本發(fā)明涉及一種殺蟲裝置。

背景技術：

伴隨著國家對林業(yè)的大力度政策扶持，我國林業(yè)生產(chǎn)正大跨步的向設施林業(yè)、綠色林業(yè)、產(chǎn)業(yè)化林業(yè)快速發(fā)展，針對林業(yè)生產(chǎn)需求，如何在春秋季節(jié)保護樹木不受蟲害的侵擾，一直是被廣泛關注的問題。傳統(tǒng)的殺蟲方法無非就是噴灑藥物或者在春秋之際在樹木根部涂石灰，這樣的方法浪費了大量的人力物力和財力，而且噴灑農(nóng)藥也不符合我國綠色發(fā)展的要求，如何能有效綠色的滅蟲成為人民關注的熱點話題。

有鑒于此，電子殺蟲器投入使用，在殺滅害蟲的同時，也不會產(chǎn)生類似于農(nóng)藥的殘留。較早的殺蟲器可見于滅蚊器、滅蛾器，利用昆蟲的趨光性，然后使用高壓觸殺。其原理比較簡單，通常也主要是對昆蟲的成蟲有作用，難以對幼蟲進行捕殺。

中國專利文獻提出了一種電子驅(qū)蟲電磁爐，其在電磁爐上設置超聲波發(fā)射裝置，利用超聲波的特性防止蟑螂、螞蟻等進入電磁爐內(nèi)部，用于保護電磁爐的電氣安全。超聲驅(qū)蟲的原理是基于設備模擬昆蟲天敵翅膀振翅抖動所產(chǎn)生的聲波，昆蟲在辨識到超聲波后，會逃走，從而起到驅(qū)蟲的目的。然而，超聲目前主要用于驅(qū)蟲，并不能有效殺滅害蟲。

同樣地，例如中國CN2917288Y公開了一種多功能電子驅(qū)蟲器，其采用聲光電配合的方式實現(xiàn)驅(qū)蟲，其目的仍然是驅(qū)蟲，而不是滅蟲。

中國專利文獻CN1172587C則公開了一種物理殺蟲機，其采用亞紫外光、超聲波和電磁波三種物理手段相結合，使用亞紫外光的強光，以使害蟲眼睛失明或者直接擊殺害蟲，又利用金屬網(wǎng)的電場只殺害蟲；利用電磁波和超聲波的穿透物堆或土壤的能力，擊殺土壤內(nèi)的害蟲。

更為重要的是，中國專利文獻CN1172587C于其說明書

技術實現(xiàn)要素：
最后一段指出，將上述三種物理手段結合的各種方案，可以相互協(xié)同，殺滅各種空間內(nèi)的害蟲。其提出了多種物理手段結合的研究方向，然而并沒有給出如何協(xié)同，以及在什么條件下協(xié)同和協(xié)同條件等因素，并且從其上下文中可以看出，其協(xié)同大致是通過一種物理手段驅(qū)趕害蟲，在使用另一種物理手段擊殺害蟲。該種方式雖然可行，但需要兩種物理手段具有可靠的協(xié)同條件，否則其驅(qū)蟲和滅蟲效果會較差。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于在中國專利文獻CN1172587C基礎上進一步基于物理手段同步的方式，提出一種應用于地內(nèi)外的殺蟲裝置，提高驅(qū)蟲和滅殺害蟲的效果。

