KR100955404B1 - 제논램프를 이용한 해충퇴치장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제논램프를 이용한 해충퇴치장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 해충 퇴치용 램프에 공급되는 전압을 일정하게 유지함과 아울러 램프에서 방출되는 광선에서 해충을 제거할 수 있는 일정 대역의 파장만이 방출되도록 하여 해충 퇴치 효과를 극대화시킨 제논램프를 이용한 해충퇴치장치에 관한 것이다.

본 발명의 목적은, 램프에 공급되는 전압이 항상 일정하도록 하여 조사되는 광선의 강도가 일정하게 유지되도록 함과 아울러 램프에서 조사되는 광선의 대역이 해충의 생리활동에 가장 큰 교란 작용을 하도록 한 제논램프를 이용한 해충퇴치장치를 제공함에 있다.

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 점등 시 일정 파장대역만이 조사되도록 코팅부(1)가 구성된 제논램프(2)와, 상기한 제논램프(2)의 트리거부를 제어하여 온/오프를 제어함과 아울러 외부 환경에 따라 제논램프(2)의 점등을 제어하도록 구성된 제어부(3)와, 상기한 제논램프(2)를 점등시킬 수 있도록 AC 전원을 DC 전원으로 변환하여 고전압을 출력함과 아울러 입력전압의 변동에 관계없이 항상 일정한 출력전압을 유지할 수 있도록 구성된 전원부(4)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

해충, 해충퇴치, 제논램프, 크세논램프, 해충퇴치용 램프

Description

제논램프를 이용한 해충퇴치장치{EXTERMINATION DEVICE OF VERMIN THAT USED ZENON LAMP}

본 발명은 제논램프를 이용한 해충퇴치장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 해충 퇴치용 램프에 공급되는 전압을 일정하게 유지함과 아울러 램프에서 방출되는 광선에서 해충을 제거할 수 있는 일정 대역의 파장만이 방출되도록 하여 해충 퇴치 효과를 극대화시킨 제논램프를 이용한 해충퇴치장치에 관한 것이다.

일반적으로, 해충은 인간의 생활에 직접 또는 간접적으로 해를 끼치는 곤충으로서, 벼룩, 이, 빈대, 모기, 벌, 독나방, 개미, 파리등과 같은 곤충 및 진딧물, 바구미, 바퀴벌레 또는 멸구와 같이 농작물에 해가 되는 곤충이 있다.

상기한 해충들 특히, 상기 농작물에 피해를 입히는 해충은, 농작물의 작황을 악화시켜 농민의 수익을 감소시킬 뿐만 아니라 전 세계적으로 이슈가 되고 있는 식량의 부족 현상을 심화시키게 된다.

그래서, 상기한 해충을 구제하기 위해, 살충제를 살포하거나 또는 해충을 잡아먹는 천적을 풀어놓거나 또는 해충의 주광성을 이용한 살충 기구로 해충을 유인하여 제거하게 된다.

상기한 해충의 주광성을 이용한 해충퇴치장치는, 유인포충기와 전격살충기가 대표적으로 사용되는 바, 유인포충기는 살충실로 빛을 따라 해충을 유인하고, 상기 살충실의 내부에서 다양한 방법으로 해충을 포획 또는 제거하게 된다.

그러나, 상기 유인포충기와 전격살충기는 빛에 의해 유인될 수 있는 성충만이 제거되기 때문에 해충의 근원적인 방제가 불가능하고, 장사용시 살충제의 보충, 접착제의 교체, 팬과 창살의 청소등과 같은 사후 관리가 필요하게 되는 것을 보완한 해충제거장치가 대한민국특허등록 제0795435호에 개시되어 있다.

상기한 해충제거장치는 해충을 생리활동을 교란시키기 위하여 파리목의 해충에 대하여 적색 계열의 가시 광선을, 매미목의 해충에 대하여는 황색 계열 또는 주황색 계열의 가시 광선을 주사하는 광원부와; 상기 광원부와 연결되어 상기 광원부의 작동을 제어하는 제어부로 구성되어 있다.

또한, 상기한 적색계열, 황색계열 또는 주황색계열의 가시광선을 주사하기 위해 같은 색상을 가진 필터판을 광원부(램프) 전면에 설치하게 된다.

