基于LED光源的昆虫趋光性试验仪的研制

来源 :福建农林大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chinadyh
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虫害是农业生产的大敌,人类利用害虫的趋光性进行防控由来己久。然而,人们对昆虫的光谱光效率曲线及其趋光阈值缺乏科学系统的研究。本文采用LED作为试验仪的光源,设计制作出可以对昆虫趋光特性进行系统研究的试验仪。为系统地研究昆虫的光谱光效率曲线及其趋光阈值提供便利。昆虫趋光性试验仪包括昆虫就位区、昆虫活动区、观察区、分光区、光源控制区。光源模块的设计,包括光源的封装设计及控制电路设计。根据昆虫的趋光波长的差异性,选取447.3nm-641.2nm范围的41种单色LED芯片,对其封装设计,设计出昆虫趋光性试验仪的LED光源。采用不透光材料,将不同波长LED光源进行隔离。得到了昆虫趋光性试验仪的整体结构,叙述了所研制的昆虫趋光性实验仪的实验原理。采用ZML-600光电综合测试系统对昆虫趋光性实验仪的光源进行分析,得到相应波长的光源光谱图。系统的测试结果表明:每一路LED光源的峰值波长各不相同,且以峰值波长间隔小于5nm逐渐增加,光谱能量分布比较集中。得出LED光源的中心波长、半波宽度、峰值波长、色温、光效率、显色指数、光通量等重要参数。结果显示,中心波长范围为447.1nm-475.6nm的蓝光LED,其半波宽度在17nm~26nm之间,色纯度在97%以上,中心波长范围为510.6nm-530.6nm的绿光LED,其半波宽度在32nm-42nm之间,色纯度在60%以上;中心波长范围为590.2nm-642.1nm的红橙黄LED,其半波宽度在15nm-18nm之间,色纯度在97%以上。根据昆虫趋光性试验仪的原理。采用AMC7140芯片,设计一款大功率LED多路恒流驱动电源。该电源具有PWM调光、同时驱动多路大功率LED的功能。采用UT56数字万用表、FD-LDE-1液晶电光效应实验仪、DT-130照度计对LED光源的光电性能参数进行测试。实验结果表明:LED光源的光功率、光照度、光源两端的电压与该电源的控制模块呈线性关系。由于昆虫结构与人眼的结构存在一定的差异性,所以对昆虫趋光阈值的研究存在一定的缺陷。采用研制出的昆虫趋光性试验仪对小菜蛾进行初步测试,实验结果表明:小菜蛾对峰值波长为510.6nm-530.6nm的绿光LED光源的趋光性最大,对峰值波长为642.1nm的红光LED次之,接着是峰值波长为590.2nm-592.9nm的黄橙光,而峰值波长为450nm-470.6nm的蓝光趋光率最低。小菜蛾在绿光波段LED的趋光性实验过程中,其中63%趋向波长范围为 521.1 nm-523.2nm 的 LED 光源。
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