BE1029071B1 - Apparaat voor het bestrijden van onkruiden door middel van microgolven - Google Patents
Apparaat voor het bestrijden van onkruiden door middel van microgolven Download PDFInfo
- Publication number
- BE1029071B1 BE1029071B1 BE20215071A BE202105071A BE1029071B1 BE 1029071 B1 BE1029071 B1 BE 1029071B1 BE 20215071 A BE20215071 A BE 20215071A BE 202105071 A BE202105071 A BE 202105071A BE 1029071 B1 BE1029071 B1 BE 1029071B1
- Authority
- BE
- Belgium
- Prior art keywords
- microwaves
- antenna
- generator
- impedance
- zone
- Prior art date
Links
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims abstract description 48
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 21
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 12
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 6
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 3
- 244000000626 Daucus carota Species 0.000 description 2
- 240000004153 Hibiscus sabdariffa Species 0.000 description 2
- 235000001018 Hibiscus sabdariffa Nutrition 0.000 description 2
- 244000292697 Polygonum aviculare Species 0.000 description 2
- 235000006386 Polygonum aviculare Nutrition 0.000 description 2
- 235000005291 Rumex acetosa Nutrition 0.000 description 2
- 244000273618 Sphenoclea zeylanica Species 0.000 description 2
- 210000001015 abdomen Anatomy 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 235000003513 sheep sorrel Nutrition 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 240000000073 Achillea millefolium Species 0.000 description 1
- 235000007754 Achillea millefolium Nutrition 0.000 description 1
- 240000005528 Arctium lappa Species 0.000 description 1
- 235000003130 Arctium lappa Nutrition 0.000 description 1
- 235000008078 Arctium minus Nutrition 0.000 description 1
- 235000021537 Beetroot Nutrition 0.000 description 1
- 235000016068 Berberis vulgaris Nutrition 0.000 description 1
- 241000335053 Beta vulgaris Species 0.000 description 1
- 241000219310 Beta vulgaris subsp. vulgaris Species 0.000 description 1
- 240000002791 Brassica napus Species 0.000 description 1
- 240000007124 Brassica oleracea Species 0.000 description 1
- 235000003899 Brassica oleracea var acephala Nutrition 0.000 description 1
- 235000011301 Brassica oleracea var capitata Nutrition 0.000 description 1
- 235000001169 Brassica oleracea var oleracea Nutrition 0.000 description 1
- 235000004977 Brassica sinapistrum Nutrition 0.000 description 1
- 241000217446 Calystegia sepium Species 0.000 description 1
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 1
- 240000003538 Chamaemelum nobile Species 0.000 description 1
- 235000007866 Chamaemelum nobile Nutrition 0.000 description 1
- 235000009344 Chenopodium album Nutrition 0.000 description 1
- 240000006122 Chenopodium album Species 0.000 description 1
- 235000007542 Cichorium intybus Nutrition 0.000 description 1
- 244000298479 Cichorium intybus Species 0.000 description 1
- 241000132536 Cirsium Species 0.000 description 1
- 244000052363 Cynodon dactylon Species 0.000 description 1
- 235000002767 Daucus carota Nutrition 0.000 description 1
- 235000002206 Daucus carota subsp carota Nutrition 0.000 description 1
- 244000020551 Helianthus annuus Species 0.000 description 1
- 235000003222 Helianthus annuus Nutrition 0.000 description 1
- 240000005979 Hordeum vulgare Species 0.000 description 1
- 235000007340 Hordeum vulgare Nutrition 0.000 description 1
- 235000017309 Hypericum perforatum Nutrition 0.000 description 1
- 244000141009 Hypericum perforatum Species 0.000 description 1
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 description 1
- 240000006240 Linum usitatissimum Species 0.000 description 1
- 240000003183 Manihot esculenta Species 0.000 description 1
- 235000016735 Manihot esculenta subsp esculenta Nutrition 0.000 description 1
- 235000007232 Matricaria chamomilla Nutrition 0.000 description 1
- 241000208167 Oxalis Species 0.000 description 1
- 235000008098 Oxalis acetosella Nutrition 0.000 description 1
- 235000010627 Phaseolus vulgaris Nutrition 0.000 description 1
- 244000046052 Phaseolus vulgaris Species 0.000 description 1
- 235000010582 Pisum sativum Nutrition 0.000 description 1
- 240000004713 Pisum sativum Species 0.000 description 1
- 244000010922 Plantago major Species 0.000 description 1
- 235000015266 Plantago major Nutrition 0.000 description 1
- 244000110797 Polygonum persicaria Species 0.000 description 1
- 235000004442 Polygonum persicaria Nutrition 0.000 description 1
- 244000234609 Portulaca oleracea Species 0.000 description 1
- 235000001855 Portulaca oleracea Nutrition 0.000 description 1
- 240000000111 Saccharum officinarum Species 0.000 description 1
- 235000007201 Saccharum officinarum Nutrition 0.000 description 1
- 241000209056 Secale Species 0.000 description 1
- 235000007238 Secale cereale Nutrition 0.000 description 1
- 241000320380 Silybum Species 0.000 description 1
- 235000010841 Silybum marianum Nutrition 0.000 description 1
- 235000002594 Solanum nigrum Nutrition 0.000 description 1
- 240000002307 Solanum ptychanthum Species 0.000 description 1
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 description 1
