專利名稱：微波除草滅菌法及微波除草殺蟲滅菌機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微波除草滅菌法及實施該方法的一種微波除草殺蟲滅菌機，確切地說是使用微波能進行除草滅菌的方法，以及根據(jù)該方法設(shè)計的一種用于殺滅各種農(nóng)田雜草、生活或躲藏于土壤中的各蟲態(tài)的害蟲、各種真菌、細(xì)菌、病毒等病原微生物、以及線蟲、螨等有害生物，各種養(yǎng)殖場以及公共場所的快速消毒處理，家庭各種有害生物如蟑螂、老鼠等的防除處理的裝置。
背景技術(shù)：
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的各種有害生物如雜草、各種害蟲、病原微生物等是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)獲得高產(chǎn)高效的主要障礙，為此人類進行了不懈的努力，發(fā)明了各種農(nóng)藥如各種除草劑、殺蟲劑、殺菌劑、殺線蟲劑、殺螨劑等，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)一度躍上了新臺階。農(nóng)藥的發(fā)明在一定程度上解決了人類的溫飽問題，是20世紀(jì)的重大發(fā)明之一。但農(nóng)藥的廣泛應(yīng)用，帶來了意想不到的嚴(yán)重后果，不僅是對環(huán)境的嚴(yán)重污染，對生態(tài)系統(tǒng)的破壞，也對人類自身帶來了嚴(yán)重的后果。農(nóng)藥廣泛且高劑量的使用，不僅帶來了3R問題(即農(nóng)藥的高殘留、抗藥性、再猖獗)，對生物多樣性也帶來了極大的破壞，農(nóng)藥對雜草、害蟲、病菌沒有很好地控制，相反卻大量地殺死了很多無辜的生物，尤其是有害生物的各種天敵，促使大量的物種快速滅絕。農(nóng)藥施用后沉降于土壤中，或直接降落于植物體上，被植物富集吸收，通過各種途徑，經(jīng)由食物鏈又進入人體，對人類自身構(gòu)成威脅。農(nóng)藥施用量很大的果區(qū)、棉產(chǎn)區(qū)白血病、癌癥各種病癥的發(fā)病率很高，即與各種農(nóng)藥的致畸、致癌性有關(guān)。由于土壤的特殊性，農(nóng)藥在土壤中的分解周期很長，因此很容易通過植物的富集作用進入人體，據(jù)測定，早期施用的DDT農(nóng)藥，在土壤中殘留30年仍不分解，由于空氣的攜帶作用在南極冰層中也發(fā)現(xiàn)DDT，其影響之廣，范圍之大，可見一斑。隨著人們環(huán)境意識的覺醒以及人們對健康的追求，人們開始尋求降低農(nóng)藥副作用的各種方法，甚至代替農(nóng)藥使用的各種方法。
微波的熱效應(yīng)與生物學(xué)效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)為此開辟了一條新的途徑。根據(jù)有耗介質(zhì)在微波作用下吸收微波能轉(zhuǎn)化為熱能的特性即所謂微波的熱效應(yīng)，以及微波對生物的特殊破壞作用即所謂的微波的生物效應(yīng)原理，用高劑量的微波持續(xù)處理一定時間，使被處理對象在微波的熱效應(yīng)與生物效應(yīng)雙重作用下迅速死亡，從而可以達到快速殺滅生物的目的。微波在生物領(lǐng)域得到較廣泛的應(yīng)用原理即在于生物體內(nèi)的各種有機物如核酸、蛋白質(zhì)、脂肪等有機大分子以及作為代謝環(huán)境的水等都是極性分子即所謂的偶極子，在周期性快速變換的電磁場作用下可以快速擺動，吸收微波能而迅速升溫，結(jié)果導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)的酶等生物活性物質(zhì)在高溫下迅速失去活性，最終導(dǎo)致細(xì)胞凋萎。