CN104222042A - 风光互补大功率紫外及可见发光二极管除虫装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光诱杀除虫装置。它以风光互补混合能源向蓄电池、大功率紫外-可见发光二极管以及高压电网等供电，害虫在紫外-可见双波长的吸引下将向杀虫装置聚集并被高压电杀灭。蓄电池可以在无风且无光时向发光二极管和电网供电。如在光源附近放置含昆虫信息素的诱芯可以产生协同诱虫效果，甚至在白天也可以诱虫。如昆虫信息素与昆虫致病细菌、病毒组合制成诱芯通过灯光或昆虫信息素诱虫，当受引诱并携带了病毒细菌的害虫自由离开灭虫灯后，将向特定的害虫种群传播细菌及病毒并导致害虫自身产生的严重病害，从而达到生物控制的目的。

Description

风光互补大功率紫外及可见发光二极管除虫装置

技术领域

本发明涉及一种物理除虫装置，具体涉及一种以风力发电与太阳能互补发电为电源的紫外及可见发光二极管诱虫的除虫装置。

背景技术

光诱杀害虫种类多、数量大，能大幅度降低害虫落卵量，压低虫口基数和密度，保护害虫的天敌，延缓害虫抗药性的发生。光诱杀对人畜无害，它的广泛使用可以减少农药对环境的污染、保持生态平衡，为蔬菜、果树、水稻、森林、茶叶、棉花等病虫害发生量大、用药频繁的农作物提供了有力的物理治理手段。

因杀虫装置往往放置在野外，当不便接通电源时，必须独立供电。目前的通用技术是以太阳能发电，以高压汞灯、黑光灯、振频灯诱虫。如CN200610026543.6，CN201010294250.2，CN201120003217.X，CN201020632797.4，CN201120277705.X，CN201220638456.7等专利申请都有相似的原理，它们在白天有阳光时，太阳能电池板产生电能，通过充放电风光互补控制器对蓄电池充电，夜晚时，光敏开关开启，蓄电池对高压汞灯、黑光灯或频振灯等光源供电，天亮时灯光熄灭，装置重新充电。

太阳能电池只有在天晴时才可以对蓄电池充电，当连续多日阴雨时，蓄电池将会因得不到能量补充而停止供电杀虫；其次，因太阳能只有在白天才能供电，而杀虫灯在白天无法工作，必须用大容量蓄电池储存能量以供整个晚间使用，而蓄电池的反复充放电增加了购置和维护成本。

因目前以太阳能为电源的光诱虫装置主要使用高压汞灯、黑光灯诱虫，它还存在四大问题：其一为电源匹配问题，一般设计的太阳能、蓄电池的工作电压为12伏，而高压汞灯、黑光灯的一般工作电压为220伏，这时必须使用逆变器使电压升高至220伏，逆变器既产生了可观的功率损失、又增加了一个更易损坏的部位；其二，高压汞灯、黑光灯的需要通过镇流器启辉，仅镇流器将消耗约全面能量20％的电力；其三，发光效率低，尽管高压汞灯、黑光灯的发光效率高于白炽灯，但只有LED的一半；其四，高压汞灯、黑光灯的寿命短，在野外条件下往往只能工作半年至1年就需要更换，这不便维护，增加了成本。

尽管CN201020123999.6，CN201010101004.0，CN200910097069.X，CN200820075300.6，CN200820075300.6，CN200620016339.1，CN200520116378.4等专利申请提及用发光二极管代替高压汞灯、黑光灯、频振灯等光源，但这些申请都只用太阳能供电，大都未提及用大功率发光二极管，也未采用紫外与可见光组合的二波长结构，在电源性质、发光强度、诱虫效果上都有不足之处。

本发明的目的是以风光互补电源代替单一太阳能电源，使杀虫系统在阴天及夜晚的情况下也可以得到能量的补充，本装置还用新型LED双光源系统降低能耗并提高诱虫效果，用发光诱虫与昆虫信息素诱虫相结合的方法增加诱虫效果，用电杀灭、杀虫剂杀灭以及传播昆虫致病病毒或细菌的方式控制害虫。

