一种激光灭害装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种激光灭害装置及方法，利用害虫的视觉神经对特定波长范围的光的敏感性及其趋光性，以及部分椭球反射镜的光学性质诱导灭害；包括部分椭球反射镜、光源、光源支架以及带光阑的暗箱；具有一定发散角的光源在椭圆反射镜焦点区域发出的光线经过部分椭球反射镜的椭球反射后在椭球反射镜另一侧形成放大的光斑和与之对应的空间光罩；通过改变入射光在椭球反射镜上的反射点位置，使光罩由大变小，从而达到对害虫进行光学控制的目的；此装置的目的在于在诱杀害虫的同时避免对人体或环境的伤害，同时可以根据灭害环境的差异采取规模大小不同的发明专利技术装置，具有绿色高效的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于激光
，更具体地，涉及激光灭害装置及方法。
技术介绍
在农业生产中，有翅亚纲类害虫给农作物带来大面积破坏，针对害虫造成的危害， 灭害的方式主要分化学灭害和物理灭害两大类。 化学灭害是直接在害虫活动的环境中喷洒有毒的化学药物进行灭害，比如在农业 生产中，直接通过在植被上大面积喷洒杀虫剂来杀死害虫；在家庭生活中，用蚊香或杀虫剂 进行灭蚊虫。 物理灭害不是直接把有毒药物作用在环境中，而是利用害虫的各种生物性进行诱 杀，比如在农业生广中，有性诱杀、黄板诱杀、糖醋诱杀、毒t耳诱杀、杨柳枝诱杀等物理方法， 通过利用蚊虫的"趋性"设置诱导条件进灭害；在家庭生活中，利用蚊虫的"趋性"诱导蚊虫 靠近预设装置，再通过电击、粘捕等方法进行灭害。 以上两大类方法各有优势，但存在如下不足： 第一，化学灭害的方法虽然高效，但在灭害的同时也给环境造成了一定程度的污 染；在农业生产中使用杀虫剂，直接导致农作物果实富含有毒的杀虫剂，长期食用会影响人 体健康； 第二，物理灭害的方法虽然无污染，但是这类方法主动性差，灭害范围有限、并且 灭害效果不明显，并不能达到很彻底很好的灭害效果； 第三，现有的化学和物理灭害方法，在进行生活灭蚊蝇时，都只能针对一般的住房 空间范围实施灭蚊，在大的饲养场区或养殖区，这些方法便不易实施，化学方法的效果随着 空间范围的扩展而减小，并且具有化学伤害，物理灭蚊势必要增加灭蚊装置的数量，成本较 尚。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了， 利用害虫的趋光特性对其进行光诱导并在高功率的光照下将其灼烧至死，提高物理灭害的 效果。 为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种激光灭害装置，包括诱导光 发生单元；所述诱导光发生单元用于产生可控的诱导光，所述诱导光形成光斑和与光斑对 应的光罩；在所述诱导光的作用下，害虫聚集到所述光罩内；通过控制诱导光发生单元以 调节光罩覆盖体积；当光罩覆盖体积达到最小，调节诱导光发生单元使之产生高功率激光 以灼烧聚集的害虫，实现灭害。 优选的，诱导光发生单元包括光源和控制模块；该光源在控制模块的作用下可绕 竖直方向旋转或者沿水平方向平移，以调节光罩覆盖体积。 优选的，上述控制模块包括带光阑的暗箱，置于该暗箱内的部分椭球反射镜和光 源支架； 其中，部分椭球反射镜为完整椭球反射镜的四分之一，其长轴长度为a、短轴长度 为b、焦距为c，离心率e = c/a ;带光阑的暗箱长宽高依次为a、b、b ; 光源设于部分椭球反射镜的下方，其光源几何中心处于部分椭球反射镜的几何中 心与第一焦点之间，距离第一焦点的距离d为0~0. 2c ;其中，a、b、c和d为正数； 上述光源支架为转动可控或平移可控的支架，光源置于该光源支架上。 优选的，上述转动可控的光源支架，其转动角度在竖直方向上的夹角为 0~arcton^其中，以逆时针旋转为正； 〇 上述平移可控的光源支架，其在部分椭球反射镜长轴方向的平移范围0〈L〈10*R ; 其中，R为光源的有效光发射截面宽度。 优选的，上述光阑为圆形，其直径与部分椭球镜短轴长度b相同，诱导光通过光阑 射出暗箱；与多边形光阑相较而言，圆形光阑面积最小，材料利用率高，且长期置于野外的 环境下可最大程度保证暗箱内的清洁。 优选的，光源采用波长为330nm~400nm的激光光源，发射环状或面状的扩展光； 因大多数害虫的视觉神经对波长330nm~400nm的光敏感，因此针对性的选择该波段的激 光光源。 