一種物理電場滅除農作物地下害蟲的裝置製造方法
2023-09-22 00:08:05
一種物理電場滅除農作物地下害蟲的裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供一種物理電場滅除農作物地下害蟲的裝置，太陽能電池板、市電充電器均與蓄電池連接，蓄電池與穩壓電源、驅動電路、高壓脈衝變壓器連接，高壓脈衝變壓器（經內含整流矽二極體）與電極連接；穩壓電源與含水率傳感器連接，含水率傳感器與模數變化器連接，模數變化器與控制器連接，控制器與脈寬調製器連接。在太陽能電池板與蓄電池之間還連接有二極體。採用本發明的裝置滅除害蟲，效果優良。
【專利說明】一種物理電場滅除農作物地下害蟲的裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及滅蟲裝置，尤其涉及一種物理電場滅除農作物地下害蟲的裝置。
【背景技術】
[0002]農作物地下害蟲是影響我國農業產品(如生薑、紅薯、土豆、花生等)品質和產量的主要因素之一。目前我國仍以毒物誘殺、撒施毒土、農藥拌種、毒液灌溉等傳統化學方法防治地下害蟲為主。大規模常年的農藥使用不僅使害蟲產生了抗藥性，農藥的過量施用也汙染了土壤、水、空氣，造成了嚴重的環境汙染，破壞了生態環境，制約了農業可持續發展，農作物上的農藥殘留也成了「毒食品」的來源之一，嚴重威脅著人的健康。我國可耕土地受汙染面積已達3000萬公頃，而受農藥殘留引起的汙染面積高達2000萬公頃。因此研究新的無汙染的滅除地下害蟲的系統以及成為一項迫切任務。
[0003]利用現代電子信息技術改造傳統農業而誕生的物理農業已經成為現代農業發展的主要方向。物理農業的重點目標之一就是採用電場進行農作物害蟲防治。目前，國內外採用電場滅除農作物害蟲的主要形式有:第一，利用黑光燈、高壓汞燈誘殺處於飛蛾階段的害蟲，該類系統在晚上利用燈光引誘具有趨光性的害蟲碰觸高壓電網電擊會飛的害蟲，飛蛾階段是害蟲的產卵期，殺滅飛蛾可以減少下一年度害蟲數量，黑光燈、高壓汞燈僅能防治成蟲，但對正處於危害農作物的地下階段害蟲影響不大；第二，利用一定電壓產生的電場滅除土壤害蟲，這也是目前廣泛研究探索的一個熱點，目前該方法尚處於探索實驗階段，消滅害蟲效果並不理想。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於解決上述現有技術存在的缺陷，提供一種消滅害蟲效果理想的物理電場滅除農作物地下害蟲的裝置。
`[0005]一種物理電場滅除農作物地下害蟲的裝置，包括太陽能電池板、與太陽能電池板連接的蓄電池、與蓄電池連接的高壓脈衝變壓器，高壓脈衝變壓器連接電極，還包括含水率傳感器，所述含水率傳感器連接模數變化器，模數變化器連接控制器，控制器連接脈寬調製器，脈寬調製器連接與驅動電路，驅動電路與高壓脈衝變壓器連接，蓄電池為含水率傳感器、模數變化器、控制器、脈寬調製器、驅動電路提供工作電能；
[0006]含水率傳感器，用於檢測土壤的水分含量大小，據此設置輸出高壓脈衝的幅度；
[0007]模數變換器，用於將含水率傳感器檢測的模擬信號轉化為數位訊號；
[0008]控制器，用於根據模數變換器的轉化的數位訊號做出計算判斷；
[0009]脈寬調製器，用於通過控制器控制其脈寬；
[0010]驅動電路，用於將脈寬調製器的輸出的脈寬調製信號放大；
[0011]高壓脈衝變壓器，用於將蓄電池直流電壓轉換為高壓脈衝，經內部整流矽二極體輸出高壓直流脈衝；
[0012]穩壓電源，產生5伏直流電壓，向脈衝調製器、控制器、模數變換器、含水率傳感器提供穩定的5伏供電。
[0013]進一步地，如上所述的物理電場滅除農作物地下害蟲的裝置，所述蓄電池連接有為其提供電能的輔助市電充電器。