細(xì)胞內(nèi)的DNA、細(xì)胞膜、核酸等成分在高劑量的微波輻射下呈現(xiàn)不可修復(fù)的結(jié)構(gòu)性或功能性的損傷即微波的生物效應(yīng)，使細(xì)胞的正常生長與遺傳受到嚴(yán)重影響，也加速了細(xì)胞的死亡。。微波的作用具有專一性，只對極性分子起作用，因此加熱效率高，極適于農(nóng)業(yè)應(yīng)用。微波的熱效應(yīng)與生物效應(yīng)相互激勵，從而可以快速除草、殺蟲、殺菌，且處理對象不受生活狀態(tài)的限制，如休眠的種子、萌芽期、苗期、生長期以及老熟期的雜草，各個蟲態(tài)的昆蟲及各個生活期的其他病原微生物如真菌、細(xì)菌、線蟲、螨等都可進行處理，對多年生雜草的處理效果更佳。微波可以被土壤完全吸收轉(zhuǎn)化為熱能，且關(guān)閉電源或?qū)⒐β收{(diào)到零后，微波輻射即隨之停止，土壤中的微波隨即完全消失，對周圍環(huán)境沒有任何殘留與危害，雜草與害蟲、病原菌也不會產(chǎn)生抗性。使用微波進行除草、殺蟲與殺菌處理只是在被處理對象上形成一個暫時沒有或有很少的生物的“真空地帶”，并不影響周圍環(huán)境中的生物多樣性，因此具有環(huán)境友好的特點，符合現(xiàn)代環(huán)境保護與生物多樣性保護的理念。
根據(jù)檢索，已有利用電磁波進行殺蟲、殺菌的專利申請，如2000年5月24日公布的專利號為99237854.0的倉儲糧食微波殺蟲裝置，該裝置通過一懸掛裝置懸吊于糧倉之上，利用蝸輪蝸桿的擺動對下面的糧食進行輻射，適用于倉儲糧食殺蟲，但不適用于農(nóng)田環(huán)境除草、殺蟲殺菌以及各種養(yǎng)殖場和公共場所消毒使用。1998年3月4日公布的專利號為96238972.2的箱式微波殺蟲滅菌裝置為密閉的諧振腔式裝置，適于處理小型的、可移動式材料，且被處理材料必須置放于密閉的腔體內(nèi)，關(guān)閉箱門才能進行處理，也不適于農(nóng)田除草、殺蟲殺菌以及養(yǎng)殖場、公共場所的消毒處理。1994年1月5日公布的專利號為93233817.8的室內(nèi)有害生物電能防治裝置也為微波裝置，該裝置雖然具有移動架，但微波輻射器固定于箱體內(nèi)，不能上下與左右移動，該裝置適于室內(nèi)平滑地面進行殺蟲殺菌處理，不適于農(nóng)業(yè)應(yīng)用，尤其農(nóng)田進行除草、殺蟲、殺菌處理以及養(yǎng)殖場進行長時間作業(yè)，且其磁控管置于電源機箱內(nèi)，散熱不良，影響磁控管工作的穩(wěn)定性。2002年3月13日公布的申請?zhí)枮?0115959.3的物理殺蟲機為利用亞紫外光及低頻電磁波、超聲波進行殺蟲的裝置，該裝置對不具有趨光性的昆蟲效果較差，且其電磁波的頻率太低，對驅(qū)蟲有效，但無法快速殺蟲，也無法在田間使用，尤其無法用于農(nóng)田進行除草、殺蟲、滅菌以及養(yǎng)殖場、公共場所進行消毒處理。1993年10月13日公布的專利號為92237685.9的電磁除蟑、除鼠器為利用低頻電磁波進行驅(qū)蟲、驅(qū)鼠的裝置，可以驅(qū)除蟲鼠，但殺蟲效果不佳，更不可能用于農(nóng)田進行除草、殺蟲、殺菌以及養(yǎng)殖場、公共場所進行消毒處理。原始的“刀耕火種”的耕作方式為最早利用熱能進行除草、殺蟲、滅菌的農(nóng)業(yè)措施，但此舉對環(huán)境破壞大，耗能高而效率低，不適于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)。目前還沒有利用微波能進行農(nóng)田除草滅菌的方法與裝置的報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種快速簡捷的、沒有任何殘留，環(huán)境友好，符合持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代環(huán)境保護與生物多樣性保護理念的農(nóng)田除草滅菌的方法以及集除草、殺蟲、滅菌于一體的，可以在戶外農(nóng)田進行除草殺蟲滅菌，在養(yǎng)殖場、公共場所及室內(nèi)進行快速殺蟲、殺菌處理，可以方便移動與操作的一種微波除草殺蟲滅菌機。