本發(fā)明采用以下技術方案：

一種應用于地內(nèi)外的殺蟲裝置，包括：

電磁波部分，其具有電磁波發(fā)射部分、驅(qū)動電磁波發(fā)射部分的電磁驅(qū)動電路和為電磁驅(qū)動電路提供發(fā)射頻率的LC振蕩電路；

過零檢測電路，連接所述LC振蕩電路，以進行過零檢測；

控制裝置，輸入連接所述過零檢測電路，以生成同步信號；

超聲部分，包括超聲驅(qū)動電路和超聲波發(fā)射探頭，其中超聲驅(qū)動電路的控制端連接控制裝置，超聲波源信號受控于同步信號而與電磁波部分同步。

上述應用于地內(nèi)外的殺蟲裝置，可選地，所述電磁波發(fā)射部分包括地下部分和地上部分。

可選地，所述地下部分包括多個發(fā)射柱極板，發(fā)射柱極板間距為4~7米。

可選地，地上部分和地下部分通過轉換開關與電磁驅(qū)動電路連接。

可選地，所述LC振蕩電路所使用電容器為可變電容器，該可變電容器由步進電機驅(qū)動。

可選地，步進電機輸出軸配有兩個用于約束其轉角的限位開關。

可選地，所述超聲驅(qū)動電路包括電源、連接電源的高壓驅(qū)動電路和調(diào)制高壓驅(qū)動電路輸出電壓的調(diào)制電路，以及連接高壓驅(qū)動電路以直接驅(qū)動超聲波發(fā)射探頭的高壓電子驅(qū)動電路；

其中，高壓電子驅(qū)動電路接入所述同步信號。

可選地，所述電壓調(diào)制電路為PWM調(diào)制電路，該PWM調(diào)制電路連接控制裝置的PWM接口。

可選地，還包括連接于所述控制裝置的控制面板，該控制面板包括控制超聲部分和電磁波部分模式轉換的控制按鈕。

可選地，控制裝置開關量輸出和波形輸出采用與控制側的光電隔離輸出。

依據(jù)本發(fā)明的應用于地內(nèi)外的殺蟲裝置，基于電磁波部分和超聲部分的疊加，產(chǎn)生更強能量的波，達到更好的滅蟲效果。這種疊加需要同步信號控制，從而不同于常規(guī)的復合驅(qū)蟲滅蟲設備隨機的驅(qū)蟲殺蟲，而具有更高的能量利用率。

附圖說明

圖1為依據(jù)本發(fā)明的一種應用于地內(nèi)外的殺蟲裝置的電氣原理圖。

圖2為依據(jù)本發(fā)明的一種應用于地內(nèi)外的殺蟲裝置的外部結構原理圖。

圖中：1.聚焦換能器，2.超聲波輸出口，3.殼體，4.功能選擇區(qū)，5.超聲波顯示器，6.電磁波顯示器，7.工作開始按鈕，8.頻率調(diào)低按鈕，9.頻率調(diào)高按鈕，10.確定按鈕，11.極板，12.電磁波輸出口。

具體實施方式

依據(jù)本發(fā)明，只使用超聲波和電磁波作為殺蟲驅(qū)蟲的物理手段，應當理解，例如具有較大強度的光，即便是在較遠的距離內(nèi)，對人員也具有殺傷作用。誠然，使用可見光譜外的光，例如紫外光，不具有人眼可見性，但不具有人眼可見，不代表著不會對人體產(chǎn)生作用。例如具有醫(yī)療作用的近紅外和遠紅外，具有化學作用的近紫外和遠紫外，盡管都在可見光譜之外，但都會對人體產(chǎn)生作用。

對于超聲波，只有能量足夠大時，才會對人體產(chǎn)生負面影響，而對于電磁波，其輻射也需要比較大的強度才會對人體產(chǎn)生作用。

如圖1和圖2所示一種應用于地內(nèi)外的殺蟲裝置，其包括三個部分，其中兩個是功能部分，余一是關聯(lián)這兩個功能部分的關聯(lián)部分。

其中兩個功能部分其一是電磁波部分，另一是超聲部分（超聲波部分）。

圖1中可見，驅(qū)動電源是24V安全電源，對于驅(qū)動電壓，設置高壓包，如圖中所示的高壓驅(qū)動，表示高壓驅(qū)動裝置，一般是變壓器，升壓后用于提供驅(qū)動電磁波部分和超聲部分的電能，電磁波部分和超聲部分所需要的電源，一般是直流電源，圖中使用整流二極管進行整流獲得。