发明内容

本发明以风光互补供电代替太阳能向高压电网以及大功率紫外-可见发光二极管供电，害虫在紫外-可见双波长的吸引下向杀虫装置聚集，被光诱害虫可以用高压电网所产生的高压电予以杀灭，或者让其落入装在容器中的杀虫剂予以杀灭。在大功率紫外-可见发光二极管附近放置含昆虫信息素或者昆虫信息素与杀虫剂、昆虫致病细菌、病毒的诱芯，以提高杀灭或昆虫致病细菌、病毒传播效果。详细发明内容及技术方案如下：

1、一种风光互补供电、紫外-可见发光二极管诱虫的除虫装置，其特征是，由蓄电池、风光互补控制器、太阳能电池板、风力发电机、发电机及太阳能电池板支架、紫外和可见大功率发光二极管、二极管的散热片、高压电网或装在容器内的杀虫剂组成。有风时风力发电机发电，有阳光时太阳能电池板发电，两者皆可以通过风光互补控制器提供稳压电源，对蓄电池、高压电网、大功率紫外和可见发光二极管供电。当无风无光时蓄电池通过风光互补控制器向高压电网、大功率紫外和可见发光二极管供电。风光互补控制器可以控制蓄电池的充放电还可以防止过充电或反充电，并可根据机内时间或外界自然光的亮度开启或关闭大功率紫外和可见发光二极管的发光。大功率紫外发光二极管为350±50nm的紫外光发光二极管，大功率可见发光二极管可以是发紫光、蓝光、青光、绿光、黄光或白光的发光二极管。紫外-可见二极管以串联、并联或混合串并联或大功率集成的方式相联接并固定在散热片上，组成紫外-可见发光二极管阵列。被光吸引的害虫可以用围绕在发光二极管阵列周围的高压电网所产生的高压电予以杀灭，也可以用处于紫外-可见发光二极管阵列下的装在容器中的杀虫剂予以杀灭。

如果在鱼场上建立该装置，被击落的昆虫可以直接成为鱼虾的饲料。

2，如1所示的一种风光互补供电的紫外-可见发光二极管诱虫的除虫装置，其特征是，在高压电网内，发光二极管光源附近，放置了可以引诱害虫的昆虫信息素或引诱蚊虫的二氧化碳气体的发生器或诱芯，昆虫信息素包括但不限于性诱剂、聚集信息素、食物引诱信息素。这些昆虫信息素可以吸附在诱芯上，也可以与杀虫剂、昆虫致病细菌或病毒混合提高杀虫效率(在希望害虫传播细菌病毒时关闭杀虫电网，让害虫携带细菌病毒自由离开诱虫灯并传播至害虫种群)，打开封闭装置后昆虫信息素可以自动向空气中扩散，也可以用大功率紫外和可见发光二极管所附的散热片加热后加速扩散。

3，一种以风能或者太阳能或者风光互补供电的灯光诱虫的除虫装置，其特征是，在高压电网内，光源附近，放置了可以引诱害虫的昆虫信息素的诱芯，昆虫信息素包括但不限于性诱剂、聚集信息素、食物引诱信息素，这些昆虫信息素可以吸附在诱芯上，也可以与杀虫剂、昆虫致病细菌或病毒混合提高杀虫效率，在希望害虫传播细菌病毒时关闭杀虫电网，让害虫携带细菌病毒自由离开诱虫灯并传播至害虫种群。

上述内容中所提及的风力发电机可以是水平风力发电机或垂直风力发电机，其中，最好的选择是微风启动风力发电机，可以在微风下发电并使整个装置工作；所提及的太阳能电池板包括但不限于单晶硅、多晶硅、薄膜太阳能电池板；大功率紫外和可见发光二极管可以是但不限于氧化锌、砷/镓、氮/镓、氮/镓，铟大功率紫外或可见发光二极管；蓄电池可以是但不限于铅酸蓄电池、免维护铅酸蓄电池、锂电池、镍氢电池、铁-磷酸盐电池。