為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種微波除草滅菌法，其特征在于由微波振蕩器將電能轉(zhuǎn)化為微波能，通過微波饋線將微波能輸送給微波輻射器，由微波輻射器將微波能輻射到土壤，使雜草植株、種子及土壤中的細(xì)菌、真菌、線蟲、螨等病原微生物暴露在高強度微波輻射下，細(xì)胞內(nèi)的有機大分子、水分子等偶極子快速振蕩，在微波的熱效應(yīng)以及微波的生物效應(yīng)雙重作用下，導(dǎo)致DNA、核酸、酶等重要的細(xì)胞組成成分、細(xì)胞膜等重要的細(xì)胞結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不可修復(fù)的結(jié)構(gòu)性或功能性損傷而迅速凋亡，從而殺死雜草、病菌等。土壤中的水分及其他極性成份也會吸收微波能而升溫，由于土壤具有熱的不良導(dǎo)體這一特性，對雜草根系、土壤中的雜草種子、病原菌等形成高溫環(huán)境，加速導(dǎo)致雜草植株的地上部分與地下根系、雜草種子以及病原菌等的死亡，從而達到相對持久的除草、滅菌效果。微波具有一定的穿透力，不僅可以徹底處理地表面而且可以殺死距地表一定深度下的雜草與害蟲、病原微生物，尤其是農(nóng)田耕作層以內(nèi)的各種有害生物。根據(jù)土壤的質(zhì)地、土壤含水量、土壤有機質(zhì)含量等不同，微波對土壤的穿透深度為1λ∽30λ即1∽30個波長深度。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的各種有害生物如雜草、土壤害蟲、土傳病害等主要集中在距地面40cm以內(nèi)的土層內(nèi)，尤其是距地表20cm以內(nèi)的耕作層內(nèi)，根據(jù)公式λ＝C/f(式中λ為波長，C為光速，f為微波頻率)可知，可以在距地表40cm土層內(nèi)進行工作的微波波長為40cm∽1.4cm，即適宜的微波頻率為750MHz∽21500MHz。微波能可以被土壤完全吸收，對環(huán)境沒有任何殘留影響。微波處理的結(jié)果是在被處理對象上形成暫時無草、無菌的小環(huán)境，不會影響周圍環(huán)境中的其他生物，符合持續(xù)發(fā)展、環(huán)境保護與生物多樣性的要求。采用微波進行除草滅菌，對于經(jīng)常進行重茬連作以及栽培多年生植物的土壤，如大棚蔬菜、大田經(jīng)濟作物、果樹等，可以有效降低土壤中的有害生物的密度，再通過施用有機肥以及生物磷肥、生物鉀肥、土壤固氮菌以及根據(jù)作物的特性選用相應(yīng)的根瘤菌等生物肥料，即可以使農(nóng)業(yè)達到高產(chǎn)高效、綠色環(huán)保的要求。
一種生物防除裝置，其特征在于由照明用單相電或工業(yè)用三相電提供電能，為便于在野外使用，也可以使用蓄電池或內(nèi)燃機發(fā)電機等提供電能，采用公知的低頻升壓電路或半波倍壓電路裝置給微波源提供適宜的電壓和電流，由微波源將電能轉(zhuǎn)換為微波能，通過同軸饋線或波導(dǎo)管將微波輸送至微波輻射器，由微波輻射器將高劑量的微波定向輻射至土壤或地表面，從而達到除草殺蟲滅菌的目的。微波輻射器可以通過升降裝置上下調(diào)節(jié)，也可以通過水平轉(zhuǎn)動裝置左右轉(zhuǎn)動，適于在復(fù)雜的環(huán)境中進行作業(yè)。行走裝置帶動微波處理器可以邊走邊進行作業(yè)處理。行走裝置具有較寬的行走輪或為履帶式，或二者結(jié)合在一起，適于在較松軟的土壤或地面進行作業(yè)與快速行走，具有很大的機動性與靈活性。行走裝置可以通過推拉手架人力驅(qū)動，也可以通過其它動力驅(qū)動，或為機動與手動兩用型，也可以通過農(nóng)田作業(yè)車牽引或推動前進。為了提高微波處理的效果，在微波處理器的后面聯(lián)接一個縱向長方形的具有保溫作用的拖帶，拖帶可以升降。作業(yè)時拖帶降下，緊貼地面，可以使剛剛處理過的土壤和地面繼續(xù)保持高溫狀態(tài)，以強化微波處理效果，達到既能有效除草殺蟲滅菌，又節(jié)省能源的目的。