高壓驅(qū)動部分有圖中的單片機進行脈寬調(diào)制，即圖中所示的PWM調(diào)寬，而PWM則是脈沖寬度調(diào)整的縮略語，簡稱脈寬調(diào)制。其利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進行控制，進而實現(xiàn)輸出電壓的控制。輸出電壓的范圍從0到5000V進行調(diào)整。

電磁波部分的電源部分也是來自高壓驅(qū)動，其其本結構包括電磁波發(fā)射部分、驅(qū)動電磁波發(fā)射部分的電磁驅(qū)動電路和為電磁驅(qū)動電路提供發(fā)射頻率的LC振蕩電路；其中，電磁驅(qū)動電路連接所述高壓驅(qū)動的變壓器副邊。

LC振蕩電路是電感L和電容器C組成的振蕩電路，用于產(chǎn)生高頻正弦波信號，可以通過調(diào)整電容器C的電容量變化，來改變其輸出的電磁波的輸出頻率。

LC振蕩電路所輸出的是正弦波電路，每一個周期兩次過零點，配置過零檢測電路用于檢測過零時刻，進而就可以跟蹤LC振蕩電路。

關于過零檢測電路，原本應用于交流系統(tǒng)中，而LC振蕩電路本質(zhì)上也是一種交流系統(tǒng)，當波形從正半周向負半周轉換時，經(jīng)過零位，系統(tǒng)做出的檢測行為。過零檢測電路自身可以用作開關電路的檢測，也可以用于頻率的檢測（1秒鐘內(nèi)的正負半周的翻轉次數(shù)即為頻率）。

檢測到的過零信號被送入圖中所示的型號為STM32F的單片機，然后通過輸出口送出，此信號可以直接被轉發(fā)，但為了安全起見，需要做一定的隔離，例如光耦隔離輸出電路。

單片機可以不進行任何的運算，也可以進行過零采樣或者頻率采樣后去匹配超聲發(fā)射探頭，即輸出相應的同步信號。

應當理解，所謂同步，并不是指超聲部分與電磁波部分頻率相同，而是起點相同。

似乎在一個電路中，總開關開啟的同時，相關的功能部分即可保持同步。然而，電路并不是理想的通路，電路中會存在很多節(jié)點，節(jié)點會存在節(jié)點電容，從而影響其到達各個節(jié)點的時間并不同步。

在此，采用專門的同步電路進行兩個部分的相對精確地同步，從而提高滅蟲效率。

進而關于超聲部分，首先該部分也與高壓驅(qū)動部分連接，同時該超聲部分包括超聲驅(qū)動電路和超聲波發(fā)射探頭，其中超聲驅(qū)動電路的控制端連接STM32F單片機，超聲波源信號受控于同步信號而與電磁波部分同步。

所述電磁波發(fā)射部分包括地下部分和地上部分。通常條件下，可參見CN1172587C，電磁波能夠穿透物堆，從而可以將藏于物堆之下的害蟲有效殺滅，但不同介質(zhì)之間會存在界面，該界面會影響波的損耗或者畸變，從而影響滅蟲效果。在此條件下，在本實施例中，電磁波發(fā)射部分包括地下部分，也包括地上部分，地下部分直接與例如土壤接觸，而不會產(chǎn)生空壤界面，不會產(chǎn)生損耗和畸變，從而具有更強的滅蟲能力。

超聲波與地上電磁波兩種疊加。這樣可以更加適應實際生產(chǎn)的需求，根據(jù)實際情況選擇合適的工作方式，一般可以選擇先通過發(fā)射地下電磁波把地下的害蟲殺死或者驅(qū)逐出地下，然后再利用超聲波殺蟲，這樣殺蟲更加徹底，做到地下和地上同時殺蟲超聲波的殺蟲頻率為4500HZ-7000HZ，最佳滅蟲頻率為5000HZ；電磁波殺驅(qū)蟲頻率為2HZ-5HZ，殺蟲頻率2HZ-3HZ，最佳為2.5HZ。驅(qū)蟲頻率為3HZ-5HZ，最佳頻率為3.5HZ。

