杀虫灯主要技术的发展分析

□张　磊/四川省农业机械鉴定站



杀虫灯主要技术的发展分析

□张磊/四川省农业机械鉴定站

杀虫灯是根据昆虫的趋光性，利用特定光波对昆虫的诱集特点，对昆虫进行诱集并有效灭杀的专用装置。大多数杀虫灯是采用物理方式进行灭杀，在减少病虫害的同时，避免了化学制剂的使用。因此，杀虫灯是促进生态农业、有机农业、绿色农业持续健康发展的首选物理灭虫机械。本文就杀虫灯主要技术的发展进行了分析和归纳。

1　杀虫灯的组成结构

杀虫灯主要由以下几部分组成。

1.1诱集光源

主要以白炽灯、汞灯、LED灯等为光源。白炽灯作为光源，由于发热量大、诱虫效率低等因素已经很少使用。汞灯是以汞作为基本元素，加入适量其他金属或化合物的弧光放电灯，利用汞蒸气在放电过程中辐射紫外线，使荧光粉发出可见光；汞灯不仅诱虫效率高而且节能，目前被广泛使用。LED灯是发光二极管，由一种固态的半导体件直接把电能转化为光能，是目前最为节能的光源，但LED都是单色光，常将几组不同颜色的LED灯组合使用。

1.2供能装置

指电源的供给装置，常见的有交流供电、直流供电和太阳能供电3种装置。交流电杀虫灯使用最早，适用于有交流电源的场所，采用自动控制，但是安装时需铺设供电线路，使用成本较高，且实际使用中存在安全隐患。直流供电杀虫灯配有蓄电池和充电器，实现半自动控制，在蓄电池电量不足时需人为充电，管理较繁琐，使用成本较高。太阳能杀虫灯，是在直流电供电的基础上配有太阳能供电系统，系统包括太阳能电池板、蓄电池和控制器，由太阳能供电系统将电能储存在蓄电池中以提供电源，是节能环保的新能源，且实现了自动控制。太阳能杀虫灯售价较高，但总体使用成本较低，便于管理。

1.3灭杀装置

主要分为物理灭杀、化学灭杀和其他灭杀3类。化学灭杀是指用易挥发的化学农药，通过嗅杀的方式对诱集的昆虫进行灭杀。其他灭杀主要是指采用粘连、人工扑捉等方式进行灭杀。物理灭杀是目前使用最广泛的灭杀方式，主要使用电击或水溺灭杀。电击灭杀是通过升压装置将电压升至4 000 V以上，诱集的昆虫通过高压电网时被高压电击，落入集虫装置；电击式杀虫灯使用范围广泛。水溺灭杀是将杀虫灯设置在水面上或在杀虫灯下设水盆，诱集光源将昆虫由远处诱近，在光源四周设置挡虫板或不设置，昆虫直接落入水中或撞击挡虫板后落入水中；水溺式杀虫灯售价较低、灭杀效果较差，使用范围有限制。

1.4支撑部件

主要包括支撑杀虫灯主柱和支架等的部件，如连接横杆、立杆、支撑架、底座等。

2　杀虫灯诱集光源的发展

光有不同的波长，人眼可见的范围为312～1 050 nm，其中，红光605～700 nm、橙光595～605 nm、黄光580～595 nm、绿光500～560 nm、青光480～490 nm、蓝光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、远紫外光200～280 nm、极远紫外光10～200 nm，在国标《植物保护机械频振式杀虫灯》GB/T 24689.2-2009中将太阳能杀虫灯的诱集光源波长定为320～680 nm，因为在这个波段范围内诱集光源对菜蛾、蚊子、蝇、金龟子、天牛、叶蝉、蚜虫等害虫有显著诱集效果，据资料记载，在其光谱内可诱捕昆虫种类超过1 500种。

经过几年的发展，杀虫灯的诱集光源也在不断的探索和进步。LED灯由于成本低、体积小、光波指向强、使用寿命长、能耗低，已成为主要的诱集光源。太阳能杀虫灯往往具有特定性，需要有针对性的诱集光源，诱集光源波长400～680 nm的可见光主要作用是将外围的昆虫引诱到光源附近，320～400 nm人类看不见的紫外光才是将昆虫诱向高压网线的主要波段，因此，太阳能杀虫灯需要将诱集光源波段调整到适用作物害虫的趋光波段，针对不同的作物、不同的使用环境、不同的害虫特性，采用不同的诱集光源，达到有的放矢、重点防范、提高效率的目的。

3　太阳能杀虫灯技术及其发展

3.1太阳能杀虫灯的分类

结合杀虫灯的各项特性以及发展趋势，太阳能杀虫灯使用范围最广，被广泛用于农田、林地、蔬菜地、果园、仓储、水产养殖、烟草、茶园等。太阳能杀虫灯是通过安装在支撑架顶部的太阳能光伏板白天将太阳能转化为电能，并储存在蓄电池里，晚上放电，为杀虫灯提供能源进行工作的。太阳能杀虫灯根据灭虫原理可分为水溺式太阳能杀虫灯和电击式太阳能杀虫灯，由于电击式太阳能杀虫灯杀灭昆虫的效率和可靠性更高，同时还兼具有水溺式太阳能杀虫灯的部分功能和优点，市场上绝大多数杀虫灯是电击式太阳能杀虫灯，本文将以电击式太阳能杀虫灯为例，讲述太阳能杀虫灯的特点和主要技术。

