殺蟲燈主要技術(shù)的發(fā)展分析

□張　磊/四川省農(nóng)業(yè)機械鑒定站

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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)機械鑒定站

殺蟲燈是根據(jù)昆蟲的趨光性，利用特定光波對昆蟲的誘集特點，對昆蟲進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行滅殺，在減少病蟲害的同時，避免了化學(xué)制劑的使用。因此，殺蟲燈是促進生態(tài)農(nóng)業(yè)、有機農(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械。本文就殺蟲燈主要技術(shù)的發(fā)展進行了分析和歸納。

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所，采用自動控制，但是安裝時需鋪設(shè)供電線路，使用成本較高，且實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，實現(xiàn)半自動控制，在蓄電池電量不足時需人為充電，管理較繁瑣，使用成本較高。太陽能殺蟲燈，是在直流電供電的基礎(chǔ)上配有太陽能供電系統(tǒng)，系統(tǒng)包括太陽能電池板、蓄電池和控制器，由太陽能供電系統(tǒng)將電能儲存在蓄電池中以提供電源，是節(jié)能環(huán)保的新能源，且實現(xiàn)了自動控制。太陽能殺蟲燈售價較高，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?；瘜W(xué)滅殺是指用易揮發(fā)的化學(xué)農(nóng)藥，通過嗅殺的方式對誘集的昆蟲進行滅殺。其他滅殺主要是指采用粘連、人工撲捉等方式進行滅殺。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。電擊滅殺是通過升壓裝置將電壓升至4 000 V以上，誘集的昆蟲通過高壓電網(wǎng)時被高壓電擊，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，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，在國標(biāo)《植物保護機械頻振式殺蟲燈》GB/T 24689.2-2009中將太陽能殺蟲燈的誘集光源波長定為320～680 nm，因為在這個波段范圍內(nèi)誘集光源對菜蛾、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1 500種。

經(jīng)過幾年的發(fā)展，殺蟲燈的誘集光源也在不斷的探索和進步。LED燈由于成本低、體積小、光波指向強、使用壽命長、能耗低，已成為主要的誘集光源。太陽能殺蟲燈往往具有特定性，需要有針對性的誘集光源，誘集光源波長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，達到有的放矢、重點防范、提高效率的目的。

3　太陽能殺蟲燈技術(shù)及其發(fā)展

3.1太陽能殺蟲燈的分類

結(jié)合殺蟲燈的各項特性以及發(fā)展趨勢，太陽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、倉儲、水產(chǎn)養(yǎng)殖、煙草、茶園等。太陽能殺蟲燈是通過安裝在支撐架頂部的太陽能光伏板白天將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，并儲存在蓄電池里，晚上放電，為殺蟲燈提供能源進行工作的。太陽能殺蟲燈根據(jù)滅蟲原理可分為水溺式太陽能殺蟲燈和電擊式太陽能殺蟲燈，由于電擊式太陽能殺蟲燈殺滅昆蟲的效率和可靠性更高，同時還兼具有水溺式太陽能殺蟲燈的部分功能和優(yōu)點，市場上絕大多數(shù)殺蟲燈是電擊式太陽能殺蟲燈，本文將以電擊式太陽能殺蟲燈為例，講述太陽能殺蟲燈的特點和主要技術(shù)。

3.2太陽能殺蟲燈的特點

太陽能殺蟲燈由于使用成本低、用工少、效果好、無副作用的特點，被廣泛用于農(nóng)田、菜地、林地、草原、水產(chǎn)養(yǎng)殖地、果園、倉儲地等。太陽能殺蟲燈既能控制蟲害和蟲媒病害，又不會造成環(huán)境污染，更不會破壞原有的生態(tài)平衡。太陽能殺蟲燈是將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)時必須兼顧安全性，包括雨控功能、防雷功能、高壓電網(wǎng)保護措施、絕緣柱耐腐蝕性、過充保護等安全功能。太陽能殺蟲燈的使用可擴大到日常生活范圍，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太陽能殺蟲燈的主要技術(shù)

1）工作電壓。太陽能殺蟲燈的工作電壓按國際GB/T 24689.2-2009的規(guī)定應(yīng)為2 300 V±115 V。但由于在實際使用中金龜子、天牛等較大昆蟲在經(jīng)過高壓電網(wǎng)時，會出現(xiàn)無法擊暈或擊暈后很快恢復(fù)的情況，目前多數(shù)太陽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）自動啟停。自動啟停是太陽能殺蟲燈自動控制的主要方式之一，而實現(xiàn)自動啟停主要分為光控制和時間控制。早期的光控式太陽能殺蟲燈是在太陽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，殺蟲燈停止工作，反之開始工作。目前，光控式太陽能殺蟲燈的啟停主要是通過太陽能光伏板的感光性實現(xiàn)，太陽能光伏板在可見光下將光能轉(zhuǎn)化為電能儲存在蓄電池中，此時有充電電流，殺蟲燈停止工作；當(dāng)太陽能光伏板停止工作，蓄電池輸出電流時，殺蟲燈開始工作。時間控制是指在集成模塊中設(shè)置殺蟲燈的連續(xù)工作時間，一般設(shè)置為6～8 h，當(dāng)殺蟲燈持續(xù)工作到設(shè)定時長后停止工作，可使用配套軟件更改持續(xù)工作時間。

