殺蟲燈主要技術(shù)的發(fā)展分析

□張　磊/四川省農(nóng)業(yè)機(jī)械鑒定站

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殺蟲燈主要技術(shù)的發(fā)展分析

□張磊/四川省農(nóng)業(yè)機(jī)械鑒定站

殺蟲燈是根據(jù)昆蟲的趨光性，利用特定光波對(duì)昆蟲的誘集特點(diǎn)，對(duì)昆蟲進(jìn)行誘集并有效滅殺的專用裝置。大多數(shù)殺蟲燈是采用物理方式進(jìn)行滅殺，在減少病蟲害的同時(shí)，避免了化學(xué)制劑的使用。因此，殺蟲燈是促進(jìn)生態(tài)農(nóng)業(yè)、有機(jī)農(nóng)業(yè)、綠色農(nóng)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的首選物理滅蟲機(jī)械。本文就殺蟲燈主要技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了分析和歸納。

1　殺蟲燈的組成結(jié)構(gòu)

殺蟲燈主要由以下幾部分組成。

1.1誘集光源

主要以白熾燈、汞燈、LED燈等為光源。白熾燈作為光源，由于發(fā)熱量大、誘蟲效率低等因素已經(jīng)很少使用。汞燈是以汞作為基本元素，加入適量其他金屬或化合物的弧光放電燈，利用汞蒸氣在放電過(guò)程中輻射紫外線，使熒光粉發(fā)出可見光；汞燈不僅誘蟲效率高而且節(jié)能，目前被廣泛使用。LED燈是發(fā)光二極管，由一種固態(tài)的半導(dǎo)體件直接把電能轉(zhuǎn)化為光能，是目前最為節(jié)能的光源，但LED都是單色光，常將幾組不同顏色的LED燈組合使用。

1.2供能裝置

指電源的供給裝置，常見的有交流供電、直流供電和太陽(yáng)能供電3種裝置。交流電殺蟲燈使用最早，適用于有交流電源的場(chǎng)所，采用自動(dòng)控制，但是安裝時(shí)需鋪設(shè)供電線路，使用成本較高，且實(shí)際使用中存在安全隱患。直流供電殺蟲燈配有蓄電池和充電器，實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)控制，在蓄電池電量不足時(shí)需人為充電，管理較繁瑣，使用成本較高。太陽(yáng)能殺蟲燈，是在直流電供電的基礎(chǔ)上配有太陽(yáng)能供電系統(tǒng)，系統(tǒng)包括太陽(yáng)能電池板、蓄電池和控制器，由太陽(yáng)能供電系統(tǒng)將電能儲(chǔ)存在蓄電池中以提供電源，是節(jié)能環(huán)保的新能源，且實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制。太陽(yáng)能殺蟲燈售價(jià)較高，但總體使用成本較低，便于管理。

1.3滅殺裝置

主要分為物理滅殺、化學(xué)滅殺和其他滅殺3類。化學(xué)滅殺是指用易揮發(fā)的化學(xué)農(nóng)藥，通過(guò)嗅殺的方式對(duì)誘集的昆蟲進(jìn)行滅殺。其他滅殺主要是指采用粘連、人工撲捉等方式進(jìn)行滅殺。物理滅殺是目前使用最廣泛的滅殺方式，主要使用電擊或水溺滅殺。電擊滅殺是通過(guò)升壓裝置將電壓升至4 000 V以上，誘集的昆蟲通過(guò)高壓電網(wǎng)時(shí)被高壓電擊，落入集蟲裝置；電擊式殺蟲燈使用范圍廣泛。水溺滅殺是將殺蟲燈設(shè)置在水面上或在殺蟲燈下設(shè)水盆，誘集光源將昆蟲由遠(yuǎn)處誘近，在光源四周設(shè)置擋蟲板或不設(shè)置，昆蟲直接落入水中或撞擊擋蟲板后落入水中；水溺式殺蟲燈售價(jià)較低、滅殺效果較差，使用范圍有限制。