除草殺蟲滅菌所用的微波既可以為連續(xù)波，也可以為脈沖波，。微波能可以通過微波饋線或波導(dǎo)管輸送至具有定向輻射功能的各種微波天線，如喇叭天線、拋物面天線、螺旋天線等，也可以輸送至開口的類似微波爐的諧振腔或下面開口的波導(dǎo)管內(nèi)，諧振腔的下方開口，前側(cè)壁與后側(cè)壁可以上下活動，以方便諧振腔的左右側(cè)壁切入土壤中，而前、后側(cè)壁仍可以將微波反射回諧振腔內(nèi)，既能防止微波的泄漏，又能集中微波的能量，以高劑量的微波快速殺死滯留于諧振腔內(nèi)土壤中的各種雜草、害蟲與病原微生物。為便于在土壤中行走，諧振腔側(cè)壁的形狀可以根據(jù)土壤特性的不同采用方形或圓形，或方形至圓形之間的任何變形，側(cè)壁的前緣鋒利，以減少行走時土壤的阻力。作業(yè)時，諧振腔側(cè)壁可以為垂直狀態(tài)，作為改進方式，其上端更可以為向前傾斜的，以減少行走阻力。諧振腔的上側(cè)壁與前、后側(cè)壁可以為平板型，作為改進方式，更可以為拋物面型，以便更好地將微波反射回諧振腔。諧振腔內(nèi)壁可以涂敷一層陶瓷或聚苯乙烯等材質(zhì)堅硬耐磨又能透過微波的材料，以保護諧振腔內(nèi)壁的光滑完整，以免降低使用效果，延長使用壽命。諧振腔前側(cè)壁的前緣可以有一凹槽口，內(nèi)嵌一轉(zhuǎn)動軸，既能有效防止微波泄漏，又能減少行走阻力，方便行走。諧振腔后側(cè)壁也可以如前側(cè)壁一樣具有一轉(zhuǎn)動軸。轉(zhuǎn)動軸的材料可以為微波吸收材料，更可以為金屬材料，以便將微波反射回諧振腔內(nèi)。諧振腔的前方具有土壤切割器，由橫向的割草刀和縱向的土壤切割刀組成。橫向的割草刀切割較高的雜草，以利行走與保護微波處理器的上側(cè)壁。縱向的土壤切割刀用以劃開土壤，切斷土壤中的雜草根系，為諧振腔側(cè)壁開道，使之在土壤中順利行走作業(yè)，延長使用壽命。為此，縱向的土壤切割刀的前端通常鋒利，后端通常較寬，平截或微凹。土壤切割刀作業(yè)時的位置可以為垂直狀態(tài)。作為改進方式，土壤切割刀的上端通常向前傾斜，以便于在土壤中行走與切割雜草根系。在縱向的土壤切割刀上，可以安裝輔助行走輪，輔助行走輪在土壤切割刀上的位置通常可以上下調(diào)節(jié)，既方便土壤切割刀在土壤中行走，又能控制土壤切割刀的切割深度。為便于監(jiān)測與調(diào)節(jié)微波輸出功率，在控制面板上具有微波輸出功率監(jiān)測器，可以通過對陽極電流的監(jiān)測或通過波導(dǎo)定向耦合器實現(xiàn)對微波輸出功率的監(jiān)測。微波輸出功率的調(diào)節(jié)可以通過調(diào)壓器進行連續(xù)調(diào)節(jié)，也可以做成分檔調(diào)節(jié)，或為開關(guān)式。田間作業(yè)范圍較大，需要較長的電源線，為方便作業(yè)，可以在機身上安裝電源線自動收放裝置。電源線自動收放裝置可以通過電力驅(qū)動，也可以通過在行走輪與電源線收放輪之間安放機械聯(lián)動機構(gòu)進行驅(qū)動。聯(lián)動機構(gòu)可以為皮帶輪傳動方式，將行走輪的行走動力通過皮帶傳遞給電源線收放輪，使之聯(lián)動，達到自動收放電源線的目的。或者通過齒輪組將電源線收放輪與行走輪連鎖，使之自動收放電源線。為方便工作，機體上還可以設(shè)置工具箱。機殼的形狀可以為方形。作為改進方式，為方便微波處理器的左右轉(zhuǎn)動，機殼的前端可以是半圓柱形的。機殼也可以為圓柱形，與底座之間可以有轉(zhuǎn)動槽，以帶動微波處理器進行轉(zhuǎn)動。控制面板的所有操作以及行走裝置的操縱既可以手動操作，也可以遙控操作。


