CN1762607B - 光敏喷雾器系统 - Google Patents

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Abstract

光敏喷雾器系统包括控制单元，其具有电子电路，该电子电路适于响应于所检测到的预期强度和持续时间的环境光条件，将喷雾器激活一段预定时间间隔。该系统可进一步包括电源和多个以定距离间隔排列的喷雾器头。本发明的系统的优选效用是在黄昏和拂晓左右通常发生的显著昆虫活动期间，喷洒杀虫剂或驱虫剂的稀溶液。本发明还提供了手动超越控制和远程接收单元，用于在黄昏和拂晓之外的时间使用该系统。

Description

光敏喷雾器系统
技术领域
本发明涉及一种用于通过喷雾器头的阵列喷洒流体喷雾，来处理通常由该阵列限定的位置中的空气的系统，更具体而言，涉及一种光敏喷雾器系统，该系统响应于所检测到的预期强度和持续时间的环境光条件使处理流体开始流动。一旦启动，该流体喷雾将持续喷洒一段预定时间间隔。该系统的优选应用用于在黄昏和拂晓通常发生的显著昆虫活动期间根除或驱除飞行的或爬行的昆虫。
背景技术
与蚊子和其它飞行昆虫的存在相关的问题是众所周知的，尤其是在夏季里人们通常从事许多户外活动时。人们很久以来就知道与蚊媒疾病(比如疟疾和马脑炎)相关的危险。最近，与西尼罗河(WestNile)病毒相关的宣传增强了公众对蚊子叮咬可能带来的危险的认识。另外，伴随在城市或乡村区域在户外遭遇的各种飞行的和爬行的昆虫叮咬，人们通常感到疼痛、不舒适以及潜在危险的过敏反应等。
以前曾使用过各种化学喷雾和装置来控制飞行的或爬行的昆虫、蜘蛛、以及其它这样的害虫。化学喷雾包括环境容许浓度的杀虫剂或农药，历史上它们曾通过使用手持式喷雾器、烟雾发生器等来应用。有时政府机构会在公园、住宅区附近以及其它高度危险的城市区域进行喷洒，但是最常见的还是由个人使用手持式喷雾器在他们自己的家里和院子内外进行喷洒。在乡村地区，以前使用过喷雾器系统在谷仓、畜棚等地方以及周围喷洒杀虫剂或农药。以前用于控制昆虫和其它害虫的其它装置包括诱饵或引诱剂，比如食物诱饵、光、信息素、或二氧化碳，将昆虫或害虫吸引到陷阱、电激格栅、或毒药处。
许多用于控制昆虫和害虫的现有技术系统和装置都直接由用户操作。其它的则由预置的定时器控制，在特定的时刻启动其功能并保持一段特定的时间间隔。在某些情况下，从电池或太阳能电池中获得用来操作装置，尤其是那些位于不容易得到电力的偏远或乡村区域的装置的电能。例如，美国专利6,192,621揭示了一种在户外使用的害虫控制装置，它包括太阳能供电的风扇，其增强了排出到外部周围环境的气味循环。美国专利5,763,873揭示了一种在杂草上喷洒除草剂的农业器具，它利用光检测器电路避免在裸露的土壤上喷洒除草剂。该光检测器电路不受环境光条件改变的影响。
以前所揭示的各种太阳能供电装置利用太阳能电池在白天时间存储电能以用于操作能够每天打开和关闭一个或更多户外光源的电子定时器，在某些情况下，还能为这些光源供电。利用光电池在接收到光时激活或停止机械装置也是众所周知的。光电池最通常的是由定向光束的照射或中断而非环境光来触发。美国专利6,756,758揭示了一种用于检测有效地去除了在操作该装置时的“噪声”的目标光源的接收器电路，该“噪声”包括周围的日光。所揭示的其它装置响应于预定的环境光的等级，打开或关闭一个或多个光源。
美国专利4,015,366揭示了一种高度自动化的农业生产系统，它包括天气传感器包，用于测量天气条件，包括太阳光能谱，其强度通过使用植物生长光度计来测量(该装置由International Ligh，Inc提供).据说该系统可选地包括流体传递系统，用于控制昆虫和疾病，但是它相当复杂而且不适合家庭使用.