1.4支撐部件

主要包括支撐殺蟲燈主柱和支架等的部件，如連接橫桿、立桿、支撐架、底座等。

2　殺蟲燈誘集光源的發(fā)展

光有不同的波長(zhǎng)，人眼可見的范圍為312～1 050 nm，其中，紅光605～700 nm、橙光595～605 nm、黃光580～595 nm、綠光500～560 nm、青光480～490 nm、藍(lán)光435～480 nm、紫光400～435 nm，400 nm以下的是紫外光。紫外光又分近紫外光320～400 nm、中紫外光280～320 nm、遠(yuǎn)紫外光200～280 nm、極遠(yuǎn)紫外光10～200 nm，在國(guó)標(biāo)《植物保護(hù)機(jī)械頻振式殺蟲燈》GB/T 24689.2-2009中將太陽(yáng)能殺蟲燈的誘集光源波長(zhǎng)定為320～680 nm，因?yàn)樵谶@個(gè)波段范圍內(nèi)誘集光源對(duì)菜蛾、蚊子、蠅、金龜子、天牛、葉蟬、蚜蟲等害蟲有顯著誘集效果，據(jù)資料記載，在其光譜內(nèi)可誘捕昆蟲種類超過(guò)1 500種。

經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展，殺蟲燈的誘集光源也在不斷的探索和進(jìn)步。LED燈由于成本低、體積小、光波指向強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)、能耗低，已成為主要的誘集光源。太陽(yáng)能殺蟲燈往往具有特定性，需要有針對(duì)性的誘集光源，誘集光源波長(zhǎng)400～680 nm的可見光主要作用是將外圍的昆蟲引誘到光源附近，320～400 nm人類看不見的紫外光才是將昆蟲誘向高壓網(wǎng)線的主要波段，因此，太陽(yáng)能殺蟲燈需要將誘集光源波段調(diào)整到適用作物害蟲的趨光波段，針對(duì)不同的作物、不同的使用環(huán)境、不同的害蟲特性，采用不同的誘集光源，達(dá)到有的放矢、重點(diǎn)防范、提高效率的目的。

3　太陽(yáng)能殺蟲燈技術(shù)及其發(fā)展

3.1太陽(yáng)能殺蟲燈的分類

結(jié)合殺蟲燈的各項(xiàng)特性以及發(fā)展趨勢(shì)，太陽(yáng)能殺蟲燈使用范圍最廣，被廣泛用于農(nóng)田、林地、蔬菜地、果園、倉(cāng)儲(chǔ)、水產(chǎn)養(yǎng)殖、煙草、茶園等。太陽(yáng)能殺蟲燈是通過(guò)安裝在支撐架頂部的太陽(yáng)能光伏板白天將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，并儲(chǔ)存在蓄電池里，晚上放電，為殺蟲燈提供能源進(jìn)行工作的。太陽(yáng)能殺蟲燈根據(jù)滅蟲原理可分為水溺式太陽(yáng)能殺蟲燈和電擊式太陽(yáng)能殺蟲燈，由于電擊式太陽(yáng)能殺蟲燈殺滅昆蟲的效率和可靠性更高，同時(shí)還兼具有水溺式太陽(yáng)能殺蟲燈的部分功能和優(yōu)點(diǎn)，市場(chǎng)上絕大多數(shù)殺蟲燈是電擊式太陽(yáng)能殺蟲燈，本文將以電擊式太陽(yáng)能殺蟲燈為例，講述太陽(yáng)能殺蟲燈的特點(diǎn)和主要技術(shù)。

3.2太陽(yáng)能殺蟲燈的特點(diǎn)

太陽(yáng)能殺蟲燈由于使用成本低、用工少、效果好、無(wú)副作用的特點(diǎn)，被廣泛用于農(nóng)田、菜地、林地、草原、水產(chǎn)養(yǎng)殖地、果園、倉(cāng)儲(chǔ)地等。太陽(yáng)能殺蟲燈既能控制蟲害和蟲媒病害，又不會(huì)造成環(huán)境污染，更不會(huì)破壞原有的生態(tài)平衡。太陽(yáng)能殺蟲燈是將12 V直流電利用倍壓整流原理將電壓上升到高壓電，在生產(chǎn)時(shí)必須兼顧安全性，包括雨控功能、防雷功能、高壓電網(wǎng)保護(hù)措施、絕緣柱耐腐蝕性、過(guò)充保護(hù)等安全功能。太陽(yáng)能殺蟲燈的使用可擴(kuò)大到日常生活范圍，如居民小區(qū)驅(qū)蟲蚊、公共區(qū)域照明、特定區(qū)域的蟲害監(jiān)控、特色小型家用殺蟲燈等。