3）雨控功能。太陽能殺蟲燈多在室外使用，需應(yīng)對不同的氣象環(huán)境，其雨控功能一般通過兩種方式實現(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，殺蟲燈停止工作；另一種方式是在燈體上設(shè)計積水槽，當(dāng)積水槽積滿水時，安裝在積水槽中的兩個電極接通，殺蟲燈停止工作。

4）安全保護功能。太陽能殺蟲燈的主要保護功能有避雷功能、絕緣柱無碳化、高壓電網(wǎng)保護、短路保護、過充電保護、欠壓保護、過放電保護等。高壓電網(wǎng)保護是其主要保護功能，工作模式是在人體無意識觸及高壓電網(wǎng)時，高壓電網(wǎng)不持續(xù)放電，能及時保護人體不被高壓電擊傷。短路保護保證電路短路時殺蟲燈不會損壞，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時間正常工作的主要措施。過充電保護是指當(dāng)太陽能電池板向蓄電池充電，電壓達到設(shè)定電壓后，控制電路能停止充電。欠壓保護是指供電電壓達到設(shè)定電壓后，頻振燈停止工作。過放電保護主要是保護蓄電池，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，同時太陽能板能繼續(xù)向蓄電池充電。

5）光源功率。按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 24689.2-2009對光源的要求是功率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太陽能殺蟲技術(shù)的發(fā)展趨勢

1）更新理念。一是靶向定位?，F(xiàn)有太陽能殺蟲燈，多采用單一光源，且波長為320～680 nm，因為不同作物、不同生長周期對應(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，將波長固定在特定范圍內(nèi)，通過組合或者更換不同光源的方式，滅殺不同作物、不同生長周期的害蟲，達到高效殺蟲的目的。二是硬件升級?，F(xiàn)有太陽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，解決了太陽能殺蟲燈蓄電池使用周期的問題。三是外觀升級。太陽能殺蟲燈定型后，整體外觀基本沒有變化，只有緊跟市場需求的步伐，生產(chǎn)符合市場要求的新型產(chǎn)品，才能為太陽能殺蟲燈尋求更大的市場空間，在實用的基礎(chǔ)上結(jié)合定制理念、個性理念和前衛(wèi)理念，進行產(chǎn)品升級換代。

2）技術(shù)升級。隨著太陽能殺蟲燈的發(fā)展，更多適用性、可靠性的技術(shù)和功能得以突破。如太陽能電池板自動轉(zhuǎn)向技術(shù)，是通過小型直流電機帶動轉(zhuǎn)向馬達，讓太陽能電池板跟隨光感強度進行角度調(diào)整，以便更大面積地接受光照，提高蓄電池儲能的效率；自動清蟲技術(shù)，太陽能殺蟲燈高壓電網(wǎng)滅蟲時，部分昆蟲會掉落卡在高壓電網(wǎng)縫隙間或粘在高壓電網(wǎng)上，這會影響高壓電網(wǎng)的工作，為了清除昆蟲，設(shè)計專門的旋轉(zhuǎn)或者升降清蟲裝置，確保高壓電網(wǎng)的有效工作；傾倒保護技術(shù)，由于太陽能殺蟲燈需在泥地、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，殺蟲燈停止工作；提醒警示功能，太陽能殺蟲燈在戶外工作，使用者需及時掌握殺蟲燈的工作狀態(tài)，但是又缺少必要的監(jiān)控和檢測手段，設(shè)置提醒警示裝置后，當(dāng)出現(xiàn)太陽能電池板工作故障、蓄電池欠壓、殺蟲燈高壓電網(wǎng)短路等情況時，可發(fā)出提示光并伴隨警示音，以便及時檢查維護。

3）與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合。伴隨太陽能殺蟲燈使用范圍和使用量的增加，管理和維護成為制約產(chǎn)品發(fā)展的瓶頸。物聯(lián)網(wǎng)正是解決這個矛盾的關(guān)鍵，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將陽光大棚、自動灌溉、遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能與太陽能殺蟲燈結(jié)合，形成種養(yǎng)與保護一體的物聯(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。