电子驱灭蚊蝇技术的研究

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目前市场上电子驱、灭蚊器主要有三大类：电击、电热液和超声波。电蚊香气味过浓，过敏体质的人不宜使用。蚊香液如果质量不过关，极易危害人体降。由于电子驱灭蚊相对传统的方法更加安全、便捷而且高效，它越来越受到人们的重视，得到了较广泛的研究发展。

本文通过分析蚊蝇的生活习性和电子灭蚊的原理，采用了仿生学和电子技术结合的方法。该方案通过紫外灯和诱蚊气体将蚊蝇引诱到电击网上，高压直流电将其击死。当切换模式时，该装置又可以模拟公蚊和蜻蜒的振翅频率，将咬人的雌性蚊子驱走。

2 电子驱灭蚊蝇的原理经研究发现：怀了孕的雌蚊才会叮人，公蚊主要以树汁为。在此期间，雌性蚊子会竭力回避公蚊。因此电子驱灭蚊装置只需锁定雌蚊，切断蚊子的繁殖链，便可达到彻底消灭蚊子的效果。另外，由于蚊子还存在 天敌”--蜻蜒和蝙蝠，故可以由生物学和仿生学的原理，模拟发出公蚊和蜻蜒翅膀抖动的声音，把这两种声音融入-种特殊的超声波中，从而能够驱逐雌蚊，使其远离人群。

2.1 利用诱蚊气味灭蚊通过实验发现，如果电击网附近有活蚊，会诱集更多的蚊子，这证明了活蚊会释放信息素，能够提高诱捕率。因此，在高压电击网下边安装-个收集蚊蝇尸体的袋子既可以及时清理现场，还可以引诱蚊蝇。

经研究还证明，人体发出的气味及呼出的二氧化碳对蚊子的诱惑力很强烈。因此可以采用-种蚊子引诱气体模仿人和动物汗液释放的气味(人类闻不到)，令雌性蚊子无法抗拒。

2.2 利用蚊子的趋光性蚊子有趋光性，到了晚上，它们很容易被紫外光吸引。

利用蚊子趋光的特性，室外的太阳能灭蚊灯成为了城市诱杀收稿 日期2013-03-15作者简介王钧 (1985-)，男，湖北黄冈人，广西华蓝设计 (集团)有限公司助理工程师，工学硕士研究生，研究方向为检测技术与自动化装置、电力 自动装置、新能源技术与应用、电力节能、建筑电气；陈明媛 (1983-)，女 ，广西人，广西大学电气工程学院电力系统在读博士，现公派美国宾夕法尼亚州立大学学习两年，研究方向为电力自动装置、检测技术、电力系统非线性鲁棒控制技术。

蚊虫的主要猎手。实验发现，幼蚊的趋光性更强。同时还发现各种小飞蛾也有很强的趋光性，在诱杀蚊子的同时也会被大量击杀。但据观察，苍蝇并非趋光性的飞虫。苍蝇主要在白天活动，晚上会停止飞行，因此灭蚊灯对它无诱杀作用。

2.3 利用蚊虫的厌光性来驱赶蚊虫蚊子具有厌光性，对黄色光表现出明显的躲避行为。在- 些公众的休闲诚，如公园的草坪上可以利用这-特性来驱赶蚊虫。黄色的灯光不仅能照亮空间，映衬夜景，而且能有效地驱赶蚊子。

2.4 利用仿生声波蚊子不会发声，嗡嗡的声音是其翅膀振动产生的 。并且其振动的声音是由两种不同频率合成的，包括肉耳能听见的声波和听不见的超声波 。雄蚊和雌蚊的声音频率也是不同的。由于雌性的蚊子在怀孕期间会竭力的避开公蚊，因此可以模拟发出公蚊的声音和它的天敌蜻蜓振翅的频率，使其闻声而逃。在灭蚊模式下，还可以模拟雌性蚊子吸血的声音从而吸引其他的雌蚊，利用高压电网击死。同理，也可以模拟出雌蚊的频率吸引公蚊将其电死，从而使雌性蚊子不能受孕，影响其繁殖。