즉, 상기한 해충제거장치는 제거하고자 하는 해충에 따라, 적색 또는 황색의 필터판을 광원부에 장착함으로써, 적색과 황색 계열등의 가시광선을 주사하도록 하여 해당되는 해충 및 알등을 사멸시키도록 구성한 것인 바, 380nm-500nm의 파장대역과 800nm-1000nm의 파장대역이 강하게 구성된 것이다.

또한, 상기한 해충제거장치는 전원으로 특고압인 25,000V를 사용함과 아울러 특고압을 형성하기 위해 일반적인 콘덴서 및 다이오드와 트랜스를 조합한 배압회로를 사용하게 된다.

그러나, 상기한 바와 같이 특정색상의 필터판을 램프의 전면에 설치하여 특정색온도만을 사용함과 아울러 전원부로 배압회로를 사용하게 되면, 우리나라의 경우 190-240v 정도로 입력전압이 불안정하기 때문에 이런 입력전압의 변동등에 의해 배압회로의 출력(강도)이 균일하지 않게 되고, 램프에서 조사되는 광의 출력이 불안정하게 됨과 아울러 이로 인해 특정 색온도를 맞추어도 광의 출력이 불안정하게 되어 실질적으로 해충 퇴치 효과가 낮은 문제점이 있다.

즉, 램프에 공급되는 전원이 불안정하기 때문에 램프의 발광도 불균일하게 되고, 이로 인해 특정색인 필터판을 통과하는 광의 출력도 불안정하게 됨으로써, 해충 및 알등의 생리 활동에 미치는 영향이 일정하지 않게 되는 바, 해충의 생리 활동을 교란시키는 효과가 낮고 따라서 해충의 사멸 효과가 낮아지게 되는 것이다.

또한, 해충의 종류에 따라 영향을 미치는 특정색온도를 필터판으로 맞추기 때문에 생리 교란시킬 수 있는 해충이 다양하지 않고 필터판을 교체하는 것이 불편하며 사용 후 2-3개월 정도 경과하면 해충이 사멸 효과가 저하되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 램프에 공급되는 전압이 항상 일정하도록 하여 조사되는 광선의 강도가 일정하게 유지되도록 함과 아울러 램프에서 조사되는 광선의 대역이 해충의 생리활동에 가장 큰 교란 작용을 하도록 한 제논램프를 이용한 해충퇴치장치를 제공함에 있다.

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 점등 시 일정 파장대역만이 조사되도록 코팅부가 구성된 제논램프와, 상기한 제논램프의 트리거부를 제어하여 온/오프를 제어함과 아울러 외부 환경에 따라 제논램프의 점등을 제어하도록 구성된 제어부와, 상기한 제논램프를 점등시킬 수 있도록 AC 전원을 DC 전원으로 변환하여 고전압을 출력함과 아울러 입력전압의 변동에 관계없이 항상 일정한 출력전압을 유지할 수 있도록 구성된 전원부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명은 AC 전압이 불균일해도 제논램프에 공급되는 출력이 항상 일정하도록 전원부를 구성하여 제논램프의 조사강도를 균일하게 유지함과 아울러 해충의 생리작용을 교란시킬 수 있는 300-630nm의 광선 파장대역만이 조사되도록 제논램프의 전면판에 코팅층을 형성함으로써 해충의 사멸 효과를 극대화시킬 수 있는 잇점이 있는 것이다.

도1은 본 발명에 따른 제논램프를 이용한 해충퇴치장치를 도시한 회로도이고 도2는 도1에서 전원부의 일예를 도시한 회로도로서, 램프 점등 시 가시광선의 일정 파장대역만이 조사되도록 코팅부(1)가 구성된 제논램프(2)와, 상기한 제논램프(2)의 트리거부를 제어하여 온/오프를 제어함과 아울러 외부 환경에 따라 제논램프(2)의 점등을 제어하도록 구성된 제어부(3)와, 상기한 제논램프(2)를 점등시킬 수 있도록 AC 전원을 DC 전원으로 변환하여 고전압을 출력함과 아울러 제어부(3)에 공급되도록 저전압을 출력하고 입력전압의 변동에 관계없이 항상 일정한 출력전압을 유지할 수 있는 전원부(4)로 구성되어 있다.