3.3太陽(yáng)能殺蟲燈的主要技術(shù)

1）工作電壓。太陽(yáng)能殺蟲燈的工作電壓按國(guó)際GB/T 24689.2-2009的規(guī)定應(yīng)為2 300 V±115 V。但由于在實(shí)際使用中金龜子、天牛等較大昆蟲在經(jīng)過(guò)高壓電網(wǎng)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)無(wú)法擊暈或擊暈后很快恢復(fù)的情況，目前多數(shù)太陽(yáng)能殺蟲燈的工作電壓都在4 000 V以上，以確保昆蟲的捕捉率。

2）自動(dòng)啟停。自動(dòng)啟停是太陽(yáng)能殺蟲燈自動(dòng)控制的主要方式之一，而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟停主要分為光控制和時(shí)間控制。早期的光控式太陽(yáng)能殺蟲燈是在太陽(yáng)能板或者燈體上方安裝光感傳感器，當(dāng)設(shè)置的傳感器感應(yīng)到可見光時(shí)，殺蟲燈停止工作，反之開始工作。目前，光控式太陽(yáng)能殺蟲燈的啟停主要是通過(guò)太陽(yáng)能光伏板的感光性實(shí)現(xiàn)，太陽(yáng)能光伏板在可見光下將光能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存在蓄電池中，此時(shí)有充電電流，殺蟲燈停止工作；當(dāng)太陽(yáng)能光伏板停止工作，蓄電池輸出電流時(shí)，殺蟲燈開始工作。時(shí)間控制是指在集成模塊中設(shè)置殺蟲燈的連續(xù)工作時(shí)間，一般設(shè)置為6～8 h，當(dāng)殺蟲燈持續(xù)工作到設(shè)定時(shí)長(zhǎng)后停止工作，可使用配套軟件更改持續(xù)工作時(shí)間。

3）雨控功能。太陽(yáng)能殺蟲燈多在室外使用，需應(yīng)對(duì)不同的氣象環(huán)境，其雨控功能一般通過(guò)兩種方式實(shí)現(xiàn)：一種方式是在燈體上加裝濕度傳感器，設(shè)定在濕度大于95%時(shí)，殺蟲燈停止工作；另一種方式是在燈體上設(shè)計(jì)積水槽，當(dāng)積水槽積滿水時(shí)，安裝在積水槽中的兩個(gè)電極接通，殺蟲燈停止工作。

4）安全保護(hù)功能。太陽(yáng)能殺蟲燈的主要保護(hù)功能有避雷功能、絕緣柱無(wú)碳化、高壓電網(wǎng)保護(hù)、短路保護(hù)、過(guò)充電保護(hù)、欠壓保護(hù)、過(guò)放電保護(hù)等。高壓電網(wǎng)保護(hù)是其主要保護(hù)功能，工作模式是在人體無(wú)意識(shí)觸及高壓電網(wǎng)時(shí)，高壓電網(wǎng)不持續(xù)放電，能及時(shí)保護(hù)人體不被高壓電擊傷。短路保護(hù)保證電路短路時(shí)殺蟲燈不會(huì)損壞，電路恢復(fù)正常后，殺蟲燈又能正常工作，這是保證殺蟲燈能長(zhǎng)時(shí)間正常工作的主要措施。過(guò)充電保護(hù)是指當(dāng)太陽(yáng)能電池板向蓄電池充電，電壓達(dá)到設(shè)定電壓后，控制電路能停止充電。欠壓保護(hù)是指供電電壓達(dá)到設(shè)定電壓后，頻振燈停止工作。過(guò)放電保護(hù)主要是保護(hù)蓄電池，當(dāng)蓄電池電壓下降到設(shè)定電壓后，蓄電池停止向負(fù)載供電，同時(shí)太陽(yáng)能板能繼續(xù)向蓄電池充電。