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 description 1
- 244000197975 Solidago virgaurea Species 0.000 description 1
- 235000000914 Solidago virgaurea Nutrition 0.000 description 1
- 244000062793 Sorghum vulgare Species 0.000 description 1
- 235000021536 Sugar beet Nutrition 0.000 description 1
- 240000001949 Taraxacum officinale Species 0.000 description 1
- 235000005187 Taraxacum officinale ssp. officinale Nutrition 0.000 description 1
- 235000015724 Trifolium pratense Nutrition 0.000 description 1
- 244000042324 Trifolium repens Species 0.000 description 1
- 235000013540 Trifolium repens var repens Nutrition 0.000 description 1
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 1
- 244000098338 Triticum aestivum Species 0.000 description 1
- 244000274883 Urtica dioica Species 0.000 description 1
- 235000009108 Urtica dioica Nutrition 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- 235000021028 berry Nutrition 0.000 description 1
- 235000005770 birds nest Nutrition 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 244000038559 crop plants Species 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000035784 germination Effects 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 239000004009 herbicide Substances 0.000 description 1
- 239000011796 hollow space material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 1
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 1
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 1
- 235000019713 millet Nutrition 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 1
- 235000012015 potatoes Nutrition 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 235000013526 red clover Nutrition 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 235000005765 wild carrot Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01M—CATCHING, TRAPPING OR SCARING OF ANIMALS; APPARATUS FOR THE DESTRUCTION OF NOXIOUS ANIMALS OR NOXIOUS PLANTS
- A01M21/00—Apparatus for the destruction of unwanted vegetation, e.g. weeds
- A01M21/04—Apparatus for destruction by steam, chemicals, burning, or electricity
- A01M21/046—Apparatus for destruction by steam, chemicals, burning, or electricity by electricity
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Insects & Arthropods (AREA)
- Pest Control & Pesticides (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Catching Or Destruction (AREA)
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
Abstract
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op werkwijzen en middelen voor het bestrijden van onkruid, meer bepaald het bestrijden van onkruid door middel van microgolven.
Description
TECHNISCH VELD De onderhavige uitvinding heeft betrekking op werkwijzen en middelen voor het bestrijden van onkruid, meer bepaald het bestrijden van onkruid door middel van microgolven.
TECHNOLOGISCHE ACHTERGROND VAN DE UITVINDING Onkruidbestrijding op kleine schaal, bijvoorbeeld door particulieren of gemeentelijke diensten, gebeurt vandaag de dag nog voor het grootste deel door middel van herbiciden die in vloeibare of verstoven vorm op het onkruid worden gespoten. Men kent bijvoorbeeld de drukreservoirs die op de rug worden gedragen en waarbij de gebruiker een sproeier gebruikt die verbonden is met het reservoir. Omwille van de schadelijke gevolgen van deze middelen voor het milieu is er een beweging ingezet naar alternatieve oplossingen. Deze omvatten onder meer het machinaal verwijderen van onkruiden, of het bestrijden door middel van een stoombehandeling of met gasbranders. Het machinaal verwijderen vereist een te hoge behandelingsfrequentie, wat eveneens het geval is voor de stoombehandeling, die bovendien ook energetisch inefficiënt is. Het gebruik van gasbranders is een dure oplossing en is evenmin ecologisch verantwoord vanwege de COz- emissies die ermee gepaard gaan. Het gebruik van microgolven om onkruid te bestrijden is een ander alternatief, dat echter meestal wordt toegepast in grotere machines die niet gericht zijn op handmatig gebruik. De octrooipublicatie CA3089518 beschrijft wel een toestel dat een draagbare houder omvat die via een kabel verbonden is met een elektrische spanningsbron zoals een stroomnet of een batterij. De houder heeft de vorm van een langwerpige steel met een handvat aan één uiteinde en met aan het andere uiteinde een microgolfgenerator-golfgeleider combinatie. De generator is een magnetron, ie. een elektronenbuis waarin een hoogfrequent elektromagnetisch veld wordt opgewekt. Deze combinatie vertegenwoordigt echter een belangrijk gewicht waardoor de houder zwaar is en moeilijk te hanteren. Ook vormt dit toestel mogelijks een gevaar voor de gebruiker vanwege de hoge spanning gebruikt voor de generator, en omdat het toestel geen onderscheid kan maken tussen de gebruiker en het onkruid. Een behuizing voor een batterij is niet duidelijk omschreven tenzij in de suggestie om de batterij ook aan de steelvormige houder te bevestigen, wat het geheel nog onhandelbaarder zou maken. Er is dus een noodzaak voor de ontwikkeling van een compacte en gebruiksvriendelijke manier om met microgolven aan onkruidbestrijding te doen.