즉, 상기한 전원부(4)에서 제논램프(2)로 공급되는 4KV 정도의 고전압과 제어부(3)에 공급되는 5V 정도의 저전압을 동시에 형성하여 출력하도록 구성되어 있고, 상기한 제논램프(2)의 점등 및 소등을 제어부(3)에서 제어할 수 있도록 구성된 것이다.

상기한 전원부(4)는 도2에 도시된 바와 같이 고압출력부(5)와 저압출력부(6)로 구분 형성되어 있고, 고압출력부(5)와 저압출력부(6)는 동일한 구성으로 형성되어 있게 된다.

상기한 고압출력부(5) 및 저압출력부(6)의 구성은, AC 전원에서 서지전류등을 제거하는 필터부와, 상기한 필터부에서 공급된 AC전원을 DC로 컨버팅하는 정류회로와, 상기한 정류회로에서 출력된 전원을 PWM 파형으로 발진시키는 FET와 같은 메인스위처(MAIN SWITCHER)와, 발진된 전원을 승압시키는 메인트랜스와, 상기한 메인트랜스에서 출력된 전원이 정류회로를 통과하여 출력되도록 하는 평활필터로 구성되어 있다.

특히, 상기한 평활필터를 통해 출력되는 전압을 피드백(FEEDBACK)하여 기준전압과 비교하면서 기준전압 이상이면 전압을 낮추고 기준전압 이하이면 전압을 높이도록 하는 PWM 제어부가 설치되어 있다.

즉, 평활필터를 통해 출력되는 전압값을 상기한 PWM 제어부가 항상 체크하면서 기준 전압으로 맞추도록 제어하게 됨으로써, 전원부에서 출력되는 전압은 항상 균일하게 출력되도록 하는 것이다.

상기한 제어부(3)는 CDS 센서(7)가 연결 설치되어 있고 전원부(4)로부터 저전압을 공급받는 마이콤과, 상기한 마이콤에 의해 트리거부에 공급되는 트리거전압을 온/오프시키는 트리거제어부와, 전원부(4)의 고압출력부에서 출력되는 고전압의 전류(제논램프로 공급되는 전류제한)를 제어하도록 저항등으로 이루어진 전류제어부로 구성되어 있다.

상기한 CDS 센서(7)는 외부밝기 정보를 마이콤에 전송함으로써 밤에 자동적으로 제논램프(2)가 점등되고 낮에는 소등되도록 자동 제어할 수 있게 된다.

도3은 본 발명에 따른 램프에서 전면판(P)에 형성된 코팅층(1)을 도시한 확대단면도로서, 램프의 코팅층(1)은 먼저 전면판(P)을 세척하여 이물질을 제거한 후 투명한 UV 프라이머를 전면판에 도포한 후 UV 코팅을 실시하여 하부코팅을 하게 된다.

이 상태에서 산화티타늄(예를 들면 TiO₂ 또는 Ti₂O₃)(Ti)을 진공증착에 의해 일정 두께로 코팅하고 그 상부에 실리카(이산화규소, SiO₂)(S)를 진공증착에 의해 코팅하게 되는 바, 상기한 산화티타늄(Ti)은 자외선과 같이 파장이 짧은 광선을 차단하고, 실리카(S)는 적외선과 같이 파장이 긴 광선을 차단하게 된다.

즉, 산화티타늄(Ti)을 전면판(P)에 코팅하게 되면 그 코팅두께등에 의해 램프(2)에서 조사되는 광선에서 자외선을 포함한 장파장 광선의 굴절율을 변화시켜 전면판(P)으로 조사되지 않도록 하고, 실리카(S)는 적외선을 포함한 단파장 광선의 굴절율을 변화시켜 전면판(P)으로 조사되지 않도록 하는 것이다.

상기한 바와 같이 산화티타늄(Ti)과 실리카(S)를 번갈아 진공증착하면서 전면판(P)을 통과하여 조사되는 광선을 측정하여, 원하는 파장(예를 들면, 300-630nm)만이 조사되도록 산화티타늄과 이산화규소의 증착 횟수를 조절하게 된다.