优选的，上述激光灭害装置，还包括用于提供周期性高功率激光的灼烧装置；高温 灼烧装置位于部分椭球反射镜的第二焦点，该焦点在暗箱外；高温灼烧装置采用周期性的 高功率激光群杀害虫。 优选的，上述激光灭害装置，还包括用于捕获害虫的捕获装置；捕获装置位于部分 椭球反射镜的第二焦点，该焦点在暗箱外；该装置不直接灭杀害虫，而是自然风干捕获的害 虫。 优选的，述激光灭害装置，还包括光触媒基材，涂覆于上述光斑的覆盖范围内；所 述光触媒基材在光照下生成二氧化碳和水蒸汽，营造微温环境起到辅助诱虫作用。 按照本专利技术的另一个方面，提供了一种基于上述激光灭害装置的灭害方法，利用 椭球反射镜的光学性质和害虫的趋光性实现对害虫进行光学控制的目的，具体如下： (1)采用具有发散角的扩展激光光源（环状光源、面状光源），该光源在椭球反射 镜一侧发出的光线经椭球反射镜反射后，在反射镜另一侧形成放大的光斑和与之对应的光 罩； (2)改变入射光在椭球反射镜上的反射点位置，使得该光罩由大变小，而害虫因其 趋光性聚集到光罩内； (3)当光罩最小时，瞬时增加激光光源的激光功率，造成小范围内瞬时高功率密 度，杀死聚焦的害虫。 优选地，上述改变入射光线在椭球反射镜镜面上反射点位置的方法为：通过旋转 位置固定的光源改变入射角，起到改变入射光线在椭球反射镜镜面上反射点位置的目的； 或通过平移具有固定入射角的光源，改变反射点的位置，起到改变入射光线在椭球反射镜 镜面上反射点位置的目的。 总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有 益效果： (1)本专利技术提供的激光灭害装置及方法，利用害虫的视觉神经对某些波长的光敏 感、具有趋光性的特点，采用激光在椭球面反射后形成的动态光罩对害虫进行围捕，捕害的 效率尚、且对环境无毒，具有尚效绿色的特点； (2)本专利技术提供的激光灭害装置，其体积小巧、便于控制，由于光源可调，因此可 根据所需灭害环境的空间大小来调整光源与椭球反射镜装置规模，不仅灭害所覆盖的范围 光，而且具有很尚的环境移植性； (3)本专利技术提供的激光灭害装置及方法，其优选方案利用害虫的视觉神经对 330nm~400nm波长的激光敏感、具有趋光性的特点，采用激光在椭球面反射后形成的动态 光罩对害虫进行围捕，进一步提高了捕害的效率高； (4)本专利技术提供的激光灭害装置，其结构简单，使用寿命长，故障发率低，且易维 修，値大，具有性价比高的特点。【附图说明】 图1是实施例1提供的激光灭害装置的结构示意图； 图2是实施例1提供的激光灭害装置的光路初始状态图； 图3是实施例1提供的激光灭害装置的光路变化过程图； 图4是实施例1提供的激光灭害装置的光路最终状态图； 图5是实施例1里椭圆面型的光源造成的光罩尺寸变化俯视图； 图6是实施例2提供的激光灭害装置的结构示意图； 图7是实施例2提供的激光灭害装置的光路初始状态图； 图8是实施例2提供的激光灭害装置的光路变化过程图； 图9是实施例2提供的激光灭害装置的光路最终状态图； 图10是实施例2里椭圆环状光源导致的光罩尺寸变化俯视图； 在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-光阑、2- 部分椭球反射镜、3-暗箱（椭球反射镜安装支架）、4-椭球反射镜几何右焦点I ;5_主波长 λ :的激光光源、6-二氧化钛基材光触媒、7-部分椭球反射镜几何左焦点II。【具体实施方式】 为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并 不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要 彼此之间未本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光灭害装置，其特征在于，包括诱导光发生单元；所述诱导光发生单元用于产生可控的诱导光，所述诱导光形成光斑和与光斑对应的光罩；在所述诱导光的作用下，害虫聚集到所述光罩内；通过控制诱导光发生单元以调节光罩覆盖体积，当光罩覆盖体积达到最小，调节诱导光发生单元使之产生高功率激光以灼烧聚集的害虫，实现灭害。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱广志，朱晓，赵文广，王海林，齐丽君，宋恩茂，
申请(专利权)人：华中科技大学，武汉梅曼科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42