用于影響昆蟲行為的輻射系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明的實施例針對用于影響昆蟲行為的電磁輻射系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]對于美國農(nóng)業(yè)部估計的9.13億英畝養(yǎng)殖田地、超過70億蒲式耳(bushel)儲糧以及1億公噸的出口農(nóng)產(chǎn)品，病蟲害綜合治理，或IPM，在美國是個數(shù)十億美元的產(chǎn)業(yè)。病蟲害治理的全球性問題要大得多。
[0003]儲糧通過船只、卡車和飛機被運送到世界各地。糧食的分配依賴于從幾天到超過一年范圍的短至長期儲存。糧食的長期儲存助長了侵擾儲糧的許多昆蟲和其它害蟲的指數(shù)級增長。一種示例害蟲是印度谷螟。害蟲種群的增強被在儲糧箱或倉庫中找到的幾乎無限的食物來源促進。在溫帶氣候由害蟲引起的估計損失共計約為10-15%，而在熱帶國家，這個數(shù)字可以高達60%。
[0004]在不太嚴重的情況下，不健康的蟲害，雖然沒有直接消耗大批糧食，但僅僅由于其存在就極大地降低了可銷售性。因此，可以在儲糧樣品中發(fā)現(xiàn)的昆蟲身體部位或殘留物給許多農(nóng)民造成經(jīng)濟困難。在州級層面上，這個貨幣數(shù)字達到數(shù)億美元，但在全國范圍內(nèi)，這個貨幣數(shù)字在數(shù)十億美元。
[0005]為了減少在儲糧中發(fā)現(xiàn)和入侵農(nóng)田的害蟲種群，農(nóng)民和行業(yè)轉(zhuǎn)向了農(nóng)藥(pesticide)和殺蟲劑(insecticide)形式的化學(xué)品管理。幾個問題與被害蟲侵擾的儲糧的化學(xué)品管理和殺蟲劑在數(shù)百萬英畝農(nóng)作物上的噴灑相關(guān)聯(lián)。這些問題包括化學(xué)殘留物被留在預(yù)定為人類或動物食用的糧食上，人意外地暴露于熏蒸劑導(dǎo)致死亡或疾病，對諸如計算機之類的敏感設(shè)備的腐蝕損壞，以及熏蒸劑的潛在高財務(wù)成本，最特別地是在港口。這些是所有現(xiàn)在和未來的熏蒸劑企業(yè)必須處理的嚴重問題。另外，甚至更有效并潛在地具有毒性的農(nóng)藥的正在進行的研究和開發(fā)仍在繼續(xù)，因為昆蟲隨著時間的推移對那些專門設(shè)計為控制其種群的化學(xué)品產(chǎn)生免疫性的能力是強健的。簡單地說，今天能減少昆蟲種群的化學(xué)品在將來將有可能是無效的，因為昆蟲對相同的化學(xué)品產(chǎn)生抗性。
[0006]化學(xué)品管理的備選方案是使用含有被稱為信息素的人工產(chǎn)生的分子的昆蟲誘捕器。這些人工信息素也可以在農(nóng)業(yè)中部署，以便混淆昆蟲或干擾交配。通常在自然界中，這些分子被昆蟲釋放到大氣中并被用來定位伴侶或聚集。當(dāng)前的信息素誘捕器有很多局限性。一個局限性包括，相對于實際的昆蟲種群，在給定時間段內(nèi)捕獲相對少量的昆蟲。沒有可靠的數(shù)字來明確表示在給定區(qū)域可以被接連捕獲的昆蟲的百分比。因此，誘捕器更經(jīng)常被用來僅僅確定給定昆蟲種群的存在，使得一些其本質(zhì)通常是殺蟲性質(zhì)的其它種群控制方法可以被部署。因此，多年的研究完全支持誘捕器對于顯著減少儲糧箱或倉庫中的昆蟲種群是無效的，除非誘捕器以非常高的密度被使用。關(guān)于用于農(nóng)田害蟲的農(nóng)業(yè)控制的氣霧劑或餌部署，這是具有眾多局限性的昂貴提議。惡劣的天氣，大風(fēng)及其它因素均使得此類部署常常甚至不被認為是解決方案。
[0007]第二個局限性是在常規(guī)的誘捕器、氣霧劑或餌中的信息素源或餌的減少的壽命?；谟尚畔⑺刂圃焐烫峁┑臅尜Y料，典型的信息素誘餌的壽命被估計為大約六周。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，本文提供了解決以上識別出的問題而沒有化學(xué)品管理的有害副作用的系統(tǒng)。
