CN204104570U - 有害昆虫诱捕声光识别检测器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种有害昆虫诱捕声光识别检测器，它主要由安装于基座的检测箱、声光诱导管和声光智能调控器控制的引诱灯、扬声器构成，它是利用声波函数信号发生器、光波传感信号发生器电子技术制成引诱昆虫的声光识别检测系统，能引诱检测箱内的一组有害昆虫按“自由选择”原则各自取向地进入所喜好的声光诱导管内，即可检测各类有害昆虫的声光趋向性，可为研究探索生态环保型防虫治虫新方法提供实验数据，还可为进一步研制声光诱捕防虫装置提供理论技术支持。本实用新型具有结构简捷、操作使用方便、智能化程度高、检测结果可信、指导性强等优点，在现代农林业植保防虫和昆虫生物教学科研领域中有很好的应用前景。

Description

有害昆虫诱捕声光识别检测器

技术领域

本实用新型涉及测试昆虫声光感觉能力的电子仪器，属于植保防虫和昆虫生物学教学科研的技术领域，具体地说是一种有害昆虫诱捕声光识别检测器，它能客观真实地揭示昆虫对自然环境声光趋向性的基本规律和嗜好习性，为进一步研发安全高效无公害的声光诱捕物理防虫装置提供科学理论和技术支持。

背景技术

我们知道：我国是世界上农业生产大国之一，可持续性地保障农林产业健康发展对我国经济强盛、社会安定具有非常重要的现实意义。我们在调研中发现：当今现代农林业发展的主流趋势是推行“生态环保型”管理理念和先进的生产技术，一般来说，除重大气象灾害等人力不可抗拒的因素外，有害昆虫对农植物以及竹木森林造成的侵蚀危害已经成为严重制约我国农林业生产发展的一个主要障碍。但是，目前在我国广大农业地区仍是沿用“化学药物为主、辅以人工捕捉相结合”进行防虫治虫的传统作业方式。显然：人工捕捉有害昆虫的方法原始落后、费工费时且治虫效率极低，而采用化学药物灭杀有害昆虫的方法，虽然在短期内似乎有些效果，但是，化学药物在灭杀有害昆虫的同时，也会不可避免地杀伤农植物的天敌、益虫，并且还会对人和畜牧家禽造成一定程度的伤害，特别是化学农药残留会对周边的水质、土壤和空气造成严重污染公害。这种农药残留所造成的污染问题是长期以来都未能有效解决的一个技术性难题，可以说，用化学药物进行防虫治虫的传统方式是与现代化生态农林业生产发展主流趋势相背的一种得不偿失的短期行为。现代生态环保型植保防虫技术的发展趋势是：要充分利用有害昆虫的生活习性、采用物理生物方法来取代化学农药进行防虫治虫，使其能在确保“无农药残留、不污染生态环境”的基础上实现可持续控制并杀灭害虫的目的。本申请人曾于2011年11月提出了一种名称为“针对大体昆虫的五臂嗅觉仪”（CN202340592U）的专利技术，它是通过检测大体昆虫的嗅觉能力并利用大体昆虫对气味的嗜好习性成功研制生产出了一种无毒无害诱捕竹象虫的引诱剂，在四川省乐山市境内大部份竹林产区使用表明：这种利用物理生物技术来诱捕杀灭竹象虫的方法对保护生态环境、提高竹林产量确实具有非常明显的技术效果。但是，迄今为止，对昆虫声光听觉、视觉能力进行检测的相关文献资料并不多见，也未见到有关利用昆虫声光感知能力来进行防虫治虫的产品问世，怎样才能准确地检测测评昆虫的声光感知能力来研制出一种利用声光诱捕有害昆虫的物理装置，这是众多农林专家和昆虫学科技工作者一直都在不懈努力并希望解决的技术课题。

实用新型内容

本实用新型的目的是在现有技术的基础上提出一种有害昆虫诱捕声光识别检测器，它是利用电子技术建立模拟自然环境声光识别检测系统来测评有害昆虫对声光模拟信号的识别感知能力，为研发安全实用的声光诱捕物理防虫装置提供理论技术支持。