与现有技术相比，本发明有以下优势：

1，因使用了风力发电，使以夜晚工作为主的杀虫装置可以在夜晚获得足够的电源补充，使得系统总功率更大，同时该系统也可以在长期阴天时靠风力维持工作。因为它可以及时而不是等到天亮就可以补充能量，降低了蓄电池的容量要求和充放电次数，降低了维护成本。同时与单纯的风力发电相比，该装置可以在无风有阳光时照样对装置充电。

2，这种装置用LED代替高压汞灯、黑光灯诱虫。因大功率紫外和可见发光二极管工作电压可以与风光互补供电及储能装置相匹配，比如可以风光供电装置、蓄电池、高压电网等耗电装置全部是12伏直流电压工作，从而简化了电路，避免了逆变器的功耗，减少了安全及寿命隐患；无镇流器，避免了镇流器所造成的功耗；有高发光效率，在需要同样的照度下仅需要更小的功率；长寿命，LED可以使用长达20年。

3，使用了大功率紫外和可见发光二极管，功率更大、发光效率和亮度更高，特别是使用了对害虫有极强引诱力的350±50nm的紫外光发光二极管，并用发射蓝光、青光、绿光、黄光或白光的大功率发光二极管与紫外光进行双波长协同诱虫，使得诱虫效果得到有力的提升，还可以通过害虫的光引诱实验针对特定害虫选择合适的大功率可见发光二极管。

4，使用了引诱害虫的昆虫信息素，例如性诱剂、聚集信息素、食物引诱昆虫信息素，与光源进行联合诱虫，增加了在夜晚的诱虫效果。昆虫信息素与杀虫剂或昆虫致病细菌、病毒组合，可以直接杀死害虫或通过昆虫传播疾病杀虫。另外，只要在白天将高压电网开启，昆虫也可以在白天被昆虫信息素引诱而聚歼。

具体实施方式

实施例1：50W，12V单晶硅太阳能电池板一只，300W、12V、6叶水平风力发电机一台，该发电机为永磁三相交流发电机，通过叶尖失速保护+扭头保护+电磁制动方式进行大风保护，铅酸蓄电池一只，风机及太阳能电池板用支架固定，支架上挂有灭虫灯。灭虫灯包括一只20W大功率带宽为330至370nm的紫外发光二极管，一只电压为12V、功率为20W、发光谱峰λp＝460～465nm的蓝紫色InGaN/GaN大功率集成发光二极管，多组二极管散热片，一个12V产生3000V高压的多根平行立柱，它们呈环状围绕在发光二极管外的高压电网，其中高压电网的相邻两立柱的电压相反，另有一只负载了昆虫性诱剂的诱芯。发电机的输出端和太阳能电池板分别接入风光互补控制器的输入端，紫外发光二极管、蓝紫色发光二极管以及高压电网、蓄电池分别接入风光互补控制器的输出端，风力发电机在微风时即可发电，太阳能电池板在有阳光时发电，二者皆可通过风光互补控制器提供稳压电源，对蓄电池、高压电网、以及大功率紫外和可见发光二极管供电。蓄电池在无风无阳光时通过风光互补控制器向高压电网、大功率紫外和可见发光二极管供电。风光互补控制器还包括控制电池充放电以防止过充电或反充电功能，还有根据机内时间或外界自然光的强度开启或关闭大功率紫外和可见发光二极管等功能。

在有较强风力和光照条件的白天，当达到切入风速时，风力发电机立即启动，并逐渐获得较高转速，以大功率发电，同时太阳能发电板获得较强光照并发电。风光互补控制器调节风力发电机和太阳能电池板所发出的电能对蓄电池进行充电，持续到午后或傍晚时，如果蓄电池充满电，风光互补控制器自动启动刹车功能，保护风机和蓄电池。如果蓄电池在夜晚还没有充满电，风光互补控制器还将在风力的作用下让风力发电机对电池继续充电。夜幕降临，虫类增多，光敏风光互补控制器和时控开关打开，紫外可见二极管阵列点亮，诱引周围大面积害虫飞来。害虫触碰到高压发生器，此时两立柱间电压达到3000伏左右，害虫被击杀，落入装置下方的集虫袋。