3 电子驱灭蚊器的设计3.1 系统整体设计该系统集灭蚊和驱蚊的功能于-身，而且节能环保，移动方便。其电源输入可以采用多种方式：太阳能、干电池、市电。当装置处于灭蚊模式时，充分利用太阳能这种绿色环保资源 ，通过太阳能电池板，在白天时将太阳能转化为电能，并储存在蓄电池里。通过-个高频振荡电路和变压器，三倍压后形成高压直流电网，从而可以击毙蚊蝇。如果碰到了阴雨天气 ，或者晚上蓄电池电量不足时，只需再按下-个按钮会 自动 切换到市电供 电模式直接倍压。当使用干电池供电时可 以将其便携移动，主要出于驱蚊状态。

图1 系统功能框图3.2 高压灭蚊电路该电路接通市电或由太阳能光板转换过来的交流电时，流经 C4降压限流后将紫外荧光灯 Ds点亮。由于蚊子的趋光性，当它扑向紫外灯时，会被挡在其前面的高压电网电击而死。图中 c1、c2、C3与 D1、D2、D3构成三倍压电路，形成800多伏的直流高压铁丝网。铁丝网的间距约 34mm，当蚊子撞上时，高压网会通过蚊子放电，会降低电网的电压。蚊子的电阻越序者多只蚊子尸体粘附时，电网降压的现象会越明显。蚊子的尸体被烧干掉落后，直流高压电网恢复工作，继续捕杀蚊子。

构成高压直流铁丝网的整流电路原理如下：其中Rl为限流电阻。设输入电压为 U，当交流电为负半周 (上负下正)时，D3导通，C3被充电到√ ；当变为正半波时，C3上的电压也-起加到电容 C1上，因此 c1被充电到约2x/2U：当再次变为负半波时，C1上的电压也随着电源 电压-起加到 C2上。因此高压铁丝网上的电压约为3t2U，即实现了三倍压整流。该整流电路的负载，即搭在铁丝网上的蚊子的尸体电阻越大，其工作性能越稳定。否则直流铁丝网的端电压会降低，影响电击蚊子的效率。在设计时，需要安装-个电风扇定时的清理蚊子的尸体，能保证电击蚊子的效率。该由于电路中有限流电阻，当铁丝网短路时，其短路电流很小，对人体并不构成危险。

在使用灭蚊紫外灯时，尽量保障房间-片黑暗，减少其他光源对文字的吸引，而且要摆放在膝盖以上的地方，但离地面也不能太高，旧能的在密闭的空间里灭蚊效果更好。

由于紫外线对人体有害，尽量将背光-面对着人体，而且不要直视，另外灯管功率不宜过大。

c1图2 高压灭蚊电路图3.3 太阳能供电电路如果将磁灭蚊器放在户外使用时，可以充分利用太阳能以实现节能。当 S11和 $12按下时，太阳能直流供电。此时指示灯 D11发光，表示太阳能或小型蓄电池 BT11工作。PNP型的三极管和变压器-次侧构成-个振荡电路，输出约 20KHz的交流电。其中三极管可以选用 JE8550，变压器建议直接采用废旧的黑白电视机的行输出变压器。该高频交流电，经变压器升压，然后由上述的倍压整流电路形成高压电网。二次侧的开关 S13可以控制是否采用太阳能供电，当 S13断开时，. 9O。

可以直接用市电供电。由于该装置采用了多种电源设计，如果放在户外使用，考虑风雨的影响，因此太阳能板的外观采用了伞字形的设计，控制部分安装在其下部。

- - - - 太阳能直V图3 太阳能供电电路图3.4 超声波驱蚊电路该超声波驱蚊电路采用 NE555多谐振荡器，通过调节 R2的阻值可以改变输出的频率，此装置的输出频率能在 30Hz到 28kHz范围内变化。其输出的振荡信号驱动压电陶瓷蜂鸣片 Y1发出超声波。

驱蚊时，必须要有足够的功率，使雄蚊子翅膀产生谐振，迫使它们难以起飞而也不敢靠近，同时雌蚊误以为是雄蚊而远离。为使驱蚊更有效果可以再加-级放大电路，增强功率。

由于人们肉耳能听见的声音范围在 1620000Hz之间，因此可以在蜂鸣片附近设置-开关，白天按下用有声档，驱蚊范围更大。晚上用超声波档，不开启蜂鸣器从而不影响睡眠。

据研究，驱蚊声波的外壳采用多孔的结构，能够使声音产生共鸣和混响效应。这样模仿雄蚊的效果会更好，而