[0009]在本發(fā)明的實施例中，提供了包括蒸氣隔離容器、置于蒸氣隔離容器中的化學(xué)化合物以及自然存在或人工制造的激發(fā)能量源的昆蟲誘餌裝置?；瘜W(xué)化合物可以具有處于一組吸收波長的一個或多個吸收帶并且具有處于一組發(fā)射波長的一個或多個發(fā)射帶。激發(fā)能量源可以被配置為產(chǎn)生處于吸收波長的電磁輻射，以便使化學(xué)化合物發(fā)熒光并且釋放處于發(fā)射波長的光子。蒸氣隔離容器可被配置為具有至少一個紅外透射窗，其對處于化學(xué)化合物的發(fā)射波長的所釋放的光子基本上是透明的。
[0010]在本發(fā)明的另一種實施例中，提供了昆蟲誘捕器，昆蟲誘捕器包括外部容器和外部容器中封閉的、蒸氣隔離內(nèi)部容器。外部容器可以包括外殼和至少一個紅外透射窗。外殼可以包括被配置為允許一個或多個昆蟲進入外部容器，同時防止該一個或多個昆蟲離開外部容器的開口。封閉的、蒸氣隔離內(nèi)部容器可以包括與外部容器中的紅外透射窗對準的至少一個紅外透射窗以及置于蒸氣隔離內(nèi)部容器中的化學(xué)化合物。化學(xué)化合物可以具有處于一組吸收波長的一個或多個吸收帶并且具有處于一組發(fā)射波長的一個或多個發(fā)射帶。紅外透射窗對處于化學(xué)化合物的吸收波長的電磁輻射和處于化學(xué)化合物的發(fā)射波長的電磁輻射基本上是透明的。當(dāng)處于吸收波長的電磁輻射被化學(xué)化合物接收時，化學(xué)化合物釋放處于發(fā)射波長的光子。
[0011]本發(fā)明的各種實施例的進一步特征和優(yōu)點，以及結(jié)構(gòu)和操作，被在以下參照附圖詳細地描述。應(yīng)當(dāng)指出的是，本發(fā)明不限于本文所述的具體實施例。這種實施例在本文被提出僅僅是為了說明性目的?；诒疚乃慕虒?dǎo)，附加的實施例將對一個或多個相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見的。
【附圖說明】
[0012]在本文中結(jié)合并構(gòu)成說明書一部分的附圖示出了本發(fā)明并且，與描述一起，進一步用來解釋本發(fā)明的原理并且使相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員能夠執(zhí)行和使用本發(fā)明。在附圖中，相同的標(biāo)號指示完全相同或功能相似的元素。此外，標(biāo)號最左邊的一個或多個數(shù)字識別該標(biāo)號首次在其中出現(xiàn)的附圖。
[0013]圖1A示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的昆蟲誘餌系統(tǒng)。
[0014]圖1B示出了圖1的昆蟲誘餌系統(tǒng)的分解視圖。
[0015]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明另一種實施例的昆蟲誘餌系統(tǒng)。
[0016]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明另一種實施例的昆蟲誘餌系統(tǒng)。
[0017]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明另一種實施例的昆蟲誘餌系統(tǒng)。
[0018]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的包括內(nèi)部激發(fā)能量源的昆蟲誘餌系統(tǒng)。