实施例2：

50W，12V太阳能电池板一只，300W、12V、6叶水平风力发电机一台，该发电机为永磁两相直流发电机，通过叶尖失速保护+扭头保护+电磁制动方式进行大风保护，风机与太阳能电池板用支架固定。12伏锂蓄电池以及风光互补控制器各一，支架上还挂有灭虫灯，灭虫灯包括一只20W总输入电压为12伏，发光谱峰λp＝360nm组成为A1:Ga/P集成发光二极管、一只20W总输入电压为12伏的，发光谱峰λp＝550nm绿色Ga/P:N集成发光二极管、相应紫外-可见发光二极管的散热片、一个昆虫性诱剂的诱芯、一个由12V直流产生的3000V的的高压电网，高压电网的相邻两立柱的电压相反并且多根平行立柱呈环状围绕在发光二极管之外。发电机的输出端和太阳能电池板分别接入风光互补控制器的输入端，紫外发光二极管、绿色发光二极管以及高压电网、蓄电池分别接入风光互补控制器的输出端，风力发电机在微风时即可发电，太阳能电池板在有阳光时发电，二者皆可通过风光互补控制器提供稳压电源，对蓄电池、高压电网、以及大功率紫外和可见发光二极管供电。蓄电池在无风无阳光时通过风光互补控制器向高压电网、大功率紫外和可见发光二极管供电，风光互补控制器还包括控制电池充放电以防止过充电或反充电功能，还有根据机内时间或外界自然光的强度开启或关闭大功率紫外和可见发光二极管等功能。诱芯可以根据要防控的害虫种类添加不同药剂，如捕获斜纹夜蛾时在诱芯中添加斜纹夜蛾性诱剂(顺9，反11-十四碳二烯乙酸酯与顺9，反12-十四碳二烯乙酸酯的混合物)或斜纹夜蛾聚集剂。

在2m/s以上的微风及更大风力时，或有阳光时风光互补系统发电，通过恒压电路提供12V稳压电源，为高压电网以及紫外-可见大功率发光二极管供电。紫外和可见大功率发光二极管通电发光后可以吸引昆虫，昆虫还能被诱芯上的诱剂所吸引，当被灯光及性诱剂吸引的害虫飞到高压电网的两立柱之间时，将会被高压电杀灭。

将昆虫性诱剂与昆虫致病细菌、病毒如核型多角体病毒组合制成诱芯，将有传播细菌及病毒的效果。当被灯光或性诱剂吸引的害虫接触到昆虫致病细菌或病毒后，如果断开电网电源，害虫可以自由离开灭虫灯并将向特定的害虫种群传播细菌及病毒。

实施例3：

50W，12V太阳能电池板一只，300W、12V、6叶水平风力发电机一台，该发电机为永磁两相直流发电机，通过叶尖失速保护+扭头保护+电磁制动方式进行大风保护，风机及太阳能电池板用支架固定。12伏蓄电池以及风光互补控制器各一、支架上挂有灭虫灯，灭虫灯由20W的紫外灯(黑光灯)或频振灯、一个昆虫性诱剂的诱芯、一个由12V直流产生的3000V的的高压电网，高压电网的相邻两立柱的电压相反并且多根平行立柱呈环状围绕在发光二极管之外。发电机的输出端和太阳能电池板输出端分别接入风光互补控制器的输入端，紫外灯(镇流器)以及高压电网、蓄电池分别接入风光互补控制器的输出端，风力发电机在微风时即可发电，太阳能电池板在有阳光时发电，二者皆可通过风光互补控制器提供稳压电源，对蓄电池、高压电网、以及紫外灯供电。蓄电池在无风无阳光时通过风光互补控制器向高压电网、大功率紫外和可见发光二极管供电，风光互补控制器还包括控制电池充放电以防止过充电或反充电功能，还有根据机内时间或外界自然光的强度开启或关闭紫外灯等功能。诱芯可以根据要防控的害虫种类添加不同药剂，如捕获斜纹夜蛾时在诱芯中添加斜纹夜蛾性诱剂(顺9，反11-十四碳二烯乙酸酯与顺9，反12-十四碳二烯乙酸酯的混合物)或斜纹夜蛾聚集剂。