SAMENVATTING De onderhavige uitvinding heeft tot doel een oplossing te bieden aan de hierboven beschreven noden van de stand der techniek. Het apparaat bevat een draagbaar gedeelte dat een microgolfgenerator bevat evenals een batterij om de generator aan te drijven. Verder bevat het apparaat een transmissielijn om een door de generator opgewekt signaal te vervoeren, een houder die door de gebruiker kan vastgehouden worden aan één uiteinde ervan en een antennesysteem dat bevestigd is aan het andere uiteinde, en waarop de transmissielijn is aangesloten. In het antennesysteem wordt het signaal omgezet in microgolven die naar buiten worden gevoerd in de nabijheid van een te behandelen zone. De generator is bij voorkeur een solid-state generator. Het antennesysteem is erop voorzien om snel de zone in kwestie op te warmen naar een gewenste temperatuur. Het apparaat bevat een regeleenheid die geconfigureerd is om de parameters van de generator en mogelijk van het antennesysteem aan te passen op basis van input geleverd door de gebruiker en/of door sensoren die informatie detecteren over de te behandelen zone of over andere parameters, zoals bijvoorbeeld de temperatuur van de generator. Door het feit dat de generator zich in een draagbaar gedeelte bevindt en niet bevestigd is op de houder zelf is het apparaat volgens de uitvinding makkelijker te hanteren dan bestaande apparaten en ook minder vermoeiend voor de drager ervan. Het gebruik van een solid-state generator heeft verder het voordeel dat deze minder verbruikt dan een magnetron en beter te regelen is, zodat de voor de bestrijding opgewekte microgolfenergie met hoge efficiëntie kan worden aangewend, alsook veiliger is ook voor de gebruiker. Het apparaat voorziet ook een feedbacksysteem die de veiligheid van de gebruiker tijdens bestrijden van onkruid kan garanderen door een onderscheid te maken tussen plantenweefsel in een te behandelen zone en een obstructie, zoals een mensen- of dierenlichaam. Het feedbacksysteem als bijkomende veiligheid geconfigureerd zijn om het vermogen van de microgolfgenerator te verminderen of de generator uit te schakelen, of het uitzenden van de microgolven blokkeren bijvoorbeeld met een verschuifbare veiligheidsklep.
Een aspect van de uitvinding betreft een apparaat voor het bestrijden van onkruid door middel van microgolven, waarbij het apparaat de volgende onderdelen omvat:
e een door de gebruiker te dragen gedeelte dat een omhulsel bevat waarbinnen zich een microgolfgenerator bevindt, en een batterij geconfigureerd om de generator van stroom te voorzien, e een houder voorzien van minstens twee uiteinden, waarbij de houder aan het ene uiteinde kan worden vastgehouden door de gebruiker en waarbij aan het andere uiteinde een antennesysteem is bevestigd, geschikt is om microgolven naar buiten te voeren in een te behandelen zone, e een transmissielijn om een microgolfsignaal opgewekt door de generator over te brengen van de generator naar het antennesysteem.
In een geprefereerde uitvoeringsvorm is de microgolfgenerator een solid-state microgolfgenerator; bij voorkeur gekenmerkt door een verbruik van 250 W en/of een spanning van 30 V.
In een geprefereerde uitvoeringsvorm bevat het antennesysteem drie na elkaar geplaatste componenten bevat: - een signaaladapter om het signaal van de transmissielijn om te zetten in microgolven, - een golfgeleider, en - een antenne of groep van antenne-elementen.
In een geprefereerde uitvoeringsvorm is de golfgeleider een impedantie-adapter, waarvan de impedantie handmatig of automatisch kan worden aangepast, zodat er weinig tot geen reflecties optreden aan de overgang tussen de antenne of groep van antenne-elementen en de te behandelen zone.
In een geprefereerde uitvoeringsvorm is de golfgeleider een geleider met een vooraf bepaalde impedantie, zodanig dat er geen of weinig reflecties optreden aan de overgang tussen de antenne of groep van antenne-elementen en de te behandelen zone, wanneer de impedantie van deze zone zich bevindt in een vooraf bepaald gebied rond de waarde van 377 ohm, d.w.z. de vrije ruimte impedantie). In een geprefereerde uitvoeringsvorm heeft de antenne een inlaatsectie die gekoppeld is aan de golfgeleider, en een slotvormige uitlaatsectie waarlangs de microgolven naar buiten worden gevoerd.
In een geprefereerde uitvoeringsvorm bevat het omhulsel van het draagbaar gedeelte een koelelement ter koeling van de generator en van de batterij.
In een geprefereerde uitvoeringsvorm is de draagbare houder een langwerpige steelvormige houder, waarvan het eerste uiteinde voorzien is van een handvat voor de gebruiker en het ander uiteinde gekoppeld is aan het antennesysteem.
In een geprefereerde uitvoeringsvorm is het handvat voorzien van een invoerapparaat voor de gebruiker en/of van indicatoren voorzien om aan de gebruiker informatie te geven over een behandeling van een bepaalde zone.
In een geprefereerde uitvoeringsvorm is de steelvormige houder voorzien van een holle doorgang, waarbij een deel van de transmissielijn zich in de holle doorgang van de houder bevindt.
In een geprefereerde uitvoeringsvorm is het antennesysteem en/of de steelvormige houder voorzien is van een rolsysteem waardoor de gebruiker de houder over de grond kan laten rollen tijdens het behandelen van een zone.
In een geprefereerde uitvoeringsvorm omvat het apparaat een regeleenheid die operationeel in verbinding staat met of deel uitmaakt van de microgolfgenerator en geconfigureerd is om de werking van de microgolfgenerator te sturen op basis van de input van de gebruiker, gedetecteerde informatie betreffende een te behandelen zone, en/of gedetecteerde informatie betreffende de werking van het apparaat zelf.