[0019]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的包括外部激發(fā)能量源的昆蟲誘餌系統(tǒng)。
[0020]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的昆蟲誘捕系統(tǒng)。
[0021]當(dāng)結(jié)合附圖考慮時，根據(jù)以下陳述的【具體實施方式】，本發(fā)明的特征和優(yōu)點將變得更加顯然。
【具體實施方式】
[0022]本發(fā)明的實施例提供了用于引起各種類型昆蟲的行為變化的輻射昆蟲誘餌系統(tǒng)。關(guān)于本發(fā)明的實施例，引起的行為變化可以是在各種昆蟲中產(chǎn)生吸引、驅(qū)趕或混亂運動響應(yīng)的形式。
[0023]圖1A示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的昆蟲誘餌系統(tǒng)100。系統(tǒng)100包括蒸氣隔離容器101。蒸氣隔離容器101可以包括窗口 104和化學(xué)化合物106。容器101可以包括側(cè)面120、122、124、126、128和130，如在圖1B中以系統(tǒng)100的分解視圖所示的。蒸氣隔離可以例如通過密封容器101或通過把容器101放在真空中來提供。如在本文所使用的，術(shù)語“蒸氣隔離”不需要100%的蒸氣隔離。如果例如側(cè)面120、122、124、126、128或130呈現(xiàn)某種程度的蒸氣孔隙的話，則蒸氣隔離容器可以是基本上蒸氣隔離的，諸如90-95%蒸氣隔離的。100%的蒸氣隔離在本文中被稱為“完全蒸氣隔離”。容器101可以被配置為耐氣候性并且能夠被安裝或可便攜地部署在農(nóng)業(yè)和儲糧環(huán)境中。
[0024]在這種實施例的一個示例中，化學(xué)化合物106通過熒光發(fā)射紅外電磁輻射。當(dāng)來自激發(fā)能量源的能量(例如，光)在一個或多個頻率范圍被主體(或分子)吸收并且在一個或多個不同的頻率范圍被再發(fā)射時，發(fā)生熒光。光子發(fā)射一般具有比激發(fā)源更長的波長。
[0025]主體的吸收光譜是入射輻射被主體吸收的部分的吸收強度作為覆蓋該主體中分子的電子能級的波長的函數(shù)的曲線圖。雖然吸收光譜可以針對任何吸收材料被記錄，但是，除通常的吸收光譜之外，激發(fā)光譜只可以針對熒光材料來記錄。
[0026]對于熒光材料，有兩種類型的光譜，S卩，熒光發(fā)射光譜和激發(fā)光譜。發(fā)射光譜可以通過把激發(fā)波長固定在特定波長，同時掃描發(fā)射波長的強度來記錄。所記錄的發(fā)射波長是由于分子從較高能級向各種較低能級的輻射弛豫獲得的，其中分子利用處于固定激發(fā)波長的能量被激發(fā)到較高能級。以相反的方式，激發(fā)光譜可以通過掃描激發(fā)波長的強度，同時保持發(fā)射波長恒定來記錄。換句話說，激發(fā)光譜將提供被分子吸收的導(dǎo)致特定的發(fā)射波長的所有波長。對應(yīng)于所有發(fā)射波長的所有激發(fā)光譜可以提供與吸收光譜幾乎相同的光譜，但稍有不同，因為，如果吸收不產(chǎn)生熒光發(fā)射，則該吸收的特征(signature)不能被獲得。
[0027]化學(xué)化合物106可以被表征為具有處于不同吸收波長的一個或多個吸收帶以及處于不同發(fā)射波長的一個或多個發(fā)射帶。
[0028]如下面將進一步詳細討論的，不同類型昆蟲的行為可以受到不同發(fā)射波長的影響。這些不同波長可以包括相同化學(xué)化合物的不同熒光波長，或者這些不同波長可以包括多種化學(xué)化合物的熒光波長。因此，一種化學(xué)化合物106可以用作用于不同類型昆蟲的吸引劑、驅(qū)蟲劑或干擾劑。具有不同的吸收和發(fā)射頻帶的一種或多種化學(xué)化合物106可以在誘餌系統(tǒng)100中使用，以把不同類