[0014]進一步地，如上所述的物理電場滅除農作物地下害蟲的裝置，在太陽能電池板與蓄電池之間連接防止太陽能電池板被燒壞的二極體。
[0015]進一步地，如上所述的物理電場滅除農作物地下害蟲的裝置，所述蓄電池的電壓為6~12V。
[0016]本發明提供一種農作物地下害蟲的物理電場滅除裝置，該裝置採用6~12V蓄電池供電，蓄電池可以由太陽能電池板發電進行充電及將市電通過充電器充電。蓄電池的低壓直流電在單片機控制下經過升壓電路升為高壓脈衝直流電，設定的依據是單片機根據電極測定的土壤含水率。高壓脈衝直流電經過導線傳送給電極，電極可以單電極或是梳狀電極，電極可以安裝在絕緣棒的下端手持操作使用，或者安裝在耕地耙地鋤地裝置上，在耕地、耙地、鋤地不同階段綜合使用，以提高滅除效果。該裝置技術先進、效果好、成本低、重量輕、體積小便於個人攜帶使用，利於推廣普及應用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明物理電場滅除農作物地下害蟲的裝置結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]為使本發明的 目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明中的附圖，對本發明中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0019]圖1為本發明物理電場滅除農作物地下害蟲的裝置結構示意圖，如圖1所示，所述太陽能電池板、市電充電器均與蓄電池連接，蓄電池與穩壓電源、驅動電路、高壓脈衝變壓器連接，高壓脈衝變壓器與電極連接；穩壓電源與含水率傳感器連接，含水率傳感器與模數變化器連接，模數變化器與控制器連接，控制器與脈寬調製器連接。在太陽能電池板與蓄電池之間還連接有二極體。
[0020]所述含水率傳感器，用於檢測土壤的含水率大小，據此設置輸出高壓脈衝的幅度；模數變換器，用於將含水率傳感器檢測的模擬信號轉化為數位訊號；控制器，用於根據模數變換器的轉化的數位訊號做出計算判斷；脈寬調製器，用於通過控制器控制其脈寬；驅動電路，與蓄電池連接，在脈寬調製器的輸出的脈寬調製信號作用下處於開關狀態；高壓脈衝變壓器，與蓄電池和驅動電路連接，驅動電路在脈寬調製信號的控制下工作於開關狀態，使得高壓脈衝變壓器將蓄電池直流電壓轉換為高壓脈衝，經內部整流矽二極體輸出高壓直流脈衝；穩壓電源，用於為脈衝調製器、控制器、模數變換器、含水率傳感器提供穩定的5伏電壓。
[0021 ] 太陽能電池板將太陽能轉換為電能並經過二極體儲存在蓄電池中，二極體主要起隔離作用，防止市電充電器充電時損壞太陽能電池板。市電充電器為可以在太陽光不足道情況下為蓄電池充電。蓄電池的電壓為6~12V。蓄電池的電壓一路直接給驅動電路和高壓脈衝變壓器，另一路經過穩壓電源產生5V的直流電壓供給脈寬調製器、模數變換器和控制器。脈寬調製器產生脈寬可調的脈衝PWM被驅動電路放大後，使得高壓脈衝變壓器工作在開關狀態，蓄電池的電壓經過高壓脈衝變壓器的作用變換為高壓脈衝直流電送給電極。高壓脈衝變壓器採用大屏幕CRT電視機的高壓包實現，以降低成本和提高可靠性。脈寬調製器的工作受控制器的控制調節，控制器首先通過含水率傳感器測量土壤含水率，土壤含水率不同弓丨起傳感器電阻上的電壓不同，電壓被控制器控制的模數轉換器轉化為數位訊號，經通信接口送入控制器，與控制器中儲存的分類標準比較後，產生的控制信號送給脈寬調製器，確定所需要的控制PWM。所述電極可以是單電極也可以是梳狀電極。所述控制器主要是51系列單片機、ARM系列、STC系列、MIC系列、AVR、MSP430系列等主流單片機，以在保證性能的前提下降低系統成本。
