成在一个电路板上，固定在主控制箱后壁中合适的位置，并按图2的线路相连接；雾化器及风扇的电路连接均采用可插拨式的接线方式，插座均安装在继电器相对一侧的外壁上。雾化器W1固定在主控制箱10上部，W2固定在发生器与W1相对称的另一侧。风扇均固定在风管内，线路沿风管外侧连接到主控制箱10外的插座上。从而使各风扇及雾化器单独使用或同时使用，操作简单方便。

实施例3：用于茶园防霜冻的烟雾发生器的装填，如桶体1底面半径为30cm，高度为60cm时，在燃料放置时，先在桶底部导烟网4范围内铺厚约10cm的耐燃剂，然后再在上面以桶中心为原点，在直径为15cm圆范围内铺厚约5cm的助燃剂(约500g)。在助燃剂四周及上面再铺5cm的耐燃剂，盖上盖子，使助燃通风管5及导烟网4刚好接触到耐燃剂。随后通过两个出烟管口往桶体1内的导烟网4间填充耐燃剂，要求耐燃剂均匀，并可轻压，直至离桶口10cm的位置，一般可放耐燃剂8-10kg，助燃剂放置区内连接一内装有引线的导管7，用于放置引线点火，引线放置在助燃剂靠近主控制箱10的一侧，埋入助燃剂中的靠下部2/3位置。导烟网与导烟槽主要是防止烟不能及时排出而使耐燃剂内部过度缺氧而熄灭，同时也能有利于烟的顺利排出形成较大的烟雾量。发生器中间装有一根直径为10cm，高度为55cm的助燃通风管，且其最上端装有可调阀门，主要用来控制进风量，通风管与盖子相接处装有一个助燃风扇，风扇在发生器启动后运行5分钟即自动停止工作。助燃通风管及与之相连的导烟网通过镙钉固定在桶体的盖子上，盖子上有相对称的两个直径10cm的圆孔（距边缘5cm），孔的四周各有四个镙钉，用于固定可伸缩排烟风管。

实施例4：助燃剂和耐燃剂的配置：将助燃剂和耐燃剂按下述配比分别混合均匀即可，分别见表1和表2。经试验，其中配方三和配方C效果最好。

表1  助燃剂配方

表2  耐燃剂配方

Claims (6)

1.防霜冻烟雾发生器，其特征在于其包括自动温控点火系统和发烟系统，所述的发烟系统包括具有桶盖的桶体，桶体内设有导烟网、助燃剂放置区、耐燃剂放置区和内设引线的导管；助燃剂放置区和耐燃剂放置区内分别填充助燃剂和耐燃剂；助燃剂放置区位于桶体的中下部，其外围为耐燃剂放置区；所述导管一端插入助燃剂放置区，另一端与自动温控点火系统相连，当温度达到预设温度时，自动温控点火系统启动点火，点燃引线；桶体内还设有助燃通风管，其下端插入助燃剂中，上端伸出桶盖外，用于空气进入；桶盖上设有出烟管口，出烟管口与排烟风管相连，用于排出烟雾；所述的助燃剂由20-29wt%的硝酸钾，25-35 wt %的 ABS树脂，1 wt %的食盐和35-50 wt %的石蜡油组成。

2.根据权利要求1所述的防霜冻烟雾发生器，其特征在于：所述的助燃剂为29 wt %硝酸钾，30 wt %的ABS树脂，1 wt %的食盐，40 wt %的石蜡油。

3.根据权利要求1所述的防霜冻烟雾发生器，其特征在于：所述的耐燃剂由50-60 wt%的锯木，20-30wt %的木炭和10-20 wt %的燃煤组成。

4.根据权利要求1所述的防霜冻烟雾发生器，其特征在于：所述的防霜冻烟雾发生器还包括雾化系统，所述的雾化系统由雾化器及其控制电路构成，雾化器内装有防冻剂或成膜剂；所述的防冻剂为0.5mg/mL的多效唑；所述的成膜剂为10 mg/mL的普鲁兰多糖。

5.根据权利要求1-4中任意一项权利要求所述的防霜冻烟雾发生器在农作物防霜冻上的应用。

6.一种茶园防霜冻方法，其特征在于其通过使用如权利要求1-4中任意一项权利要求所述的防霜冻烟雾发生器来防霜冻，所述的防霜冻烟雾发生器的自动温控点火系统的温度传感器连接在可伸缩杆上，通过调节伸缩杆使温度传感器的探头与茶园树冠的高度一致；所述出烟管口为2个，与出烟管口紧密连接的排烟风管通过雾化器连接口分别与雾化器连通；所述桶体为底面半径为30cm，高度为60cm的铁皮桶，燃料放置时，先在桶体底部导烟网内铺厚10cm的耐燃剂，然后在耐燃剂上面以桶中心为原点，在直径为15cm圆范围内铺厚5cm的助燃剂，在助燃剂四周及上面再铺5cm的耐燃剂，盖上桶盖，使助燃通风管及导烟网刚好接触到耐燃剂；随后通过两个出烟管口往桶体内的导烟网间填充耐燃剂，要求耐燃剂均匀，并可轻压，直至离桶盖10cm的位置；所述助燃通风管直径为10cm，高度为55cm，其最上端装有可调阀门，助燃通风管与盖子相接处装有一个助燃风扇。