여기서, 상기한 렌즈(2)에서 조사되는 광선은 가시광선 대역내에 있는 것으로서, 도4에 도시된 바와 같이 평면판(P)을 통과하여 조사되는 광선에서 대략 300-630nm 대역의 광선 투과율(%T)이 다른 대역에 비해 매우 높도록 산화티타늄(Ti)과 실리카(S)의 증착 횟수를 조절하게 됨으로써, 램프 점등 시 300-630nm 의 파장대역만이 조사되도록 하는 것이다.

상기한 대역을 가진 광선이 외부로 조사되면 해충의 생리를 효과적으로 교란시켜 해충 및 알등을 사멸시킬 수 있게 되는 바, 실제 적용예를 아래 표1에서 나타낸다.

현장위치	재배작물	기생해충	설치일수/대수	결과
경남김해	토마토(완숙)	온실가루이,굴파리	5일/6대	5일만에 해충의 70%사멸
경남김해	토마토(완숙)	온실가루이,굴파리	5일/14대	5일만에 해충의 70%사멸
경남김해	거베라(국화과화훼)	담배가루이,굴파리	14일/20대	굴파리 사멸 나뭇잎이 많아 담배가루이에 빛이 닿지 않음
충남논산	육묘장(가지,오이,토마토등 모종재배)	담배가루이,온실가루이,굴파리	17일이상/4대	15일째 해충이 사멸됨
경북경산	토마토(완숙)	온실가루이,굴파리	6일/3대	설치된 골에는 해충 사멸
충남논산	치나물	온실가루이,굴파리,청벌레	7일/4대	설치 후 사멸 확인
충남논산	토마토(완숙)	담배가루이,굴파리,온실가루이	10일이상/4대	설치된 골에는 사멸
경북경산	토마토(완숙)	온실가루이,굴파리	10일/5대	해충 사멸확인
경남진주	고추/메론	온실가루이,굴파리,청벌레	10일/4대	해충 사멸확인

특히, 본 발명에서는 전원부(4)에서 정전압이 균일하게 출력되기 때문에 램프에서 조사되는 광선의 강도가 항상 일정하게 유지됨으로써, 해충 및 알등의 생리작용에 미치는 영향이 일정하고 이로 인해 해충의 사멸 효과도 우수하게 된다.

여기서, 상기한 실리카(S)와 산화티탄(Ti)을 램프(2)에 직접 코팅하여도 그 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 램프(2) 및 전면판(P)에 같이 코팅하면서 파장 대역을 맞춰 조사되도록 할 수도 있게 된다.

상기한 바와 같은 본 발명의 작용 효과를 설명하면 해충퇴치장치를 설치한 상태에서, 제어부(3)를 조절하여 제논램프(2)가 반복적으로 점등 및 소등되도록 설정하게 된다.

제어부(3)에서 설정이 완료되면 제논램프(2)가 작동하게 되는 바, AC 전원이 전원부(4)의 고전압출력부(5)를 통해 4KV 정도로 승압되어 출력되면 이는 전류제어부를 통해 트리거부로 공급되고 이로 인해 제논램프(2)가 점등하게 된다.

이때, 상기한 고전압출력부(5)에서 출력되는 전압은 PWM 제어되기 때문에 항상 설정되어 있는 기준전압과 동일하게 출력됨으로써, 고전압이 안정적인 상태로 트리거부에 공급되고 이로 인해 점등되는 제논램프(2)의 강도가 항상 일정하게 된다.

제논램프(2)의 점등강도가 항상 일정하게 되면 해충과 알등의 생리 활동에 미치는 영향이 균일하게 되어 해충 제거 효과가 안정적으로 유지되고 높은 제거 효과를 얻을 수 있게 된다.

특히, 상기한 제논램프(2)가 점등할 때 전면판에 코팅되어 있는 코팅부(1)를 통해 광선이 조사되는 바, 상기한 광선은 산화티탄(Ti)과 실리카(S)를 교번 코팅하여 장파장의 광선과 단파장의 광선을 차단하여 300-630nm의 광선만이 출력되도록 한 것이다.

도4의 그래프에 도시된 바와 같이 램프(2)에서 출력되는 광선이 300-630nm 대역이 매우 강하고 나머지 대역은 아주 약하게 출력된다는 것을 알 수 있다.