1磁控管；2磁控管散熱風(fēng)扇；3調(diào)節(jié)螺旋活動臂；4調(diào)節(jié)旋鈕；5電源電源機箱；6控制面板；7推拉手架；8工具箱；9電源線收放輪；10保溫拖帶升降索；11保溫拖帶；12機箱散熱風(fēng)扇；13行走輪；14波導(dǎo)管；15A諧振腔頂壁；15B諧振腔側(cè)壁；16A諧振腔前反射壁16B諧振腔后反射壁；17；滾動軸；18縱向切割刀；19輔助行走輪；20橫向切割刀；21橫向轉(zhuǎn)動臂；22液壓升降桿；23微型電動機；24微波輻射器；25縱向升降臂；26支撐臂；27支撐柱；28法蘭；29轉(zhuǎn)向齒輪組；30轉(zhuǎn)動軸；31履帶；32轉(zhuǎn)動手柄；33微波同軸傳輸線；34微波透鏡；35線陣饋源；36螺旋天線；37接地板；38皮帶傳動裝置。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細(xì)的說明。
圖1為微波除草滅菌法框圖。
圖2為本發(fā)明實施方式之一的透視圖。
圖3為本發(fā)明的第二種實施方式的透視圖。
圖4為本發(fā)明的第三種實施方式的透視圖。
圖5為本發(fā)明的第四種實施方式的透視圖。
圖6為本發(fā)明的第五種實施方式的透視圖。
圖7為本發(fā)明的第六種實施方式的透視圖。
圖8為本發(fā)明的第七種實施方式的透視圖。
圖9為本發(fā)明的第八種實施方式的透視圖。
圖10為本發(fā)明的第九種實施方式的透視圖。
圖11為微波透鏡的剖視圖。
圖1所示為微波除草滅菌法框圖。電源給微波振蕩器提供電能，由微波振蕩器將電能轉(zhuǎn)化為微波能，通過微波饋線將微波能輸送給微波輻射器，由微波輻射器將微波能輻射到土壤，使雜草植株、種子及土壤中的細(xì)菌、真菌、線蟲、螨等病原微生物暴露在高強度微波輻射下，細(xì)胞內(nèi)的有機大分子、水分子等偶極子快速振蕩，在微波的熱效應(yīng)以及微波的生物效應(yīng)雙重作用下，導(dǎo)致DNA、核酸、酶等重要的細(xì)胞組成成分、細(xì)胞膜等重要的細(xì)胞結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不可修復(fù)的結(jié)構(gòu)性或功能性損傷而迅速凋亡，從而殺死雜草、病菌等。土壤中的水分及其他極性成份也會吸收微波能而升溫，由于土壤具有熱的不良導(dǎo)體這一特性，對雜草根系、土壤中的雜草種子、病原菌等形成高溫環(huán)境，加速雜草植株的地上部分與地下根系、雜草種子以及病原菌等的死亡，從而達到相對持久的除草、滅菌效果。微波能可以被土壤完全吸收，對環(huán)境沒有任何殘留影響。微波處理的結(jié)果是在被處理對象上形成暫時無草、無菌的小環(huán)境，不會影響周圍環(huán)境中的其他生物，符合持續(xù)發(fā)展、環(huán)境保護與生物多樣性的要求。
圖2所示為本發(fā)明的第一種實施例該實施例的行走裝置為輪式的，行走輪13的寬度較大，與地面具有較大的接觸面積，以利于在較松軟的土壤或路面上行走。為了行走平穩(wěn)，一般為4個行走輪，當(dāng)然也可以為3個或者更多，只要能行走平穩(wěn)，便于操作即可。行走輪13安裝于底座上。前面兩個行走輪的橫向連接軸懸掛連接一個橫向的細(xì)軸，該細(xì)軸固定連接一個縱向長方形的具有保溫作用的拖帶11，拖帶11也可以直接連接在微波輻射器24上。該拖帶可以升降，作業(yè)時放下緊貼地面進行保溫，以強化微波處理效果，非作業(yè)時間，尤其是行走時可以通過拖帶升降索10收起，以利于行走及減少磨損，延長保溫拖帶11的使用壽命。變壓器、整流器、電子線路板、液壓升降機等均固定于電源機箱5內(nèi)，電源機箱壁上安裝散熱風(fēng)扇12，電源機箱5固定于底座上。電源機箱5的前端為半圓柱形，以利于微波處理器的左右轉(zhuǎn)動。當(dāng)然，如果橫向轉(zhuǎn)動臂21的長度足夠，電源機箱5的前端也可以為方形。液壓升降裝置的升降桿22從電源機箱蓋上伸出，根據(jù)作業(yè)對象的不同，升降桿22在液壓升降電路的驅(qū)動下可以自由升降，控制微波輻射器與地面的距離，以擴大作業(yè)對象的范圍，提高處理效果。