蚊子、苍蝇和其它昆虫通常在日出或日落时其最活跃时最容易被控制。仅使用定时器来激活喷洒或喷雾系统通常不适合在这些害虫最活跃的相当短的时期开始启动喷雾。仅有定时器不能对所有可能影响环境光等级的白昼时间长短、天气条件和地形的变化以及昆虫在特定地点、在一天的特定时间的活动作出响应。
因此需要一种能在黄昏或拂晓时自动激活并喷洒一段预置时间间隔的喷雾器系统，它可以可选地被手动激活或通过使用远程发射器激活，并且配置该系统对根除或驱除来自户外区域的飞行的或爬行的昆虫、蜘蛛等是有效的。
发明内容
本发明提供了一种流体喷雾器系统，包括：处理流体的源；电源；泵，根据需要对处理流体加压，以预定排出压力和流速排出处理流体；至少一个喷雾器头，用于接收加压的处理流体并以喷雾的形式排出处理流体；至少一个流导管，在源和至少一个喷雾器头之间提供流体连通；环境光传感器；电子控制单元，响应于检测到的预定强度和持续时间的环境光，使加压的处理流体开始流到至少一个喷雾器头，其中，预定强度和持续时间是在黄昏和拂晓时发生的预定强度和持续时间。
本发明是一种喷雾系统，它优选地包括：环境光传感器、估算从光传感器接收的电信号来确定是否存在“黄昏”或“拂晓”光条件的电子电路；容器、蓄液池或其它在预期浓度的处理流体的源；泵，在由所检测到的光源条件所确定的适当时间被激活；至少一个喷雾器头，以及优选地以定距离间隔排列的喷雾器头的阵列，每个喷雾器头都具有喷嘴，每当泵操作时，喷嘴将喷出包括处理流体的喷雾；软管或其它管道，在流体源和喷雾器头之间提供流体连通；以及定时器，用于在预置时间间隔之后关闭泵，以终止喷洒周期。根据本发明的优选实施例，电子控制单元包括光等级鉴别模块、泵控制器模块、电源模块、远程接收器模块，以及可选地，用于激活泵控制器模块的远程发射器。
该系统的一个优选应用是用于喷洒包括处理流体的喷雾，该处理流体用来根除或驱除比如蚊子、黄蜂、蜜蜂、蜘蛛等可能对人类或牲畜有害的飞行的或爬行的昆虫。本发明的系统可以服务的户外区域的例子包括例如家用或商用的院子和天井区域、游泳池、户外餐馆、马厩和畜棚、垃圾堆和压实机、食物加工厂、公园和野餐区域、船库、狗窝、动物园、游乐园、工业场地等。本发明的系统可同样用于控制葡萄园、蔬菜地、果园、温室、苗圃等地方的昆虫和它们携带的疾病，或用于驱除狗以及野生动物比如狐狸、松鼠、野兔等成为花园或其它限制区域的有害动物的东西。举例而言，使用适当的处理流体，本发明的系统可以用于把野兔或鸟类从机场上的飞机滑行或跑道区域驱逐出去。
本发明的系统可以简单、有效以及可靠地用于分配各种处理流体，优选是液体，但是可选地用于分配包括溶解的、夹带的或悬浮的气态的或粉状的固体组分的气体或液体。处理流体优选地作为喷雾来分配，并优选地从已知的、商业上可获得的杀虫剂、农药、驱虫剂、杀菌剂、生物杀灭剂等中选择，并可选择地包括作为诱饵的引诱剂成分。当阅读本说明书时，还应该意识到本主题系统可“根据需求”类似地用于分配其它处理流体，包括例如液体肥料、空气清新剂、冷却水等等，并可同样用于在黄昏和拂晓之外的时间。
本发明的系统可替换以前用于自动分配系统的标准定时器或程序控制器，另外，由于分配周期通过主要(prevailing)环境光等级触发，本系统通常仅在飞行的或爬行的昆虫和害虫最活跃的时候操作.通过在昆虫最活跃的时期内自动启动化学处理一段限定的时间间隔，用户能够减少所需的处理流体的数量，因此用较少的成本达到较好的效果.该系统自动响应以应用于各种时区和地形，并将自动适合通常与季节改变相关的变长和缩短的白昼时间.另外，除了具有不同于其它已知系统和装置那样的自动光敏能力之外，在需要时本发明的喷雾器系统还可手动激活或通过使用无线远程发射器激活.
