[发明专利]一种茶园害虫诱集照明光源的设计方法

说明书

本发明公开了一种茶园害虫诱集照明光源的设计方法，包括以下步骤：步骤1：照明方案设计。步骤2：最优茶园诱集照明组合方案的选择。步骤3:光学设计。本发明中，茶园诱集照明光源设计基于白光LED与单色LED数据库中主波长在茶园害虫趋光波段范围内的单色LED相结合，解决了害虫的趋光性具有明显的敏感性曲线特征，单色LED对害虫吸引作用十分有限的问题，对茶园害虫有一定的诱集作用，可以减少农药的使用，提高产品的质量，具有良好的生态效益和社会效益，还能避免对人的视力造成影响。

技术领域

本发明涉及光源设计技术领域，尤其涉及一种茶园害虫诱集照明光源的设计方法。

背景技术

中国是茶的故乡，也是茶叶生产大国。然而茶叶在种植过程中会受害虫危害,会严重影响茶叶产品的质量，每年造成的经济损失高达中国茶叶经济的15％-50％。目前现有的茶园杀虫灯又以单波长光源为主，然而害虫的趋光性具有明显的敏感性曲线特征，单色LED对害虫吸引作用十分有限。茶园主要害虫的趋光波段为380-450nm.同时随着近些年茶园观光旅游的兴起，现在夜晚的茶园也会有一定的客流量，而目前茶园采用的诱虫光源显色指数较低，人眼如果长时间处于显色指数低于60的环境下，会对人的视力造成影响。

发明内容

本发明的目的是为了解决害虫的趋光性具有明显的敏感性曲线特征，单色LED对害虫吸引作用十分有限以及目前的诱虫光源显色指数较低，对人的视力造成影响的问题，而提出的一种茶园害虫诱集照明光源的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，照明方案的设计；

步骤1.1，以茶园主要害虫的趋光波段为基础，调研收集单色LED数据并建立此单色LED数据库；

步骤1.2，以日光光谱为目标光谱，利用光谱叠加原理，分别将冷白LED、冷白LED+暖白LED、暖白LED与步骤1.1所述的单色LED数据库中主波长在茶园害虫趋光波段范围内的单色LED相结合，获得三种茶园诱集照明的组合方案；

步骤2：最优茶园诱集照明组合方案的选择；

从所需单色LED种类和茶园害虫趋光光谱比两方面进行比较选择；

其中，茶园害虫趋光光谱比计算方法为：

η为茶园害虫趋光光谱比，即茶园害虫的趋光波段占可见光波段的光谱比重；

S(λ)为茶园诱集照明的相对光谱功率分布；

最终得到最优茶园诱集照明组合为：冷白LED与6种单色LED相结合；

步骤3:步骤2所述冷白LED与单色LED相结合方案的光学设计；

以1mm×1mm×0.1mm的几何体代表LED灯珠沿圆周进行排列，设定两个所述圆周之间的间距为2mm～3mm，将所述冷白LED置于光源中心，将所述6种单色LED置于所述圆周上均匀间隔排布，最后对排列好的灯珠整体加装一个管状透镜，透镜本身设置为全透射，得到茶园害虫诱集照明光源。

优选地，所述步骤1中的三种方案中，方案一为冷白LED及6种单色LED；方案二为冷白LED、暖白LED及6种单色LED；方案三为暖白LED及9种单色LED。

优选地，从所需单色LED种类角度，方案三所需的单色LED种类最多，所需的成本最高，故排除；另外两种方案从茶园害虫趋光光谱比角度，方案一的茶园害虫趋光光谱比高于方案二，即茶园害虫的趋光波段在光谱中所占的比例更多，诱集茶园害虫的可能性越大。

优选地，所述步骤2种的最优组合方案中冷白LED与其余6种单色LED共需19颗灯珠，其中冷白LED9颗，单色LED10颗且主波长都在紫光范围内。