In een geprefereerde uitvoeringsvorm omvat het apparaat een temperatuursensor die in verbinding staat met de regeleenheid en waarbij de regeleenheid geconfigureerd is om de werking van de microgolfgenerator bij te sturen op basis van de gemeten temperatuur, bij voorkeur door de microgolfgenerator uit te schakelen wanneer een vooraf bepaalde drempelwaarde is overschreden.
In een geprefereerde uitvoeringsvorm omvat het apparaat een feedbacksysteem, geconfigureerd om een wijziging te detecteren van de impedantie van een behandelde zone buiten een vooraf bepaald gebied rond een wenswaarde van deze impedantie, en om in te grijpen op de werking van de generator wanneer genoemde wijziging wordt gedetecteerd.
In een geprefereerde uitvoeringsvorm omvat het apparaat een feedbacksysteem, geconfigureerd om een wijziging te detecteren van de impedantie van een behandelde zone door het meten en/of bepalen van een golfreflectie, een staande-golfverhouding en/of een reflectiecoëfficiënt, en om in te grijpen op de werking van de generator wanneer - de golfreflectie lager of gelijk aan 40%, - de staande-golfverhouding lager of gelijk aan 8, en/of - de reflectiecoëfficiënt hoger of gelijk aan 0,8 is.
Een aspect van de uitvinding betreft een werkwijze voor het bestrijden van onkruid door middel van microgolven met een apparaat volgens de onderhavige uitvinding, de werkwijze omvattende: (a) het genereren van microgolven met een microgolfgenerator; (b) he uitsturen van gegenereerde microgolven naar een te behandelen zone;
(c) het bepalen van een impedantiewaarde van de te behandelen zone door het bepalen van een golfreflectie, een staande-golfverhouding en/of een reflectiecoëfficiënt; (d) het voortzetten met het uitsturen van gegenereerde microgolven bij - een golfreflectie lager of gelijk aan 40%, 5 - een staande-golfverhouding lager of gelijk aan 8, en/of - een reflectiecoëfficiënt hoger of gelijk aan 0,8; en/of het stoppen met het uitsturen van gegenereerde microgolven bij - een golfreflectie hoger dan 60%, - een staande-golfverhouding hoger dan 8, en/of - een reflectiecoëfficiënt lager dan 0,8 omvat. Een aspect van de uitvinding betreft een gebruik van een apparaat volgens de onderhavige uitvinding voor het bestrijden van onkruid.
BESCHRIJVING VAN DE FIGUREN Om de kenmerken van de onderhavige uitvinding beter aan te tonen, zijn in de bijgaande figuren zonder enig beperkend karakter enkele geprefereerde uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding beschreven. Doorheen de figuren, conclusies en beschrijving wordt de volgende nummering aangehouden: op draagbaar gedeelte 1; transmissielijn 2, antennesysteem 3; steelvormige houder 4; omhulsel 10; bevestigingsmiddel 11; batterij 12; samenbouw 13; microgolfgenerator 14; warmtewisselaar 15; ventilatoren 16; aansluiting 17; signaaladapter 20; eerste koppelflens 22; golfgeleider 23; antenne 24; tweede koppelflens 25; zijdelingse regel-middelen 26; uitlaat 27; rolsysteem 28; wielen 29; te behandelen zone (30). Figuur 1 toont een apparaat volgens een geprefereerde uitvoeringsvorm van de uitvinding. Figuur 2 toont het apparaat van figuur 1, waarbij de inhoud van het draagbaar gedeelte zichtbaar is gemaakt. Figuur 3 toont de samenbouw van de solid-state microgolfgenerator en de koelmiddelen, in de uitvoeringsvorm van figuur 1 en figuur 2. Figuur 4 toont een detail van het antennesysteem aan het uiteinde van de houder, volgens een mogelijke uitvoeringsvorm. Figuur 5 toont een andere uitvoeringsvorm van het antennesysteem in een apparaat volgens de uitvinding.
Figuur 6 toont een alternatieve uitvoering van het apparaat volgens de uitvinding, waarbij de transmissielijn gedeeltelijk in de houder verwerkt is.
GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING Voordat de aspecten en uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding worden beschreven, moet worden begrepen dat deze uitvinding niet beperkt is tot specifieke systemen en methoden of combinaties beschreven, aangezien dergelijke systemen en werkwijzen en combinaties natuurlijk kunnen variëren. Laat het ook duidelijk zijn dat de hierin gebruikte terminologie niet bedoeld is als beperkend, aangezien het bereik van de uitvinding enkel beperkt wordt door de bijgevoegde conclusies.
Alle documenten geciteerd in de huidige specificatie worden hierin volledig opgenomen door middel van verwijzing.
Zoals verder gebruikt in deze tekst omvatten de enkelvoudsvormen “een”, “de”, “het” zowel het enkelvoud als de meervoudsvorm tenzij de context duidelijk anders is.
De termen “omvatten”, “omvat” zoals verder gebruikt, zijn synoniem met “inclusief”, “includeren” of “bevatten, “bevat” en zijn inclusief of open en sluiten bijkomende, niet vernoemde leden, elementen of werkwijze stappen niet uit. De termen “omvatten”, “omvat” zijn inclusief de term “bevatten”.