5）光源功率。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 24689.2-2009對(duì)光源的要求是功率15 W，但由于光源技術(shù)的改革與發(fā)展，目前太陽(yáng)能殺蟲燈多使用LED作為光源，其功率基本在5～8 W，能耗降低了53%以上。

3.4太陽(yáng)能殺蟲技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

1）更新理念。一是靶向定位。現(xiàn)有太陽(yáng)能殺蟲燈，多采用單一光源，且波長(zhǎng)為320～680 nm，因?yàn)椴煌魑铩⒉煌L(zhǎng)周期對(duì)應(yīng)不同的害蟲，所以往往效果殺蟲不好。依靠靶向定位理念，采用LED光源，將波長(zhǎng)固定在特定范圍內(nèi)，通過(guò)組合或者更換不同光源的方式，滅殺不同作物、不同生長(zhǎng)周期的害蟲，達(dá)到高效殺蟲的目的。二是硬件升級(jí)。現(xiàn)有太陽(yáng)能殺蟲燈多采用鉛酸蓄電池，環(huán)境污染大、使用周期短，已有部分產(chǎn)品嘗試使用特制鋰電池或高效電池，解決了太陽(yáng)能殺蟲燈蓄電池使用周期的問(wèn)題。三是外觀升級(jí)。太陽(yáng)能殺蟲燈定型后，整體外觀基本沒(méi)有變化，只有緊跟市場(chǎng)需求的步伐，生產(chǎn)符合市場(chǎng)要求的新型產(chǎn)品，才能為太陽(yáng)能殺蟲燈尋求更大的市場(chǎng)空間，在實(shí)用的基礎(chǔ)上結(jié)合定制理念、個(gè)性理念和前衛(wèi)理念，進(jìn)行產(chǎn)品升級(jí)換代。

2）技術(shù)升級(jí)。隨著太陽(yáng)能殺蟲燈的發(fā)展，更多適用性、可靠性的技術(shù)和功能得以突破。如太陽(yáng)能電池板自動(dòng)轉(zhuǎn)向技術(shù)，是通過(guò)小型直流電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)向馬達(dá)，讓太陽(yáng)能電池板跟隨光感強(qiáng)度進(jìn)行角度調(diào)整，以便更大面積地接受光照，提高蓄電池儲(chǔ)能的效率；自動(dòng)清蟲技術(shù)，太陽(yáng)能殺蟲燈高壓電網(wǎng)滅蟲時(shí)，部分昆蟲會(huì)掉落卡在高壓電網(wǎng)縫隙間或粘在高壓電網(wǎng)上，這會(huì)影響高壓電網(wǎng)的工作，為了清除昆蟲，設(shè)計(jì)專門的旋轉(zhuǎn)或者升降清蟲裝置，確保高壓電網(wǎng)的有效工作；傾倒保護(hù)技術(shù)，由于太陽(yáng)能殺蟲燈需在泥地、草地等復(fù)雜環(huán)境使用，為確保安全性，在太陽(yáng)能殺蟲燈內(nèi)部設(shè)置平衡傳感器，當(dāng)殺蟲燈傾倒后，平衡傳感器傳遞信號(hào)，殺蟲燈停止工作；提醒警示功能，太陽(yáng)能殺蟲燈在戶外工作，使用者需及時(shí)掌握殺蟲燈的工作狀態(tài)，但是又缺少必要的監(jiān)控和檢測(cè)手段，設(shè)置提醒警示裝置后，當(dāng)出現(xiàn)太陽(yáng)能電池板工作故障、蓄電池欠壓、殺蟲燈高壓電網(wǎng)短路等情況時(shí)，可發(fā)出提示光并伴隨警示音，以便及時(shí)檢查維護(hù)。

3）與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合。伴隨太陽(yáng)能殺蟲燈使用范圍和使用量的增加，管理和維護(hù)成為制約產(chǎn)品發(fā)展的瓶頸。物聯(lián)網(wǎng)正是解決這個(gè)矛盾的關(guān)鍵，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將陽(yáng)光大棚、自動(dòng)灌溉、遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能與太陽(yáng)能殺蟲燈結(jié)合，形成種養(yǎng)與保護(hù)一體的物聯(lián)網(wǎng)新型農(nóng)業(yè)管理模式，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理效率、節(jié)約人工成本、提高作物附加值。