當(dāng)然，液壓升降裝置的升降桿22也可以安放于機箱外。液壓升降桿22的頂端連接轉(zhuǎn)動軸30，轉(zhuǎn)動軸30連接橫向轉(zhuǎn)動臂21，橫向轉(zhuǎn)動臂21可以通過轉(zhuǎn)動軸30在水平方向繞液壓升降桿22轉(zhuǎn)動。橫向轉(zhuǎn)動臂21可以為單節(jié)的，也可以為多節(jié)的，可以通過公知的各種連接方式進行固定與連接。橫向轉(zhuǎn)動臂21的端部通過連接框連接微波輻射器24。微波輻射器24由磁控管1提供微波源，微波能通過波導(dǎo)管14由微波輻射器24定向發(fā)射到被處理的土壤或其他物體上。波導(dǎo)管14與微波輻射器24通過法蘭28連接。微波輻射器24為喇叭天線。磁控管1通過磁控管散熱風(fēng)扇2降溫(也可以通過水冷方式降溫)。行走輪上裝有齒輪組，可以與電源線收放輪9通過齒輪組29相連，該齒輪組的兩個齒輪斜面分別為45°，齒輪軸相交90°，可以將行走輪在水平方向上的轉(zhuǎn)動改變?yōu)殡娫淳€收放輪9在垂直方向上的轉(zhuǎn)動，使電源線收放輪與行走輪同步轉(zhuǎn)動，達到自動收放電源線的目的。電源機箱5的后側(cè)為工具箱8，工具箱8的頂部為控制面板6，控制各種電源的開關(guān)以及監(jiān)測微波輸出的各種監(jiān)視器如陽極電流監(jiān)視器等均固定于控制面板6上。當(dāng)然，工具箱8也可以安放于機箱5的其他位置。底座的后面為推拉手架7。行走輪可以通過推拉手架7人工提供動力，也可以通過電動機提供動力行走，或通過農(nóng)業(yè)機械牽引、推動行走。各種電源的開、關(guān)以及行走輪的轉(zhuǎn)向等操作可以在現(xiàn)場手動控制，也可以通過遙控裝置進行遙控操作。
圖3所示為另一種實施方式。該實施方式與圖1所示的實施方式相似，其不同點在于微波輻射器24為螺旋天線36，微波源安放于電源機箱5內(nèi)，使用同軸線33來饋電。接地板37的形狀可以為圓盤形，當(dāng)然也可以為矩形或角錐形，或為其他形狀。微波輻射器的升降調(diào)控通過支撐臂26與縱向轉(zhuǎn)動臂25之間的夾角進行控制。在縱向轉(zhuǎn)動臂25與支撐臂26的接觸面上具有一系列凹槽，支撐臂26的頂端稍凹陷，中央為舌形，該舌形齒與縱向轉(zhuǎn)動臂25的凹槽匹配，既可以控制縱向轉(zhuǎn)動臂25的升降，又防止左右搖擺。支撐臂26垂直時微波輻射器達到最高位置，傾斜時則降低高度。橫向轉(zhuǎn)動臂21可以繞縱向轉(zhuǎn)動臂25在水平方向進行轉(zhuǎn)動。微波輻射器后面的保溫拖帶11的前緣可以做成半圓形，與微波輻射器的形狀相配套，以利更好地保溫。
圖4所示為第三種實施例。該實施方式與圖1所示實施方式相似，其不同點在于微波輻射器14的升降調(diào)控是通過類似于生物顯微鏡的調(diào)焦螺旋進行控制。調(diào)節(jié)螺旋活動臂3與由波導(dǎo)管14、磁控管1、磁控管散熱風(fēng)扇2、微波輻射器24組成的聯(lián)合體相連，調(diào)節(jié)螺旋的固定臂固定于電源機箱5的側(cè)壁上，通過調(diào)節(jié)旋鈕4來調(diào)節(jié)微波輻射器24的升降。當(dāng)然，調(diào)節(jié)螺旋的固定臂也可以不與電源機箱5相連，而直接固定于底座上。電源機箱5為圓筒形，與底座之間可以通過轉(zhuǎn)動槽相連，也可以通過轉(zhuǎn)動軸承相連，以便于電源機箱左右轉(zhuǎn)動，從而帶動微波輻射器24轉(zhuǎn)動。在該實施例中，電源線收放輪9通過微型電動機23驅(qū)動。