本实用新型的目的是按照如下技术方案来实现的：

本实用新型提出的一种有害昆虫诱捕声光识别检测器，它包括基座、配装于基座上的一组声光诱导管、检测箱、操作控制面板和安装于基座内的PCB控制主板，在操作控制面板上配装由显示器和一组键盘组成的人机交互界面，其特征在于：一组声光诱导管连接安装于检测箱侧壁并与检测箱内的投虫区相通构成一组趋向性通道，在声光诱导管的外管端配装有内置引诱灯、扬声器的管盖，在声光诱导管的内壁配装有光电对射接收开关，所述的引诱灯、扬声器、光电对射接收开关是由一组信号电缆连接于PCB控制主板，在PCB控制主板上集成设置有声光智能调控器，所述的声光智能调控器包括单片机、电源模块、输入/输出接口电路、光波传感信号发生器、光信号分解数模转换模块、光三基色调控驱动模块、光强调控驱动模块、声波函数信号发生器、声音信号数模转换模块、声频调控驱动模块、声强调控驱动模块、光电脉冲计数存储单元电路。它突出的结构特点是：利用声波函数信号发生器、光波传感信号发生器电子技术建立能模拟自然环境不同频率波段的声音、光线的检测系统，所述的声波函数信号发生器、光波传感信号发生器能在特定昆虫“可听觉”、“可视觉”范围内生成声光信号，使其能引诱投放于检测箱内的一组昆虫按“自由选择”原则各自取向进入不同组别的声光诱导管内，即可检测测评有害昆虫识别不同频段的声光信号感知能力，它能深入研究、探索验证各类有害昆虫对不同频段声光的趋向性基本规律和嗜好习性，可为进一步研制开发诱捕各类有害昆虫的防虫装置提供重要的理论依据和坚实的技术支持。

为更好地实现本实用新型的发明目的，进一步地说它还具有如下技术特征：

一组声光诱导管的数量为四个并按等分均布位置连接安装于检测箱侧壁构成以投虫区为中心伸向四角方向的趋向性通道识别选择结构。这种结构设计能使四个声光诱导管构成的趋向性通道具有“各向同性机率均等”的特性，它对确保昆虫“自由选择度”进而提高检测准确性具有一定作用。

所述的一组键盘包括声光功能转换键、光频增减键、光强增减键、声频增减键、声强增减键、通道组别选择键和数字键。这种键盘布置结构设计特别方便于对模拟声音、光线频率的设定和检测操作。

在检测箱上设置有翻转式箱盖，翻转式箱盖上设置一组透气孔，在管盖的壁体上设置有通气孔。设置透气孔、通气孔的目的是为了确保检测箱内空气畅通，能有效避免待检测的昆虫发生窒息现象。

声光诱导管采用透明材料制成。选用透明材料制作声光诱导管特别方便于观察和对昆虫数量进行人工清点计数的操作。

本实用新型具有如下实质性特点和进步：

本实用新型首创了一种利用声波函数信号发生器、光波传感信号发生器集成电子技术在昆虫“可听视觉”范围内生成对昆虫进行引诱的声光识别检测系统，它能引诱投放于检测箱内的一组昆虫“自由选择”进入不同频率的声光诱导管内，即可实现测评昆虫识别不同频段声光信号感知能力的发明目的，它不仅对深入研究验证各类有害昆虫的声光趋向性基本规律和嗜好习性具有极大的科学应用价值，还能为进一步研制经济高效安全环保的诱捕有害昆虫的防虫装置提供可靠的理论依据。本实用新型具有结构简捷、生产制造成本低、安装操作使用方便、智能化程度高、检测结果可信度高和科学指导性强等优点，在现代农林业植保防虫和昆虫学教科领域具有极佳的推广应用前景。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图，也作摘要附图。它是图2的C—C视图，展示一组声光诱导管均布连接于检测箱侧壁构成一组伸向四角的趋向性通道的结构示意图。

图2是图1的A—A视图，展示在基座内配装PCB控制主板和一组信号电缆的布置结构示意图。

图3是图1的B—B视图（旋转并放大），展示在声光诱导管的内壁配装光电对射接收开关的安装结构示意图。

图4是管盖的结构示意图（放大），展示在管盖内配置引诱灯、扬声器的安装结构示意图。

图5是图4的侧视图，展示在管盖上设置通气孔的结构示意图。

图6是本实用新型的声光智能调控器的工作原理模块框图。

附图中的标记说明：

1为管盖，2为引诱灯，3为扬声器，4为外围箱板，5为声光诱导管，6为投虫区，7为趋向性通道，8为检测箱，9为基座，10为光频增减键，11为光强增减键，12为电源开关，13为声光功能转换键，14为声强增减键，15为声频增减键，16为通道组别选择键，17为数字键，18为操作控制面板，19为显示器，20为信号电缆，21为透气孔，22为翻转式箱盖，23为箱底板，24为连接插座，25为PCB控制主板，26为声波函数信号发生器，27为单片机，28为光波传感信号发生器，29为光电对射接收开关，30为通气孔。