De opsomming van numerieke waarden aan hand van een cijferbereik omvat alle waarden en fracties in deze bereiken, zowel als de geciteerde eindpunten.
De term “ongeveer”, zoals gebruikt wanneer gerefereerd wordt naar een meetbare waarde zoals een parameter, een hoeveelheid, een tijdsduur, en zo meer, is bedoeld variaties te omsluiten van +/- 10% of minder, bij voorkeur +/-5% of minder, meer bij voorkeur +/-1% of minder, en meer nog bij voorkeur +/-0.1% of minder, van en vanaf de gespecificeerde waarde, in zo ver de variaties van toepassing zijn om te functioneren in de hierin beschreven uitvinding. Het dient te worden verstaan dat de waarde waarnaar de term “ongeveer” refereert op zich, ook werd bekend gemaakt.
In de volgende passages worden verschillende aspecten van de uitvinding nader gedefinieerd. Elk aspect zo gedefinieerd kan worden gecombineerd met een ander aspect of aspecten, tenzij het tegendeel duidelijk wordt aangegeven. In het bijzonder, een kenmerk aangeduid als de “voorkeur” of “voordelig” kan worden gecombineerd met andere kenmerken of eigenschappen die vermeld worden als “voorkeur” en/of “voordelig”. Verwijzing in deze specificatie naar "één uitvoeringsvorm" of "een uitvoeringsvorm" betekent dat een bepaalde functie, structuur of karakteristiek beschreven in verband met de uitvoeringsvorm van toepassing is in ten minste één uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding.
Wanneer de zinnen "in één uitvoeringsvorm" of "een uitvoeringsvorm" op verschillende plekken in deze specificatie worden vermeld verwijzen zij niet noodzakelijk naar dezelfde uitvoeringsvorm, hoewel dit niet wordt uitgesloten.
Voorts kunnen de beschreven kenmerken, structuren of karakteristieken worden gecombineerd op elke geschikte wijze, zoals duidelijk zal voor een deskundige in de materie op basis van deze beschrijving.
De beschreven en in de conclusies geclaimde uitvoeringsvormen kunnen worden gebruikt in elke combinatie.
In de onderhavige beschrijving van de uitvinding wordt verwezen naar de bijgaande tekeningen die er deel van uitmaken, en die specifieke uitvoeringsvormen van de uitvinding illustreren.
Cijfers tussen haakjes of in het vet gelinkt aan bepaalde elementen illustreren de betreffende elementen als voorbeeld, zonder de elementen hierdoor te beperken.
Het moet worden begrepen dat andere uitvoeringsvormen kunnen worden gebruikt en structureel of logische wijzigingen kunnen worden aangebracht zonder het bereik van de onderhavige uitvinding te verlaten.
De volgende gedetailleerde beschrijving dient niet beschouwd te worden als beperkend, en de omvang van de onderhavige uitvinding wordt gedefinieerd door de bijgevoegde conclusies.
Tenzij anders gedefinieerd, hebben alle termen bekend gemaakt in de uitvinding, inclusief technische en wetenschappelijke termen, de betekenis zoals een vakman deze gewoonlijk verstaat.
Als verdere leidraad, worden definities opgenomen voor verdere toelichting van termen die in de beschrijving van de uitvinding worden gebruikt.
Uit eerder onderzoek is bekend dat het verhogen van de interne temperatuur van ten minste een deel van een plantenlichaam tot ongeveer 50° C kan resulteren in het definitief doden van algemeen onkruid.
De optimale temperatuur kan afhankelijk zijn van het beoogde plantentype en het stadium van de plantgroei.
De uitvinders hebben ontdekt dat de onderhavige uitvinding bijzonder geschikt is voor het beheersen van de groei van onrijp onkruid, d.w.z. onkruidplanten die zich nog in een vroeger ontwikkelingsstadium bevinden en een smallere plantsteel hebben.
In een onvolwassen stadium heeft het onkruid zich al ontwikkeld tot een zaailing met een smalle steel.
Desalniettemin is het duidelijk dat de onderhavige uitvinding kan worden aangepast om ook onkruid te bestrijden in het kiemstadium, d.w.z. zaden die in de grond aanwezig zijn, of in een volwassen stadium, d.w.z. met een dikkere plantstengel.
Onkruid in de huidige beschrijving verwijst naar een plant die als ongewenst wordt beschouwd in een bepaalde situatie of omgeving, en die typisch niet-gewassenplanten in een landbouwveld omvat, Voorbeelden van onkruidpianten zijn onder andere distel, duizendblad, zomerpostelein, rode klaver, perzikkruid, kamille, brandnetel, gras, Bermuda-gras, winde, breedbladige weegbree, klis, lammerenkwartier, paardenbloem, guldenroede, duizendknoop en de duizendknooptamilie,
bladwoifsmelk, Mariadistel, zuring, Sint-Janskruid, wilde wortel, witte klaver, klaverzuring, zwarte nachtschade, en dergelijke.