상기한 광선 대역은 위 표1에의 실험예에서도 알 수 있듯이 온실가루이, 담배가루이, 굴파리등의 해충 제거에 효과적인 것으로서, 물론, 가시광선 전대역이 조사되도록 하여도 해충의 제거 효과는 있지만 코팅층(1)을 통해 본 대역을 강하게 조사하면 해충 제거 효과가 보다 높아지게 되는 것이다.

또한, 상기한 300-630nm 파장 대역의 광선은 전원부(4)에서 균일한 전압을 공급하기 때문에 항상 동일한 강도로 출력되어 해충의 생리작용에 미치는 영향도 일정하게 유지될 수 있어 해충 제거 효과가 보다 높은 것이다.

상기한 전원부(4)에서 출력되는 저전압은 제어부(3)로 공급되는 바, 제어부(3)의 마이콤은 CDS 센서(7)가 외부 조도를 감지하여 정보를 전송하면 주간, 야간을 판단하여 트리거제어부에 공급되는 전원을 온/오프시킴으로써, 자동적으로 제논램프(2)의 점등과 소등을 제어할 수 있게 된다.

도1은 본 발명에 따른 제논램프를 이용한 해충퇴치장치를 도시한 회로도,

도2는 도1에서 전원부의 일예를 도시한 블록도,

도3은 도1에서 전면판에 형성된 코팅층을 도시한 확대 단면도,

도4는 도1에 적용된 램프에서 조사되는 빛의 파장대역 및 투과율을 도시한 그래프,

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1: 제논램프 2: 코팅부

3: 제어부 4: 전원부

5: 고전압출력부 6: 저전압출력부

7: CDS 센서

Claims (6)

1. 램프의 전면판에 코팅됨과 아울러 300-630nm 파장대역의 광선만이 조사되고 나머지 대역의 광선은 굴절율을 변화시켜 램프 전면으로 조사되지 않도록 한 코팅층이 구성된 제논램프와, 상기한 제논램프의 트리거부를 제어하여 온/오프를 제어함과 아울러 외부 환경에 따라 제논램프의 점등을 제어하도록 구성된 제어부와, 상기한 제논램프를 점등시킬 수 있도록 AC 전원을 DC 전원으로 변환하여 고전압을 출력함과 아울러 입력전압의 변동에 관계없이 항상 일정한 출력전압을 유지할 수 있도록 구성된 전원부로 이루어진 것을 특징으로 하는 제논램프를 이용한 해충퇴치장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기한 전원부는 고압출력부에서 고전압을 출력함과 아울러 제어부에 공급되도록 저압출력부에서 저전압을 출력하게 구성함을 특징으로 하는 제논램프를 이용한 해충퇴치장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기한 전원부는 AC 전원에서 서지전류등을 제거하는 필터부와, 상기한 필터부에서 공급된 AC전원을 DC로 컨버팅하는 정류회로와, 상기한 정류회로에서 출력된 전원을 PWM 파형으로 발진시키는 메인스위처와, 발진된 전원을 승압시키는 메인트랜스와, 상기한 메인트랜스에서 출력된 전원이 출력정류부를 통과하여 출력되도록 하는 평활필터와, 상기한 평활필터를 통해 출력되는 전압을 피드백하여 기준전압과 비교하면서 기준전압 이상이면 전압을 낮추고 기준전압 이하이면 전압을 높이도록 하는 PWM 제어부로 구성함을 특징으로 하는 제논램프를 이용한 해충퇴치장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기한 제어부는 CDS 센서가 설치되어 있고 전원부로부터 저전압을 공급받는 마이콤과, 상기한 마이콤에 의해 트리거부에 공급되는 트리거전압을 온/오프시키는 트리거제어부와, 상기한 전원부의 고압출력부에서 출력되는 고전압의 전류를 일정하게 제어하도록 구성된 전류제어부로 구성함을 특징으로 하는 제논램프를 이용한 해충퇴치장치.
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,

   상기한 코팅층은 단파장의 광선 대역의 굴절율을 변화시키는 산화티타늄과, 장파장의 광선 대역의 굴절율을 변화시키는 실리카를 진공증착에 의해 교번 코팅하면서 300-630nm 대역의 파장만이 조사되도록 구성함을 특징으로 하는 제논램프를 이용한 해충퇴치장치.

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