具体实施方式

下面结合附图进一步描述本实用新型的实施例：

本实用新型提出的一种有害昆虫诱捕声光识别检测器，它主要由基座9、安装于基座9的操作控制面板18、PCB控制主板25、配装于箱底板23上的外围箱板4、检测箱8、一组声光诱导管5和设置于管盖1内的引诱灯2、扬声器3构成，所述的一组声光诱导管5的数量为四个并按照等分均布位置连接安装于检测箱8的侧壁构成以投虫区6为中心伸向四角方向的四个趋向性通道7引诱识别自由选择结构，一组声光诱导管5选用透明材料制成并在一组声光诱导管5的内壁配装光电对射接收开关29，设置的光电对射接收开关29能自动计数清点被引诱进入各个声光诱导管5内的昆虫数量，在外围箱板4、检测箱8上方设置有翻转式箱盖22结构，在翻转式箱盖22上设置一组透气孔21、在管盖1的壁体上设置有通气孔30形成透气换气通道结构，它能确保检测箱8内空气畅通避免投虫区6内的待检测昆虫发生窒息现象，在操作控制面板18上配装由显示器19和声光功能转换键13、光频增减键10、光强增减键11、声频增减键15、声强增减键14、通道组别选择键16和数字键17组成的人机交互界面，特别方便于对模拟声音、光线频率的设定、检测操作，在PCB控制主板25上集成设置有声光智能调控器，所述的声光智能调控器包括89S52单片机27、电源模块、输入/输出接口电路、光波传感信号发生器28、光信号分解数模转换模块、光三基色调控驱动模块、光强调控驱动模块、声波函数信号发生器26、声音信号数模转换模块、声频调控驱动模块、声强调控驱动模块、光电脉冲计数存储单元电路，所述的引诱灯2、扬声器3、光电对射接收开关29是由一组信号电缆20连接于PCB控制主板25。它是按照如下方式进行检测工作的：首先按下电源开关12接通电源，待声光智能调控器的各模块初始化后，在显示器19上会显示年历日期和时间，至此，操作声光功能转换键13即可分别选择“昆虫声音趋向性检测”、“昆虫光线趋向性检测”、“昆虫声光趋向性检测”的三种运行模式。

实施例一： 

按“昆虫声音趋向性检测”运行模式进行检测测评作业

首先根据《昆虫声音趋向性检测计划书》，确定待检测测评的有害昆虫的种类和数量，例如：以对竹林生长危害极大的竹象虫作为检测测评对象，选取个体均匀强盛的40只竹象虫为一组有害昆虫供检测使用。

接通电源待声光智能调控器的各模块初始化后，按下声光功能转换键13右端即可选择“昆虫声音趋向性检测”的运行模式，将管盖1配装于一组声光诱导管5的外管端并使扬声器3经信号电缆20的连接插座24与 PCB控制主板25相连通，再根据《昆虫声音趋向性检测计划书》的操作要求，依次操作通道组别选择键16的四个位置键，分别设定位于四个对应位置的声光诱导管5外端管盖1内的扬声器3的声频和声强指标，这时在显示器19的四角对应位置会显示由四个声光诱导管5构成的伸向四角的趋向性通道7的“组别序号”和“设定声频(Hz)”、“设定声强(dB)”的数值。具体操作是：在竹象虫适应的声强和听觉声频范围内，依次按下通道组别选择键16的一个位置键后，再分别操作声频增减键15、声强增减键14，或操作数字键17，即可通过声频调控驱动模块、声强调控驱动模块分别设定对应四角位置的扬声器3的声频(Hz)、声强(dB)指标，再通过声音信号数模转换模块、输入/输出接口电路发送指令，会在显示器19四角对应位置的“组别序号”处显示出“设定声频(Hz)”、“设定声强(dB)”的数值。经过检查无误后，打开检测箱8上的翻转式箱盖22，将选取的一组40只竹象虫放入投虫区6内，再盖上翻转式箱盖22，即可进行“昆虫声音趋向性检测”作业：这时，位于投虫区6内的40只竹象虫会同时受到来自四个方向的扬声器3按不同的“设定声频(Hz)”、“设定声强(dB)”发出的声音刺激。待一定时间的声音刺激后，一组竹象虫会分别按自身对不同声频、声强的声音的嗜好习性本能地“自由选择”爬向各自所喜好的发音方向，即是说，一组竹象虫会分别按“自由选择”原则各自取向进入由四个声光诱导管5构成的伸向四角的四个趋向性通道7内，当一个竹象虫爬经声光诱导管5内壁配装的光电对射接收开关29位置时，光电对射接收开关29会经过光电脉冲计数存储单元电路发送一个脉冲信号至89S52单片机27进行计数存储处理，同时，在显示器19四角位置的“组别序号”处自动显示进入对应位置的趋向性通道7内的竹象虫数量。至此，从显示器19四角位置的“组别序号”处显示的竹象虫数量的分布差异性即可揭示出“竹象虫对不同声频、声强的声音趋向性的基本规律”。显然，爬进竹象虫数量最多的趋向性通道7所对应扬声器3的声频、声强数值即为竹象虫最为趋向性的喜好习性。当然，也可分别对四个趋向性通道7内的竹象虫进行人工清点计数作业，同样可以了解“竹象虫对不同声频、声强的声音趋向性基本规律和嗜好习性”，也可按上述操作方式依次进行多组检测作业，对进一步研究竹象虫声音趋向性规律、提高检测准确性具有明显效果。