Door de groei van onkruid met behulp van de onderhavige uitvinding te beheersen, kan de groei van gewenste planten zoals gewassen worden verbeterd, wat de opbrengst van landbouwvelden kan verhogen. Voorbeelden van gewassen zijn onder meer suikerbieten, voederbieten, rode bieten, suikerriet, gerst, mals, gierst, rogge, tarwe, cassave, aardappelen, cichorei, erwien, bonen, kool, wortelen, vlas, raapzaad, zonnebloem, of gewassen zoals kolen, fruitbomen, bessenstruiken en dergelijke. Om de hierboven beschreven opwarming te realiseren maat de uitvinding gebruik van microgolven. Microgolven nemen een piaats in het elektromagnetische spectrum in binnen een frequentiebereik tussen 300MHz en 300GHz. Het geabsorbeerde microgolfvermogen is direct afhankelijk van de frequentie van de microgolven, d.w.z. hogere microgolffrequentie betekent een kortere golflengte en dus meer microgolfvermogen. Als zodanig kan het genereren van microgolven met een hogere frequentie resulteren in een snellere verwarming van een doei, zoals een onkruidplant, ten koste van een kleinere doelgrootte of kleiner volume. Het verhogen van de frequentie van microgolven vermindert ook de diepte tot waar de microgolven in een doelwit, zoals de plant, kunnen doordringen. Een snelle opwarming kan ook aanleiding geven tot een drukeffect die de cellen van de te bestrijden plant van binnenuit kan opblazen met het afdoden tot gevolg. Hieronder wordt een eerste overzicht gegeven van diverse onderdelen van de uitvinding en vervolgens worden specifieke uitvoeringsvormen in meer detail beschreven. Dit eerste overzicht is bedoeld om de lezer te helpen de technologische concepten sneller te begrijpen, maar is niet bedoeld om de belangrijkste of essentiële kenmerken ervan te identificeren, noch is het bedoeld om de reikwijdte van de onderhavige uitvinding te beperken. Figuur 1 toont een mogelijke uitvoeringsvorm van een apparaat volgens de uitvinding. Het apparaat omvat een draagbaar gedeelte 1 op de rug van de gebruiker dat via een transmissielijn 2 verbonden is met een antennesysteem 3. Het antennesysteem is vastgemaakt op het uiteinde van een steelvormige houder 4 die aan het tegenovergestelde uiteinde wordt vastgehouden door de gebruiker. Zoals te zien is in Figuur 2 kan het draagbaar gedeelte 1 een omhulsel 10 voorzien van schouderbanden 11 omvatten, zodat het geheel eenvoudig als een rugzak kan worden gedragen. De schouderbanden kunnen in lengte verstelbaar zijn om het draagbaar gedeelte 1 secuur vast te maken aan het bovenlichaam van de drager. Het weze duidelijk dat het omhulsel voorzien kan zijn van een ander of bijkomend bevestigingsmiddel 11 dat toelaat om het draagbaar gedeelte aan een ander gedeelte van het lichaam dan de rug of schouders van de gebruiker vast te maken. Bij wijze van voorbeeld kan het omhulsel 10 een buikplaat omvatten die het draagbaar gedeelte 1 op de buik van de drager laat steunen, of een gordel die het draagbaar gedeelte 1 aan de heupen van de gebruiker vastmaakt, enzovoort. Het secuur vastmaken van het draagbaar gedeelte kan tot stand gebracht worden door het voorzien van een bevestigingsmiddel zoals bekend in de stand van de techniek, zoals klittenband, knopen, inklikbare of haakbare verbindingsmechanismen. De vakman begrijpt dus dat de configuratie van het draagbaar gedeelte aangepast kan worden naargelang het gewenst comfort van de drager.
Het omhulsel 10 omvat een batterij 12, bij voorkeur een oplaadbare batterij, en een samenbouw 13 van elementen die in meer detail getoond is in Figuur 3. De samenbouw 13 omvat een solid- state microgolfgenerator 14 die is vastgemaakt op een warmtewisselaar 15. Aan de zijkant van de warmtewisselaar zijn twee eveneens door de batterij aangedreven ventilatoren 16 gemonteerd die erop voorzien zijn om lucht doorheen de warmtewisselaar te blazen, ter koeling van de microgolfgenerator 14 en de batterij 12. Het omhulsel 10 moet de luchtstromen in en uit de wisselaar 15 mogelijk maken en is dus minstens op de hiertoe benodigde plaatsen luchtdoorlatend. De warmtewisselaar 15 kan zijn uitgevoerd volgens eender welk bestaand ontwerp dat erop voorzien is om de warmte van een op de wisselaar gemonteerde en/of een in contact ermee geplaatste warmtebron af te voeren. De microgolfgenerator 14 en de ventilatoren 16 zijn via elektrische geleiders (niet getoond op de figuren) verbonden met de batterij 12. De combinatie van de warmtewisselaar 15 en ventilatoren 16 is een geprefereerde uitvoeringsvorm van het ‘koelelement’. Andere uitvoeringen van een koelelement geschikt om de generator 14 en de batterij 12 te koelen zijn mogelijk binnen het kader van de uitvinding. Volgens een alternatieve uitvoeringsvorm omvat het koelelement een