摘要??研究一种基于LED的温室环保杀虫灯,进行不同颜色LED灯杀虫效果的对比试验,结果表明,白色LED灯杀虫效果最好,绿色、蓝色杀虫效果较好,黄色次之,红色最差。

关键词??LED;杀虫灯;温室害虫

1   LED灯特点

LED是英文LightEmittingDiode的缩写,中文译名为发光二极管。由于寿命长、发热低,在信号指示灯、交通信号灯、广告中得到了较广泛的应用。其特点下: 光效高。白炽灯、卤钨灯光效为12~24lm/W,荧光灯光效为50~120lm/W[1]。LED光效达50~200lm/W,光谱窄、单色性好。!节能。LED具有电压低、电流小、亮度高的特性,单个发光二极管功率为0.05~1.00W。一个10~12W的LED光源发出的光能与一个35~50W白炽灯发出的光能相当。在同等照度下,LED比白炽灯光源节能70%,比荧光灯节能50%。?寿命长。白炽灯靠灯丝发光,钨丝受热易烧断,发热蒸发沉淀,发光效率迅速衰减,玻璃外壳极易损坏,通常寿命为1000h,LED利用半导体芯片将电能转化为光能发光,外加PC材料封装后,可承受高强度机械冲击和震动,LED单管寿命为10万h。#维修费用低。由于LED光源寿命长、节能,5年后其一次投资加上运行费用是所有光源中最低的。?光色多。可以选择白色或彩色光,如蓝色、绿色黄色、红色,LED灯有许多颜色的产品供用户选择,也可根据需要组合变色。%可控制性强。由于LED灯可以基本做到瞬间接通发光,通过计算机软件和控制器,可以较容易地实现LED灯的颜色和图形的各种变化[2]。&不会造成光污染。LED是冷光源,对作物生长不会产生影响。LED发光二极管具有节能、寿命长、光效高、体积小、稳定性强等特点,并且光源本身不含铅、汞等有害物质,无红外线和紫外线,不会对作物造成危害，是一种绿色光源，非常适合应用于温室杀虫设备中。

2   LED杀虫灯工作原理

2.1 LED诱虫灯板??采用自制LED灯板诱虫,灯板颜色分别为黄色、绿色、蓝色、红色,采用220V交流转12V直流的开关电源供电[3]。LED灯采用串并联方式连接,灯板尺寸3.0cm?10.5cm,单面发光。

2.2??高压电网??高压电网的外部结构由灯架组件和底座2部分组成。灯架组件包括LED灯板、高压电极、网架和安全护栏。LED灯板竖直安装在中间,外围采用良好的塑料材料制作栅网网架,高压电极平行地绕制在网架上。网架的外围用若干根竖立的塑料棒制成安全防护栏,防护栏与栅网架间保持一定距离,以防使用者不慎碰触栅网而触电[4]。灯架组件安装在底座上,底座上方装有电源开关,电源线从底座后侧接入,整个电路及高压产生元件都安装在底座内部,其工作原理见图1。由图1可知,C1的作用主要是降压,以延长灯管的使用寿命。二极管D1、D2与C2、C3构成倍压整流器,R为限流电阻。按下电源开关K,220V市电通过电容C1加到灯管两端,点亮灯管。同时市电通过限流电阻R加到倍压电路。通过倍压整流后C3两端得到约600V电压,此电压接在栅网平行绕制电极A、B上,由于A、B靠得较近,在其间形成一个直流高压电场,飞向灯管的蚊虫一旦碰到,立即被电击死亡。高压电网直径5cm,高12cm,有效杀虫面积188.4cm2,电网内有槽可固定灯板,灯板可拆卸,便于试验[5]。

3   不同单色光谱LED灯的杀虫效果

选用5种颜色的LED发光二极管做成灯板,分别为黄色、白色、绿色、红色、蓝色,用光纤光谱仪测得其光谱带范围见图2~6,放置于杀虫电网中,其中黄色发光二极管的波长为585nm左右,白色为全光谱谱带,绿色发光二极管的波长为530nm左右,红色发光二极管的波长为650nm左右,蓝色发光二极管的波长为465nm左右。5种颜色的LED灯均匀分布在温室中,间隔3m左右,统计连续2d的杀虫效果,重复3次。通过连续2d对不同颜色LED杀虫灯杀虫效果的对比,结果表明,白色杀虫数量最多,其次是绿色、蓝色杀虫灯的杀虫效果也较明显,黄色杀虫灯次之,红色杀虫灯最差。

4   讨论

通过对不同颜色LED杀虫灯杀虫效果的比对试验表明白色LED灯诱杀效果最好,蓝色、绿色次之,再其次是黄色,效果最差的是红色LED灯板,这与传统研究结论黄色是诱杀斑潜蝇等温室害虫的最佳颜色有所不同。通过光纤光谱仪分析各色LED灯光谱,白色由460nm以及590nm左右谱带组成,说明白色是由互补光蓝色、黄色按一定配比混合而成,由其他互补光按照其他比例混合而成的白光是否可以达到更好的诱虫效果有待于进一步研究;蓝色的光谱分别为466、520nm,在正常的光谱范围内,蓝色、绿色表现出了良好的杀虫效果,这与以往文献报道也有所不同,其原因可能是LED灯在光效和饱和度方面与自身不会发光的色板不同,LED的蓝、绿光谱更有利于吸引昆虫;黄色LED光谱集中在593nm左右,已经达到了黄色谱带的上限,偏橙色,这可能是黄色LED灯并没有表现出良好的诱杀效果的原因之一;红色光谱为634nm,在正常的谱带范围内,是昆虫最不喜欢的颜色,与以往文献报道的对于昆虫趋色的研究结论一致。因此,昆虫对于LED光谱的趋光性还有待于进一步研究。