实施例二： 

按“昆虫光线趋向性检测”运行模式进行检测测评作业

首先根据《昆虫光线趋向性检测计划书》，确定待检测测评的有害昆虫的种类和数量，仍然以对竹林生长危害极大的竹象虫作为检测测评对象，选取个体均匀、强盛的40只竹象虫为一组有害昆虫供检测使用。

按实施例一所述的基本操作方法进行，接通电源待声光智能调控器的各模块初始化后，按下声光功能转换键13的左端即可选择“昆虫光线趋向性检测”的运行模式，将管盖1配装于一组声光诱导管5外管端并使引诱灯2经信号电缆20的连接插座24与 PCB控制主板25相连通，在竹象虫适应的光强和视觉光频范围内，依次按下通道组别选择键16的四个位置键，再分别操作光频增减键10、光强增减键11，或操作数字键17，即可通过光三基色调控驱动模块、光强调控驱动模块分别设定对应四角位置引诱灯2的光频(Hz)、光强(cd)指标，并通过光信号分解数模转换模块、输入/输出接口电路发送指令，在显示器19四角对应位置的“组别序号”处显示出“设定光频(Hz)”、“设定光强(cd)”的数值。经检查无误后，打开检测箱8上的翻转式箱盖22，将选取的一组40只竹象虫放入投虫区6内，再盖上翻转式箱盖22，即右进行“昆虫光线趋向性检测”作业：这时，投虫区6内的40只竹象虫会同时受到来自四个方向引诱灯2按不同“设定光频(Hz)”、“设定光强(cd)”发出不同颜色光线的刺激。待一定时间的光线刺激后，一组竹象虫会分别按照自身对光线的嗜好习性本能地“自由选择”爬向所喜好的发光方向，即是说，一组竹象虫会分别按“自由选择”原则各自取向进入由四个声光诱导管5构成的伸向四角的四个趋向性通道7内，当一个竹象虫爬经声光诱导管5内壁配装的光电对射接收开关29位置时，光电对射接收开关29会经过光电脉冲计数存储单元电路发送一个脉冲信号至89S52单片机27进行计数存储处理，同时，在显示器19四角位置的“组别序号”处显示进入对应位置的趋向性通道7内的竹象虫数量。至此，从显示器19四角位置的“组别序号”处显示四个趋向性通道7内竹象虫数量的分布差异性，可揭示出“竹象虫对不同光频、光强的光线趋向性基本规律”。显然，爬进竹象虫数量最多的趋向性通道7所对应引诱灯2的光频、光强数值即为竹象虫最为趋向性的喜好习性。当然，也可分别对四个趋向性通道7内的竹象虫进行人工清点计数作业，同样可以了解“竹象虫对不同光频、光强的光线趋向性基本规律和嗜好习性”，同样，也可按上述操作方式依次进行多组检测作业，对进一步研究竹象虫光线趋向性规律、提高检测准确性具有明显效果。

实施例三：

按“昆虫声光趋向性检测”运行模式进行检测测评作业

首先根据《昆虫声光趋向性检测计划书》，确定待检测测评的有害昆虫的种类和数量，仍以对竹林生长危害极大的竹象虫为检测测评对象，选取个体均匀强盛的40只竹象虫为一组有害昆虫供检测使用。