附图说明
将结合下面的图对本发明的装置做进一步的描述和解释：
图1是示出了安装的本发明的光敏喷雾器系统的优选实施例的简化概略图；
图2是示出了供本发明的光敏喷雾器系统使用的优选电子控制单元的正视图；
图3是图2的控制单元打开门的正视图；
图4是概略性地示出了适合用于本发明的光敏喷雾器系统的优选电子控制单元的各种组件和逻辑实现的简化流程图；
图5是概略性地示出了适合用于本发明的光敏喷雾器系统的优选电源的各种组件的简化流程图；
图6a是示出了适合用于本发明的电子控制单元的光传感和鉴别部的电子电路的电路图。
图6b是示出了适合用于建立用于本发明的各种电子元件的电源的电子电路的电路图。
图6c是示出了适合用于本发明的电子控制单元的泵激活和定时器部分的电子电路的电路图。以及
图6d是示出了适合用于从可选的无线远程发射器接收泵启动信号的天线和电子电路的电路图。
具体实施方式
参照图1，本发明的光敏喷雾器系统10优选包括处理流体源12、电子控制单元14、电源16、环境光传感器18、以及喷雾器头28的阵列20，用于喷射通过导管或管道34、26从流体源12接收的喷雾30。所示出的系统10被安装在建筑结构22中，除了环境光传感器18和阵列20之外，所有的组件都设置在建筑结构内部。环境光传感器18优选定位为使其不被树木、悬挂物、屏蔽结构等阻拦接收主要环境光，而不必把它定位到接收来自太阳24或其它光源的直射光的位置。当定位光传感器18时，也要小心地避免泛光灯、汽车灯等直接照射到传感器上，从而妨碍传感器监控主要环境光条件的能力的位置。光传感器18通过导线44，或者可选地，通过无线射频发射器(没有显示)，产生和提供电信号到电子控制单元14。通过阅读本说明书，应当理解，传感器18可以令人满意地安装在满足上述定位标准的建筑物、杆子、篱笆、或其它结构上。
出于说明目的，流体源12作为包括液体处理流体42的容器40描述，如图所示，液体处理流体可以被设置在电子控制单元14内部的泵62通过导管34从容器40中提取，并进一步在下面参照图3描述.当激活时，泵62优选将受压的处理流体排出到管道26中，管道26将处理流体42提供至多个以定距离间隔排列的喷雾器头28，每个喷雾器头都优选地包括用于喷洒包括处理流体42的喷雾30的喷嘴.如图所示，容器40仅仅是一种用于液体处理流体42的蓄液池，例如，液体处理流体可为合适的杀虫剂、农药、杀菌剂等的稀释水溶液.对大部分应用而言，容器40的容量在约2.5加仑(gallon)和约55加仑之间.导管34优选地选择承重的、柔性聚乙烯导管，而管道26也可以由聚乙烯导管、PVC管、或任何其它类似的有效材料组成，这些材料遵从可应用的调节代码(regulatorycode)，能够用于预期使用和特定的处理流体.