圖5為第四種實施例。該實施方式與圖1所示實施方式相似，其不同點在于微波輻射器為開放式的箱體式結(jié)構(gòu)，呈“n”字型，類似于前側(cè)、后側(cè)可以活動而下面開口的微波爐或下方開口的波導(dǎo)管。波導(dǎo)管14與諧振腔頂壁15A通過法蘭聯(lián)接。諧振腔頂壁15A的前面與后面開口部分分別與諧振腔反射壁16A、16B相連，使微波能量集中于諧振腔內(nèi)，防止微波泄漏。作業(yè)時諧振腔反射壁16A、16B可以相對于諧振腔側(cè)壁15B上下活動。諧振腔反射壁16A的前緣有凹口，內(nèi)嵌可以轉(zhuǎn)動的滾動軸17。諧振腔反射壁16B的后緣也可以安裝滾動軸。諧振腔頂壁15A的形狀可以為平板型，也可以為拋物面型。諧振腔頂壁15A、側(cè)壁15B內(nèi)表面可以覆有耐磨的能透過微波的材料如陶瓷、聚苯乙烯等材料，以增強諧振腔壁的抗腐蝕、耐磨損能力，延長使用壽命。滾動軸17可以用微波吸收材料制成，也可以用反射微波的金屬材料制成。微波處理器的前方可以安裝土壤切割器，以切割堅硬的土壤，切斷雜草根系，驅(qū)除土壤中較大的石子等硬物，為微波處理器開道，加強對微波處理器的保護。土壤切割器由縱向切割刀18、橫向切割刀20和輔助行走輪19組成。縱向切割刀18、橫向切割刀20的前端鋒利，后端平截或凹陷。輔助行走輪19安裝于縱向切割刀18上，可以上下調(diào)節(jié)，以控制切割刀的切割深度，同時方便行走。縱向切割刀18可以垂直，也可以上端向前或向后傾斜，以利于在土壤中切割行走。諧振腔側(cè)壁15B可以垂直，也可以前后傾斜，以方便在土壤中行走。諧振腔反射壁16B的后緣與保溫拖帶11的前緣相連。微波輻射器通過橫向轉(zhuǎn)動臂21與液壓升降桿22相連。微波輻射器的前方除可以安裝土壤切割器外，也可以安裝土壤耕作機具如土壤圓耕機、扶壟機等以提高作業(yè)效率。
圖6為另一種實施例。該實施方式與圖4所示實施方式相似，其不同點在于微波輻射器與機體的連接采取與生物顯微鏡的調(diào)焦螺旋類似的裝置。微波輻射器通過活動臂3與機體相連。微波輻射器的升降控制既可以通過調(diào)節(jié)螺旋4手動控制，也可以通過電動操縱。圖中所示電源線收放輪9通過微型電機23控制。
圖7為另一種實施例。該實施方式與圖6所示實施方式相似，其不同點在于微波諧振腔頂壁15A為拋物面型，兩側(cè)的腔壁15B為圓形，諧振腔前、后的反射壁16A、16B也為拋物面型，有利于微波的反射與集中，提高處理效率。
圖8為另外一種實施例。該實施方式與圖6所示實施方式相似，其不同點在于微波諧振腔為多腔式的，微波源為多個獨立的磁控管1，波導(dǎo)管14也相應(yīng)地獨立，每個磁控管的散熱風(fēng)扇2也各自獨立。作業(yè)時位于微波諧振腔側(cè)壁15B前方的土壤切割器的縱向切割刀18也相應(yīng)地增加，微波諧振腔側(cè)壁15B的每個側(cè)壁的前面均有一個縱向切割刀18。
圖9為另一種實施例。該實施方式與圖6所示實施方式相似，其不同點在于行走裝置為履帶式，便于在特別柔軟的地面如稻田、魚塘等行走作業(yè)。
圖10為另一種實施例。該實施方式的特點在于微波源安放于電源機箱5內(nèi)，微波饋線33為同軸線。微波輻射器為拋物柱面天線，線陣饋源35位于柱狀拋物面15A的焦線上，15B為側(cè)壁，以防止微波泄漏。在柱狀拋物面的前緣與后緣分別具有微波反射壁16A、16B、以防止微波泄漏。微波反射壁16A、16B為固定式的，也可以為上下活動式的。在拋物柱面天線的開口處安裝有微波透鏡34，微波透鏡34由凹形的平行排列的金屬片組成，凹形向下，可以將拋物柱面天線輻射出的微波聚集，集中微波能進行輻射處理，通過高劑量的輻射處理以提高殺滅效果。微波透鏡也可以為介質(zhì)透鏡。如果用以處理土壤，也可以在拋物柱面天線的前方安裝土壤切割器，以保護拋物柱面天線，延長使用壽命。拋物柱面天線的后緣也有保溫拖帶11，以強化微波處理的效果。保溫拖帶11可以通過升降索10進行升降操作。微波輻射器可以在橫向轉(zhuǎn)動臂21的控制下左右轉(zhuǎn)動，也可以在操縱手柄32的作用下上下移動。也可以將操縱手柄32做成既可以控制微波輻射器左右轉(zhuǎn)動又可以上下轉(zhuǎn)動的形式。電源線收放輪9通過皮帶傳動裝置38與行走輪聯(lián)動，達到自動收放電源線的目的。反方向收放電源線可以通過扭轉(zhuǎn)皮帶來實現(xiàn)。