[0022]因此，本發明研究開發一種農作物地下害蟲智能化的滅除系統，採用單片機技術，根據土壤性質和含水率以及害蟲類型進行設定，以有效滅除農作物生長階段的土壤害蟲，不用使用農藥，從而保護土壤、水和空氣等生態環境要素，以利於我國的可持續發展。同時，採用太陽能發電技術和高可靠性的高壓產生技術，成本低、效果好，適合我國目前以家庭為主的農業生產現實需要。
[0023]本發明提供一種農作物地下害蟲的物理電場滅除裝置，該裝置採用6~12V蓄電池供電，蓄電池可以由太陽能電池板發電進行充電及將市電通過充電器充電。蓄電池的低壓直流電經過高壓脈衝變壓器升壓轉換及內部整流二極體整流後得到300V-30000V高壓脈衝直流電。脈衝直流電可以被單片機控制電路設定，設定的依據是單片機根據電極測定的土壤含水率。高壓脈衝直流電經過導線傳送給電極，電極可以單電極或是梳狀電極，電極可以安裝在絕緣棒的下端手持操作使用，或者安裝在耕地耙地鋤地裝置上，在耕地、耙地、鋤地不同階段綜合使用，以提高滅除效果。該裝置技術先進、效果好、成本低、重量輕、體積小便於個人攜帶使用，利於推廣普及應用。
[0024]本發明的 有益效果:
[0025]1、智能性，通過單片機測定土壤含水率設定電壓提高滅除害蟲效果；
[0026]2、可靠性，採用大屏幕陰極射線管電視機高壓包(包含高壓脈衝變壓器和矽整流二極體)作為升壓原件，不僅成本低且可靠性高；
[0027]3、靈活性，可以在農作物生長階段使用，也可以在耕地、耙地、鋤地階段使用，增加了滅除地下害蟲的機會。
[0028]4、高效性，採用高壓脈衝直流電滅除害蟲。
[0029]最後應說明的是:以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和範圍。
【權利要求】
1.一種物理電場滅除農作物地下害蟲的裝置，包括太陽能電池板、與太陽能電池板連接的蓄電池、與蓄電池連接的高壓脈衝變壓器，高壓脈衝變壓器連接電極，其特徵在於，還包括含水率傳感器，所述含水率傳感器連接模數變化器，模數變化器連接控制器，控制器連接脈寬調製器，脈寬調製器連接與驅動電路，驅動電路與高壓脈衝變壓器連接，蓄電池為含水率傳感器、模數變化器、控制器、脈寬調製器、驅動電路提供工作電能； 含水率傳感器，用於檢測土壤的水分含量大小，據此設置輸出高壓脈衝的幅度； 模數變換器，用於將含水率傳感器檢測的模擬信號轉化為數位訊號； 控制器，用於根據模數變換器的轉化的數位訊號做出計算判斷； 脈寬調製器，用於通過控制器控制其脈寬； 驅動電路，用於將脈寬調製器的輸出的脈寬調製信號放大； 高壓脈衝變壓器，用於將蓄電池直流電壓轉換為高壓脈衝，經內部整流矽二極體輸出高壓直流脈衝； 穩壓電源，產生5伏直流電壓，向脈衝調製器、控制器、模數變換器、含水率傳感器提供穩定的5伏供電。
2.根據權利要求1所述的一種物理電場滅除農作物地下害蟲的裝置，其特徵在於，所述蓄電池連接有為其提供電能的輔助市電充電器。
3.根據權利要求1所述的一種物理電場滅除農作物地下害蟲的裝置，其特徵在於，在太陽能電池板與蓄電池之間連接防止太陽能電池板被燒壞的二極體。
4.根據權利要求1所述的一種物理電場滅除農作物地下害蟲的裝置，其特徵在於，所述蓄電池的電壓為6~ 12V。
【文檔編號】A01M1/22GK103858853SQ201410099174
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月18日 優先權日:2014年3月18日
【發明者】張平川, 付俊輝, 楊獻峰, 張志霞, 朱家義, 王廷雨, 白巧靈, 王新娜, 高倩, 許興廣, 張超英 申請人:河南科技學院