根据可选的实施例，容器40可以设置有搅拌装置，能够用于溶解在液体中的细碎物质的有效成分或使有效成分悬浮。根据另一可选的实施例，容器40或排放管道26提供有充气装置，能够溶解或夹带液体中的气体成分。根据又一可选实施例，容器40和泵62能在系统10中被另一加压的流体源或其它补给装置替换或补足，比如由电磁阀进行流控制的加压供水管线，它带有用于引导处理流体的喷射泵。
根据本发明的特定优选实施例，为了用于住宅户外，阵列20优选包括大约15个至大约60个喷雾器头28，它们的间隔从大约10英尺(feet)至大约20英尺。当喷雾器头28位于地平面以上大约6英尺至10英尺时，可以获得有益优势。管道26优选按如下方式配置，压力在整个阵列20上平衡，从而使泵62(图3)能将处理流体42供应到每个喷雾器头28，其压力范围可从大约70psi至大约160psi，优选处于大约130psi。每个喷雾器头28优选进一步包括通常是关闭的、不滴水的、由黄铜、不锈钢或适当的聚合材料制成的阀门和喷嘴，这些材料在化学上抵抗处理流体42的成分并能够经受住预期操作范围内的压力。通过每个喷嘴的流速优选是大约每分钟0.6gpm，但应该意识到可以在喷雾器系统10的操作中有效地使用更高或更低的流速。
喷雾器系统10的电能优选由110V或220V线路电流供应，该电流从传统的插座38通过电源线36提供至电子控制单元14。尽管预期喷雾器系统10的泵62的操作主要是由从环境光传感器18接收的输入为基础而启动的，但是电子控制单元14优选进一步包括启动/停止开关61，正如下面结合图2要讨论的那样，在单元14的前面可以方便的操作该开关，并且其功能为手动超越控制。电子控制单元14还优选地包括射频天线和接收器电路，能够通过接收来自可选的远程发射器32的无线电信号来激活泵62。
参照图2和图3，电子控制单元14优选进一步包括具有顶壁72、底壁74、侧壁76、78和后壁80的外壳。前门46优选通过铰链48、50连接到侧壁76。最好提供固定器52、54，以便当关闭时将门46固定至侧壁78，如果需要，可以提供协作对准的突起64A、64B来锁定控制单元14。电子控制单元14的外壳优选由金属或适当的聚合材料制成，尽管图中没有画出防水层，但是优选该材料是防雨的。预期印刷电路板66安装在门46的内部，以使LED(发光二极管)56、57、58和59通过门46从前面可见。LED56、58优选分别是红的和绿的，它们分别指示到控制单元14的电源是开的或关的。LED 57、59优选也分别是红的和绿的，它们分别指示泵62是开的或关的.开关60、61优选是按钮开关.开关60开启或关闭电源，而开关61是手动超越控制开关，它独立于光条件启动或关闭泵62.变压器68是降压变压器，它优选被集成到印刷电路板66上，但应该意识到，如果需要，类似地独立变压器可以包括到电子控制单元14中.电子控制单元14的外壳优选进一步包括用于容纳电源线36的防雨连接器，插入插口70的光传感器导线44，以及用于导管34和管道26到泵62的入口和出口连接.在电子控制单元14的优选实施例内部的电连接和电路将在图6a-6d中详细示出，下文中将给予讨论.应该理解图2和图3只是出于描述的目的，电子控制单元14内的元件的配置和排列可以在本发明的范围内做相当大的改变.
图4、图5和图6a-6d用于描述系统10的电子控制单元14中使用的优选逻辑和电路，但应该意识到其它类似的有效电路和组件也可用于实现喷雾器系统10的操作目的。图4和图6a描述了电子控制单元14的光等级鉴别模块84的优选实例，其中从光传感器18(图1)接收的电信号被接收到光耦合器U1中，光传感器是一种传统的、商业上可获得的装置。然后该电信号通过两个并联的滞后检测器(hysteresis detector)被分离并反馈，以确保泵62不被由于不同于由环境光逐渐“变暗”或“变亮”达到预定“触发”等级的激励的瞬时信号激活。接着所谓的“黄昏”和“拂晓”鉴别器U4把从光传感器18接收到的信号与遵循“黄昏”和“拂晓”环境光条件的预定信号值相比较。并联与非门接收来自鉴别器的信号，并假设泵的启动条件已经满足，发信号给泵控制器模块86来启动泵62。可选地，提供手动超越控制按钮开关SW2以便在由光等级鉴别模块84所确定的时间之外手动启动泵62。
