[发明专利]一种具有驱灭虫功能的植物声波助长装置及控制方法

说明书

本发明属于植物声波助长技术领域，公开了一种具有驱灭虫功能的植物声波助长装置及控制方法，植物存储模块，植物存储模块用于存储植物，植物存储模块安装有声波产生装置；植物存储模块连接有驱动模块，驱动模块设有驱动电路，驱动电路前端安装有电源和开关；驱动模块产生特定频率或频段波形的电信号，并将电信号通过功率放大器放大，驱动功率放大器后面联接的换能器或音频扬声器产生声波信号；声波助长装置接收驱动模块产生的电信号，并将电信号转换为物理信号，通过物理信号作用于植物。可有效解决传统声波驱灭虫、声波助长装置效率低、使用要求高、很难大规模使用的问题，可广泛应用于农业、林业、中药业的物理型植物驱灭虫及助长增产中。

技术领域

本发明属于植物声波助长技术领域，尤其涉及一种具有驱灭虫功能的植物声波助长装置及控制方法。

背景技术

目前，植物的生长及产出在很大程度上依赖于虫害治理及自然气候的好坏，虫害会严重影响植物的生长速度与产量水平，同时自然气候也在很大程度上决定了植物的生长速度与产量水平。围绕虫害治理，为确保庄稼、树木、药材等植物的正常生长与高的产量，目前主要还是采用化学药剂治理方法，在植物助长领域，也多采用肥料或化学助长剂的方式来提高生长速度与产量。近年来，随着绿色、环保理念的逐渐增强，健康饮食已日益成为关注焦点，化学试剂对人体长期、隐蔽而持续的伤害问题，以及环境污染、生态破坏问题日益突显，发展具有绿色环保、对生命健康无害、不破坏生态的植物虫害物理防治、促进生长技术将成为未来的重要技术。

声波驱灭虫的基本原理是通过声波作用于害虫虫卵、幼虫及成虫，利用声波的振动、空化等效应的物理作用破坏其组织结构以达到灭虫目的，同时声波产生的这种高强度物理场会导致害虫幼虫及成虫的强烈不适，使其被杀死或由于惧怕声波对其身体的破坏作用而逃离声波保护的植物。与化学药剂灭虫方法相比，声波驱灭虫具有无农药残留、无持续环境污染、不破坏生态等显著优势。目前的声波驱灭虫装置脱胎于传统的音响设备，一般只能像音响设备一样放置于植物丛中，这带来了以下问题：一、一般采用超声波进行驱虫，超声波具有指向性，为保护各个方向的植物，不得不面向各个方向人工布设多个声波驱灭虫装置，使用非常不便，且没有声波专业知识的使用者无法使用好这些设备，对使得人员具有技术水平要求；二、由于声波的衰减与频率的平方成正比，超声波由于频率高，衰减自然就快，传统声波驱灭虫装置如果要保证植物离超声波声源很近的话，只能通过移动传统声波驱灭虫装置逐株对植物进行近距离驱灭虫，而与药剂灭虫不同，声波驱灭虫必然对植株作用几分钟甚至几十分钟才能起作用，传统声波驱灭虫装置只能逐株驱灭虫的方式效率低下，会耗费大量的人力，在很大程度上限制了其实际应用。

在植物助长领域，一般采用施肥、施放化学助长药剂的方式。施放化学助长药剂同样存在农药残留、持续环境污染、破坏生态，进而影响人们健康的问题。声波助长技术已被证实可以有效促进植物生长并增加产量。在《植物声波助长技术在农业中的应用》(《农业工程》，2015年第3期)、《声频助长技术在植物生长中的应用》(《农村经济与科技》，2019年第2期)等文献通过实验已证实：西红柿、黄瓜、芹菜、生菜、甘蓝、枣树、桃树、葡萄、花卉等经声波助长设备作用后，生长期稍短的农作物(如西红柿、黄瓜、芹菜等)，上市提前10～20天，平均增产10～20％，增加效益，同时无虫害，节约农药成本。然而，与声波灭虫装置脱胎于传统音响设备一样，声波助长装置同样存在单台设备固定布放时，一般单台设备的有效范围为几十米，距离较远的植株获得的声波能量小，采用逐株植物助长将耗费大量的人力、物力与财力，不利于大规模推广应用等显著问题。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)现有的声波驱灭虫装置不能将超声波能量近距离地作用到植株上，面对大面积的植物驱灭虫，耗时时间长、费力、效率低。

(2)不能对植物根系产生直接的强声波能量作用，远距离声波传播浪费了大量能量，效率低、使用复杂、浪费大、大规模应用困难。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种具有驱灭虫功能的植物声波助长装置及控制方法。