vloeistofkoelsysteem omvattende een opstelling van vloeistofleidingen en ten minste één pomp voor het pompen van koelvloeistof door het vloeistofkoelsysteem. Het vloeistofkoelsysteem kan verder kenmerken omvatien die algemeen worden gebruikt in de techniek voor dergelijke systemen, inclusief, maar niet beperkt tot, fittingen, adapters, leidingen, keppen, enzovoort. Bij voorkeur bevat het omhulsel 10 eveneens een elektronische regeleenheid (niet getoond in de figuren), die gevoed wordt door de batterij 12 en die erop voorzien is om de werking van de generator 14 en van de ventilatoren 16 aan te sturen, volgens een regelalgoritme dat op zich niet bepaald is binnen het kader van deze uitvinding, maar dat minstens toelaat om de generator 14 in en uit te schakelen, en bij voorkeur eveneens om het vermogen of andere parameters van de generator 14 te regelen. Hiertoe zijn bedieningsmiddelen voorzien, hetzij binnen het omhulsel 10 of aan de buitenzijde ervan, hetzij op de steelvormige houder 4, bijvoorbeeld in de vorm van bedieningsknoppen ter hoogte van een handvat. In dit laatste geval bestaat er bij voorkeur een draadloze communicatie tussen de steelvormige houder 4 en de regeleenheid. De regeleenheid kan ook integraal deel uitmaken van de generator 14, zoals het geval is bij bepaalde bestaande types van microgolfgeneratoren die bruikbaar zijn in een apparaat volgens de uitvinding (zie verder). Op Figuur 3 is ook de aansluiting 17 zichtbaar op de solid-state microgolfgenerator 14, waarop de transmissielijn 2 is aangesloten. Zowel solid-state microgolfgeneratoren als hieraan aangepaste transmissielijnen en aansluitingen zijn bekend op zich. De transmissielijn 2 is bij voorkeur een coaxiale lijn die erop voorzien is om een hoogfrequent elektrisch signaal te transporteren van de generator 14 naar het antennesysteem 3.
De solid-state microgolfgenerator 14 kan een generator zijn die commercieel beschikbaar is op de markt. Bij voorkeur wordt een type generator gebruikt met een ingebouwde regeleenheid die het mogelijk maakt om veranderingen te detecteren in de impedantie van de belasting bestaande uit de transmissielijn 2, het antennesysteem 3 en de behandelde zone, en om het geleverde vermogen hieraan aan te passen. Hierop wordt meer in detail ingegaan verder in deze beschrijving. In sommige uitvoeringen werkt de solid-state microgolfgenerator 14 met een vermogen tussen 25 W en 400 W, bij voorkeur tussen 50 W en 375 W, of tussen 75 W en 350 W, of tussen 100 W en 325 W, of tussen 125 Wen 300 W, of tussen 150 W en 275 W, of tussen 175 W en 250 W, of tussen 175 W en 225 W, bijvoorbeeld 200 W. Combinaties van vermogensversterkers kunnen worden gebruikt om te komen tot het gewenste werkvermogen: om bijvoorbeeld een 200 W halfgeleidergenerator van stroom te voorzien, kunnen twee versterkers van 100 W worden gebruikt, of vier versterkers van 50 W, enzovoort, De spanning nodig om de solid-state generator aan te drijven kan rond 30V liggen. De microgolfgenerator kan worden geconfigureerd voor het genereren van microgolven die typisch binnen een freguentiebereik van 1.0 GHz tot 20.0 GHz liggen. Voor bruikbaarheid d.w.z. efficiënt en veilig doden van onkruid zullen de microgolven bij voorkeur binnen een freguentiebereik van minstens 2.0 GHz tot hoogstens 6.0 GHz, bij voorkeur ten minste 3.0 GHz, met meer voorkeur ten minste 4.0 GHz, met nog meer voorkeur ten minste 5.0 GHz, met nog meer voorkeur ongeveer
5.8 GHz, liggen.
De gegenereerde microgolven kunnen een frequentie hebben van minstens 2.0 GHz, bijvoorbeeld
2.1 GHz, 2.2 GHz, 2.3 GHz, 2,4 GHz, 2.5 GHz, 2.6 GHz, 2.7 GHz, 2.8 GHz of 2.9 GHz; bij voorkeur minstens 3.0 GHz, bijvoorbeeld 3.1 GHz, 3.2 GHz, 3.3 GHz, 3.4 GHz, 3.5 GHz, 3.6 GHz, 3.7 GHz,
3.8 GHz of 3,9 GHz; met nog meer voorkeur minstens 4.0 GHz, bijvoorbeeld 4.1 GHz, 4.2 GHz,
4.3 GHz, 4.4 GHz, 4.5 GHz, 4.6 GHz, 4.7 GHz, 4.8 GHz of 4.9 GHz; met nog meer voorkeur minstens 5,0 GHz bijvoorbeeld 5.1 GHz, 5.2 GHz, 5,3 GHz, 5,4 GHz, 5.5 GHz, 5.6 GHz, 5,7 GHz, 5.8 GHz of
5.9 GHz. De gegenereerde microgoiven kunnen binnen een freguentiebereik van minimaal 2,0 GHz tot maximaal 6,0 GHz liggen; met meer voorkeur ten minste 2,5 GHz tot ten hoogste 6,0 GHz; met nog meer voorkeur ten minste 3,0 GHz tot ten hoogste 6,0 GHz; met nog meer voorkeur ten minste 3,5 GHz tot ten hoogste 6,0 GHz; met nog meer voorkeur ten minste 4,0 GHz tot ten hoogste 6,0 GHz) met nog meer voorkeur ten minste 4,5 GHz tot ten hoogste 6,0 GHz; met nog meer voorkeur ten minste 5,0 GHz tot ten hoogste 6,0 GHz; met nog meer voorkeur ten minste 5,5 GHz totten hoogste 6,0 GHz; met nog meer voorkeur ten minste 5,6 GHz tot ten hoogste 5,9 GHz, of ten minste 5,7 GHz tot ten hoogste 5,9 GHz.