参照图5和图6b，电源模块90优选包括110伏(或220伏)AC(交流)输入电流、将该电流降低到12V的降压变压器、把12V的电流从交流转换成直流的整流器、滤波器以及稳压器(regulator)。12V直流电接着被输入到印刷电路板66(图3)上的电路中，如图6c所示，变压器的110伏交流线路电流上游应该被输入到泵62(图3)。在入口电源插座P2(图6b)和变压器68(图3)之间应该提供通断电源开关SW1(如图2的60所示)和保险丝F1。
参照图4和图6c，泵控制器模块86优选包括喷雾持续时间选择器、喷雾持续时间定时器、以及交流泵62(图3)的控制器。参照图6c，使用SW3来设置每个泵周期的预期持续时间。泵控制器优选使用三端双向可控硅开关元件(triac)Q2，以通过接收来自光等级鉴别模块84的电信号(通常的操作激励)；或者接收来自手动超越控制开关SW2(图6a)的电信号；或者接收来自射频远程接收器模块88的电信号，来启动抽运周期，下面在图4和图6d有关的描述中说明。
参照图4和图6d，当用户希望具有使用可选的远程发射器32(图1)手动启动操作的抽运周期的能力时，射频远程接收器模块88优选作为印刷电路板66(图3)的一部分。例如，可能在黄昏或拂晓以外的某个特定时间发生“故障问题”，或者，例如在每次黄昏和拂晓之间的户外活动期间，系统10可能被用作冷却水喷雾分配系统时。远程接收器单元88优选包括天线和叉形选择器(pinselector)，用于使同步接收器与远程发射器单元同步。远程接收器单元88由来自上面讨论的电源模块90接收的12伏直流电供电。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种流体喷雾器系统，包括：
处理流体的源；
电源；
泵，根据需要对所述处理流体加压，以预定排出压力和流速排出所述处理流体；
至少一个喷雾器头，用于接收所述加压的处理流体并以喷雾的形式排出所述处理流体；
至少一个流导管，在所述源和所述至少一个喷雾器头之间提供流体连通；
环境光传感器；
电子控制单元，响应于检测到的预定强度和持续时间的环境光，使加压的处理流体开始流到所述至少一个喷雾器头，其中，所述预定强度和持续时间是在黄昏和拂晓时发生的预定强度和持续时间，其中，所述电子控制单元进一步包括光等级鉴别模块、泵控制器模块、电源模块、以及远程接收器模块。
2.根据权利要求1所述的流体喷雾器系统，其中，所述处理流体选自液体、气体、悬浮液或其混合物。
3.根据权利要求2所述的流体喷雾器系统，其中，所述处理流体选自包括杀虫剂、农药、杀菌剂、生物杀灭剂、驱虫剂、水、空气、或其混合物的组。
4.根据权利要求2所述的流体喷雾器系统，其中，所述处理流体包括昆虫引诱剂。
5.根据权利要求4所述的流体喷雾器系统，其中，所述引诱剂是二氧化碳气体。
6.根据权利要求1所述的流体喷雾器系统，其中，所述光等级鉴别模块包括：光耦合器、滞后检测器、黄昏和拂晓定时鉴别器、以及与所述泵控制器模块通信的逻辑门。
7.根据权利要求1所述的流体喷雾器系统，其中，所述泵控制器模块包括：喷雾持续时间选择器、喷雾持续时间定时器和交流泵控制器。
8.根据权利要求1所述的流体喷雾器系统，其中，所述电源模块包括：降压变压器、整流器、滤波器和调压器。
9.根据权利要求1所述的流体喷雾器系统，其中，所述远程接收器模块包括射频天线和接收器。
10.根据权利要求1所述的流体喷雾器系统，其中，所述泵控制器模块进一步包括手动启动/停止开关。
11.根据权利要求1所述的流体喷雾器系统，包括以定距离间隔排列的流体喷雾器头的阵列，通过至少一个导管与所述泵连通。
12.根据权利要求9所述的流体喷雾器系统，进一步包括与所述接收器同步的无线远程发射器。
13.根据权利要求1所述的流体喷雾器系统，包括外壳，所述外壳包括所述电子控制单元和所述泵。
14.根据权利要求1所述的流体喷雾器系统，其中，所述泵具有入口，所述入口用于从容器中抽取处理流体。
15.根据权利要求11所述的流体喷雾器系统，其中，所述泵具有出口，所述出口被设置为与所述阵列进行流体连通。
16.根据权利要求1所述的流体喷雾器系统，其中，所述环境光传感器在空间上与所述电子控制单元远离.
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