一定條件下，可以只開啟電磁波部分或者超聲部分，從而具有更多的選擇，在不需要較強的滅蟲能力時，可以只部分開啟電磁波部分或者超聲部分，需要更好的殺蟲效果時，可以同時使用電磁波與超聲波，使兩者的作用疊加。

改變電容器的電容，也就是使振蕩電路電容值改變，通過過零檢測電路，實現(xiàn)電磁波與超聲波的同步，然后通過STM32F單片機來實現(xiàn)電磁波與超聲波的同步疊加，產(chǎn)生能量更加強的波，達到更好的滅蟲效果。

超聲波與電磁波疊加殺蟲是最佳的電磁波與超聲波的頻率相應為3HZ，5000HZ。

圖2的所示的殼體3結構的右上角，是功能選擇區(qū)4，而圖1中，電磁波部分和超聲部分都可以通過STM32F單片機進行開關控制，面板的上的功能選擇區(qū)為開關面板，連接到單片機的輸入口，實現(xiàn)功能選擇。

關于地下部分，采用電極板作為發(fā)射單元，如圖1右上角所示，其具有四個用于插入地下的發(fā)射柱極板，盡管地下部分布設相對于地上部分，麻煩，但其對例如土壤中的害蟲的殺滅能力卻遠遠高于地上部分。

對于地下部分的電極結構，在優(yōu)選的實施例中，采用如前所述的發(fā)射柱極板，該種結構有利于向地下部分布設。

盡管專利文獻CN1172587C生成能夠單純的使用地上部分就能夠殺滅例如土壤內(nèi)5米之內(nèi)的害蟲，但實際的滅殺效果并不十分理想，經(jīng)過長期實驗，確定發(fā)射柱極板間距不宜大于7，否則會有較多的漏網(wǎng)之蟲。

同時，在最近距離上，也不是過近，否則也會生不必要的損耗。發(fā)射柱極板最小間距不宜小于4米。

圖2的前面板的右上角則表示出了4中工作模式，分別是（1）發(fā)射超聲波；（2）發(fā)射地上電磁波；（3）發(fā)射地下電磁波；（4）超聲波與地上電磁波兩種疊加，四種工作模式可以通過開關量的控制實現(xiàn)，相對比較簡單，在此不再贅述。

對于地上部分和地下部分，可以互斥使用，因而，兩者通過轉換開關（change-over switch）與電磁驅(qū)動電路連接。

轉換開關又稱組合開關，是一種可供兩路或兩路以上電源或負載轉換用的開關電器。轉換開關由多節(jié)觸頭組合而成，在電氣設備中，多用于非頻繁地接通和分斷電路，接通電源和負載，測量三相電壓以及控制小容量異步電動機的正反轉和星-三角起動等。

最簡單的一種轉換開關是單刀雙擲開關，可以手動控制，在一些實現(xiàn)中，也可以使用開關量進行控制。

在一些實施例中，所述LC振蕩電路所使用電容器為可變電容器，該可變電容器由步進電機驅(qū)動，可以由單片機控制步進電機的轉角，實現(xiàn)LC振蕩電路輸出頻率的自動控制。

進一步地，為了保護可變電容器，步進電機輸出軸配有兩個用于約束其轉角的限位開關，用于相應約束步進電機的最大正轉轉角和最大反轉轉角。

進而，如圖1所示，所述超聲驅(qū)動電路包括電源、連接電源的高壓驅(qū)動電路和調(diào)制高壓驅(qū)動電路輸出電壓的調(diào)制電路，以及連接高壓驅(qū)動電路以直接驅(qū)動超聲波發(fā)射探頭的高壓電子驅(qū)動電路。

其中，高壓電子驅(qū)動電路接入所述同步信號。

如圖1所示，控制裝置開關量輸出和波形輸出采用與控制側的光電隔離輸出，用于包括單片機。