在有阳光或有2m/s以上的微风及更大风力时，风光互补系统发电，通过恒压电路稳压提供12V稳压电源并在夜晚使灭虫灯发光，昆虫还能被诱芯上的诱剂所吸引，当被灯光及性诱剂所吸引的害虫飞到高压电网的两立柱之间时，将会被高压电杀灭。

将昆虫性诱剂与昆虫致病细菌、病毒如核型多角体病毒组合制成诱芯，将有传播细菌及病毒的效果。当被灯光或性诱剂吸引的害虫接触到昆虫致病细菌或病毒后，如果断开电网电源，害虫可以自由离开灭虫灯并将向特定的害虫种群传播细菌及病毒。

Claims (3)

1.一种风光互补供电、紫外-可见发光二极管诱虫的除虫装置，其特征是，由蓄电池、风光互补控制器、太阳能电池板、风力发电机、发电机及太阳能电池板支架、紫外和可见大功率发光二极管、二极管的散热片、高压电网或装在容器内的杀虫剂组成。有风时风力发电机发电，有阳光时太阳能电池板发电，两者皆可以通过风光互补控制器提供稳压电源，对蓄电池、高压电网、大功率紫外和可见发光二极管供电。当无风无光时蓄电池通过风光互补控制器向高压电网、大功率紫外和可见发光二极管供电。风光互补控制器可以控制蓄电池的充放电还可以防止过充电或反充电，并可根据机内时间或外界自然光的亮度开启或关闭大功率紫外和可见发光二极管的发光。大功率紫外发光二极管为350±50nm的紫外光发光二极管，大功率可见发光二极管可以是发紫光、蓝光、青光、绿光、黄光或白光的发光二极管。紫外-可见二极管以串联、并联或混合串并联或大功率集成的方式相联接并固定在散热片上，组成紫外-可见发光二极管阵列。被光吸引的害虫可以用围绕在发光二极管阵列周围的高压电网所产生的高压电予以杀灭，也可以用处于紫外-可见发光二极管阵列下的装在容器中的杀虫剂予以杀灭。

2.如权利要求1所示的一种风光互补供电的紫外-可见发光二极管诱虫的除虫装置，其特征是，在高压电网内，发光二极管光源附近，放置了可以引诱害虫的昆虫信息素或引诱蚊虫的二氧化碳气体的发生器或诱芯，昆虫信息素包括但不限于性诱剂、聚集信息素、食物引诱信息素。这些昆虫信息素可以吸附在诱芯上，也可以与杀虫剂、昆虫致病细菌或病毒混合以提高杀虫效率(在希望害虫传播细菌病毒时关闭杀虫电网，让害虫携带细菌病毒自由离开诱虫灯并传播至害虫种群)，打开封闭装置后昆虫信息素可以自动向空气中扩散，也可以用大功率紫外和可见发光二极管所附的散热片加热后加速扩散。

3.一种以风能或者太阳能或者风光互补供电的灯光诱虫的除虫装置，其特征是，在高压电网内，光源附近，放置了可以引诱害虫的诱芯，昆虫信息素包括但不限于性诱剂、聚集信息素、食物引诱信息素，这些昆虫信息素可以吸附在诱芯上，也可以与杀虫剂、昆虫致病细菌或病毒混合提高杀虫效率，在希望害虫传播细菌病毒时关闭杀虫电网，让害虫携带细菌病毒自由离开诱虫灯并传播至害虫种群。