按上述实施例一、实施例二所述的基本操作方法进行，接通电源待声光智能调控器的各模块初始化后，同时按下声光功能转换键13的左端、右端即可选择“昆虫声光趋向性检测”运行模式，依次逐个按下通道组别选择键16的四个位置键，再分别操作声频增减键15、声强增减键14、光频增减键10、光强增减键11，或操作数字键17，即可分别设定对应四角位置的扬声器3的声频(Hz)、声强(dB)和引诱灯2的光频(Hz)、光强(cd)指标，同时，会在显示器19四角对应位置的“组别序号”处显示出“设定声频(Hz)”、“设定声强(dB)”、“设定光频(Hz)”、“设定光强(cd)”的数值。将选取的一组40只竹象虫放入投虫区6内再盖上翻转式箱盖22，即可进行“昆虫声光趋向性检测”作业：投虫区6内的40只竹象虫会同时受到来自四个方向发出的不同“设定声频(Hz)”、“设定声强(dB)”、“设定光频(Hz)”、“设定光强(cd)”的声光刺激，一组竹象虫会分别按照自身对声光的嗜好习性本能地“自由选择”爬向所喜好的声光方向，即是，一组竹象虫会按“自由选择”原则爬行进入各自选取的趋向性通道7内，同理，当一个竹象虫爬行经过光电对射接收开关29位置时会发送一个脉冲信号至89S52单片机27进行计数存储处理，即可在显示器19四角位置的“组别序号”处分别显示进入对应位置趋向性通道7内的竹象虫数量。至此，从显示器19四角位置的“组别序号”处显示的四个趋向性通道7内的竹象虫数量分布差异性即可揭示出“竹象虫对声光趋向性的基本规律”。

需要说明的是：可按上述操作方式进行多组检测作业，对进一步研究竹象虫声光趋向性规律、提高检测准确性具有明显效果。按上述操作方法，还可对其它种类的有害昆虫进行声光趋向性检测，可为进一步研究昆虫声光趋向性的普遍规律并深入探索生态环保防虫治虫新方法提供有价值的实验数据，还能为进一步研发安全无公害的声光诱捕防虫装置提供科学理论和技术支持。

显然，上述实施例仅仅是能够实现本实用新型技术方案的方式之一，本实用新型要求保护的范围并不仅仅局限于上述实施例，还应包括由本领域的普通技术人员按照本实用新型的技术方案所能变化的其它方式。

Claims (5)

1.一种有害昆虫诱捕声光识别检测器，它包括基座（9）、配装于基座（9）上的一组声光诱导管（5）、检测箱（8）、操作控制面板（18）和安装于基座（9）内的PCB控制主板（25），在操作控制面板（18）上配装由显示器（19）和一组键盘组成的人机交互界面，其特征在于：一组声光诱导管（5）连接安装于检测箱（8）侧壁并与检测箱（8）内的投虫区（6）相通构成一组趋向性通道（7），在声光诱导管（5）的外管端配装有内置引诱灯（2）、扬声器（3）的管盖（1），在声光诱导管（5）的内壁配装有光电对射接收开关（29），所述的引诱灯（2）、扬声器（3）、光电对射接收开关（29）是由一组信号电缆（20）连接于PCB控制主板（25），在PCB控制主板（25）上集成设置有声光智能调控器，所述的声光智能调控器包括单片机（27）、电源模块、输入/输出接口电路、光波传感信号发生器（28）、光信号分解数模转换模块、光三基色调控驱动模块、光强调控驱动模块、声波函数信号发生器（26）、声音信号数模转换模块、声频调控驱动模块、声强调控驱动模块、光电脉冲计数存储单元电路。

2.根据权利要求1所述的有害昆虫诱捕声光识别检测器，其特征在于：一组声光诱导管（5）的数量为四个并按等分均布位置连接安装于检测箱（8）侧壁构成以投虫区（6）为中心伸向四角方向的趋向性通道（7）识别选择结构。

3.根据权利要求1或2所述的有害昆虫诱捕声光识别检测器，其特征在于：所述的一组键盘包括声光功能转换键（13）、光频增减键（10）、光强增减键（11）、声频增减键（15）、声强增减键（14）、通道组别选择键（16）和数字键（17）。

4.根据权利要求1或2所述的有害昆虫诱捕声光识别检测器，其特征在于：在检测箱（8）上设置有翻转式箱盖（22），翻转式箱盖（22）上设置一组透气孔（21），在管盖（1）的壁体上设置有通气孔（30）。

5.根据权利要求1或2所述的有害昆虫诱捕声光识别检测器，其特征在于：声光诱导管（5）采用透明材料制成。