圖11為微波透鏡剖視圖。線陣饋源35位于柱狀拋物面諧振腔頂壁15A的焦線上，金屬透鏡34安裝于柱狀拋物面諧振腔頂壁15A的開口處，起到聚集微波能量的作用。反射壁16A、16B安裝于諧振腔頂壁15A的前、后端緣，以防止微波泄漏。采用微波饋線33進行饋電。
上述各種實施例中所列舉的各種實施方式，可以根據(jù)具體的處理對象的不同進行組合，有些裝置可以缺如，如專用于在農(nóng)田與其他農(nóng)業(yè)機械聯(lián)合使用，則推拉手架7可以省卻等。所有這些組合和某些部件的缺如均在本發(fā)明的權(quán)利要求保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種微波除草滅菌法，其特征在于由微波振蕩器將電能轉(zhuǎn)化為微波能，通過微波饋線將微波能輸送給微波輻射器，由微波輻射器將微波能輻射到土壤，使雜草植株、種子及土壤中的細(xì)菌、真菌、線蟲、螨等病原微生物暴露在高強度微波輻射下，在微波的熱效應(yīng)與生物效應(yīng)雙重作用下迅速死亡。土壤中的水分及其他極性成份也會吸收微波能而升溫，形成高溫環(huán)境，加速雜草、病原菌的死亡，從而達到相對持久的除草、滅菌效果。
2.一種實現(xiàn)權(quán)利要求1所述的微波除草滅菌法的微波除草殺蟲滅菌機，其特征在于由電源、變壓器、整流器、微波源、微波饋線、微波輻射器、控制面板、行走裝置等組成，微波輻射器可以上下移動和左右轉(zhuǎn)動；微波輻射器的后面具有保溫作用的拖帶。
3.按照權(quán)利要求1所述的微波除草滅菌法，其特征在于微波源是連續(xù)微波，也可以是脈沖微波。
4.按照權(quán)利要求1所述的微波除草滅菌法，其特征在于微波頻率為750MHz∽21500MHz。
5.按照權(quán)利要求2所述的微波除草殺蟲滅菌機，其特征在于微波輻射器是具有定向輻射作用的微波天線
6.按照權(quán)利要求2所述的微波除草殺蟲滅菌機，其特征在于微波輻射器是下面開口的諧振腔。
7.按照權(quán)利要求2所述的微波除草殺蟲滅菌機，其特征在于在微波輻射器的輻射出口處安裝有微波透鏡。
8.按照權(quán)利要求6所述的微波除草殺蟲滅菌機，其特征在于諧振腔式的微波輻射器側(cè)壁作業(yè)時可以垂直，也可以傾斜放置。
9.按照權(quán)利要求6所述的微波除草殺蟲滅菌機，其特征在于諧振腔式的微波輻射器的前方具有土壤切割器。
10.按照權(quán)利要求6所述的微波除草殺蟲滅菌機，其特征在于諧振腔式的微波輻射器的上側(cè)壁可以是平板型，也可以是拋物面型。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種微波除草滅菌的方法以及實施該方法的一種微波除草殺蟲滅菌機。該法利用微波的熱效應(yīng)與生物效應(yīng)原理，由微波振蕩器將電能轉(zhuǎn)化微波能，通過微波輻射器定向、高劑量地照射土壤或地面，選擇性加熱生物介質(zhì)材料進行除草滅菌，既快速殺滅各種有害生物，又節(jié)省能源，不污染環(huán)境。微波除草殺蟲滅菌機具有行走裝置13，微波輻射器15采用具有定向輻射能力的微波天線或類似于開口的微波爐的諧振腔式結(jié)構(gòu)，可以上下移動與左右轉(zhuǎn)動，后面具有保溫拖帶11以強化微波處理效果。適用于蔬菜大棚、果園、農(nóng)田等無公害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時進行除草、殺蟲、滅菌，養(yǎng)殖場及公共場所的快速消毒，家庭衛(wèi)生害蟲的防除處理等。
文檔編號A01B77/00GK1408200SQ02129628
公開日2003年4月9日 申請日期2002年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月5日
發(fā)明者徐常青, 魏建健 申請人:徐常青, 魏建健