3.2太阳能杀虫灯的特点

太阳能杀虫灯由于使用成本低、用工少、效果好、无副作用的特点，被广泛用于农田、菜地、林地、草原、水产养殖地、果园、仓储地等。太阳能杀虫灯既能控制虫害和虫媒病害，又不会造成环境污染，更不会破坏原有的生态平衡。太阳能杀虫灯是将12 V直流电利用倍压整流原理将电压上升到高压电，在生产时必须兼顾安全性，包括雨控功能、防雷功能、高压电网保护措施、绝缘柱耐腐蚀性、过充保护等安全功能。太阳能杀虫灯的使用可扩大到日常生活范围，如居民小区驱虫蚊、公共区域照明、特定区域的虫害监控、特色小型家用杀虫灯等。

3.3太阳能杀虫灯的主要技术

1）工作电压。太阳能杀虫灯的工作电压按国际GB/T 24689.2-2009的规定应为2 300 V±115 V。但由于在实际使用中金龟子、天牛等较大昆虫在经过高压电网时，会出现无法击晕或击晕后很快恢复的情况，目前多数太阳能杀虫灯的工作电压都在4 000 V以上，以确保昆虫的捕捉率。

2）自动启停。自动启停是太阳能杀虫灯自动控制的主要方式之一，而实现自动启停主要分为光控制和时间控制。早期的光控式太阳能杀虫灯是在太阳能板或者灯体上方安装光感传感器，当设置的传感器感应到可见光时，杀虫灯停止工作，反之开始工作。目前，光控式太阳能杀虫灯的启停主要是通过太阳能光伏板的感光性实现，太阳能光伏板在可见光下将光能转化为电能储存在蓄电池中，此时有充电电流，杀虫灯停止工作；当太阳能光伏板停止工作，蓄电池输出电流时，杀虫灯开始工作。时间控制是指在集成模块中设置杀虫灯的连续工作时间，一般设置为6～8 h，当杀虫灯持续工作到设定时长后停止工作，可使用配套软件更改持续工作时间。

3）雨控功能。太阳能杀虫灯多在室外使用，需应对不同的气象环境，其雨控功能一般通过两种方式实现：一种方式是在灯体上加装湿度传感器，设定在湿度大于95%时，杀虫灯停止工作；另一种方式是在灯体上设计积水槽，当积水槽积满水时，安装在积水槽中的两个电极接通，杀虫灯停止工作。

4）安全保护功能。太阳能杀虫灯的主要保护功能有避雷功能、绝缘柱无碳化、高压电网保护、短路保护、过充电保护、欠压保护、过放电保护等。高压电网保护是其主要保护功能，工作模式是在人体无意识触及高压电网时，高压电网不持续放电，能及时保护人体不被高压电击伤。短路保护保证电路短路时杀虫灯不会损坏，电路恢复正常后，杀虫灯又能正常工作，这是保证杀虫灯能长时间正常工作的主要措施。过充电保护是指当太阳能电池板向蓄电池充电，电压达到设定电压后，控制电路能停止充电。欠压保护是指供电电压达到设定电压后，频振灯停止工作。过放电保护主要是保护蓄电池，当蓄电池电压下降到设定电压后，蓄电池停止向负载供电，同时太阳能板能继续向蓄电池充电。

5）光源功率。按照国家标准GB/T 24689.2-2009对光源的要求是功率15 W，但由于光源技术的改革与发展，目前太阳能杀虫灯多使用LED作为光源，其功率基本在5～8 W，能耗降低了53%以上。

3.4太阳能杀虫技术的发展趋势

1）更新理念。一是靶向定位。现有太阳能杀虫灯，多采用单一光源，且波长为320～680 nm，因为不同作物、不同生长周期对应不同的害虫，所以往往效果杀虫不好。依靠靶向定位理念，采用LED光源，将波长固定在特定范围内，通过组合或者更换不同光源的方式，灭杀不同作物、不同生长周期的害虫，达到高效杀虫的目的。二是硬件升级。现有太阳能杀虫灯多采用铅酸蓄电池，环境污染大、使用周期短，已有部分产品尝试使用特制锂电池或高效电池，解决了太阳能杀虫灯蓄电池使用周期的问题。三是外观升级。太阳能杀虫灯定型后，整体外观基本没有变化，只有紧跟市场需求的步伐，生产符合市场要求的新型产品，才能为太阳能杀虫灯寻求更大的市场空间，在实用的基础上结合定制理念、个性理念和前卫理念，进行产品升级换代。

2）技术升级。随着太阳能杀虫灯的发展，更多适用性、可靠性的技术和功能得以突破。如太阳能电池板自动转向技术，是通过小型直流电机带动转向马达，让太阳能电池板跟随光感强度进行角度调整，以便更大面积地接受光照，提高蓄电池储能的效率；自动清虫技术，太阳能杀虫灯高压电网灭虫时，部分昆虫会掉落卡在高压电网缝隙间或粘在高压电网上，这会影响高压电网的工作，为了清除昆虫，设计专门的旋转或者升降清虫装置，确保高压电网的有效工作；倾倒保护技术，由于太阳能杀虫灯需在泥地、草地等复杂环境使用，为确保安全性，在太阳能杀虫灯内部设置平衡传感器，当杀虫灯倾倒后，平衡传感器传递信号，杀虫灯停止工作；提醒警示功能，太阳能杀虫灯在户外工作，使用者需及时掌握杀虫灯的工作状态，但是又缺少必要的监控和检测手段，设置提醒警示装置后，当出现太阳能电池板工作故障、蓄电池欠压、杀虫灯高压电网短路等情况时，可发出提示光并伴随警示音，以便及时检查维护。

3）与物联网结合。伴随太阳能杀虫灯使用范围和使用量的增加，管理和维护成为制约产品发展的瓶颈。物联网正是解决这个矛盾的关键，应用物联网技术将阳光大棚、自动灌溉、远程监控等功能与太阳能杀虫灯结合，形成种养与保护一体的物联网新型农业管理模式，提升农业生产管理效率、节约人工成本、提高作物附加值。