Systemen uit de stand van de techniek zijn gericht op het uitzenden van microgolven met een lagere frequentie, d.w.z. lager dan 2,0 GHz, naar een breed doelgebied en kunnen ais gevolg daarvan al het plantenweefsel, wortels en zaden beïnvloeden die in het doelgebied groeien, d.w.z. inclusief niet-onkruidplanten zoals gewassen of gebladerte. Dit heeft tot gevolg dat het doden van onkruidplanten met laagfrequente, niet-gefocusseerde microgolven een hoog vermogen vereist, wat op zijn beurt langere behandelingstijden vereist en/of een zwaardere batterij of generator. Bovendien hebben deze microgolven met een lagere frequentie ook een onnodig diepe penetratiediepte. Als resultaat hiervan, zelfs als vergelijkbare systemen in de techniek het potentieel zouden kunnen aantonen om de groei van onkruid te beheersen door middel van microgolven, slagen zij er niet in om de efficiëntie te verschaffen die vereist is voor industriële toepasbaarheid.
Een typische microgolfgenerator die geschikt is voor de uitvinding biedt een geïntegreerde oplossing die is ontworpen om microgoifvermosen op te wekken en te verzenden. De microgolfgenerator kan functioneel regelbaar zijn, zodat de timing of eigenschappen van de microgolven kunnen worden gecontroleerd, In het bijzonder kunnen de microgolven op aanvraag worden opgewekt, d.w.z. in reactie op een ingangssignaal dat door een regelsysteem aan de generator kan worden geleverd. Ook kunnen de eigenschappen van de microgolven, zoals het vermogen of de amplitude en/of frequentie, tenminste tot op zekere hoogte instelbaar zijn.
Het antennesysteem 3 volgens een mogelijke uitvoeringsvorm van de uitvinding is getoond in Figuur 4. Het systeem bevat een signaaladapter 20 voorzien van een aansluiting 21 waarop de transmissielijn 2 is aangesloten en die mechanisch bevestigd is op het uiteinde van de steelvormige drager 4. De signaaladapter 20 is een onderdeel dat het elektromagnetisch microgolf signaal van de coaxiale kabel omzet naar een continu uitgezonden reeks microgolven. De adapter 20 is hol, en definieert daardoor een holle ruimte bij voorkeur met vierkante of rechthoekige doorsnede. In de holle ruimte bevindt zich een kleine antenne die op de kabel 2 is aangesloten en die microgolven uitzendt met de frequentie en amplitude zoals uitgezonden door de generator 14. De microgolven planten zich voort in de holle ruimte die fungeert als een golfgeleider, en verder in bijkomende golfgeleiders die op de adapter 20 aangesloten zijn. Dit soort adapters 20 zijn bekend in de stand van de techniek, en men kan een bestaand type adapter gebruiken in het apparaat volgens de uitvinding.
De signaaladapter 20 is via een eerste koppelflens 22 gekoppeld aan twee bijkomende onderdelen, met name een impedantie-adapter 23 en een antenne 24, die aan elkaar gekoppeld zijn via een tweede koppelflens 25. In plaats van één of beide van de koppelflenzen te voorzien kan men ook de gekoppelde onderdelen als één uniform onderdeel uitvoeren.
De impedantie-adapter 23 is een golfgeleider met dezelfde doorsnede als de signaal-adapter 20 zodat de microgolven zich verder voortplanten in de holle ruimte gedefinieerd door de impedantie- adapter 23. Echter deze adapter is voorzien van 3 zijdelingse regel-middelen 26. Dit zijn cilinders met manueel uitschuifbare zuiger-elementen. De adapter 23 is met andere woorden een component die op zich bekend is in de stand van de techniek als ‘stub tuner’. De zuigers vormen de ‘stubs’ en de positie van de zuigers bepaalt de impedantie van de belasting die gevormd wordt door de transmissielijn 2, het antennesysteem 3 en de behandelde zone.
In de afgebeelde uitvoeringsvorm is de antenne 24 een element met vierkante of rechthoekige inlaat die overeenkomt met de doorsnede van de impedantie-adapter 23 en met slotvormige (i.e. langwerpig uitgerekte) uitlaat 27. Via deze uitlaat 27 worden de microgolven naar buiten gebracht in de nabijheid van het onkruid, waardoor dit laatste wordt opgewarmd tot een temperatuur en/of druk die het onkruid vernietigt. De vorm van de antenne ligt echter niet vast binnen het kader van de uitvinding, en andere vormen kunnen worden toegepast, zoals een hoorn-antenne waarbij de doorsnede van de uitlaat groter is als deze van de inlaat (zoals bij een megafoon}, of een draadantenne. Geschikte types van hoornantennes zijn, bijvoorbeeld, een piramidale hoorn, een conische hoorn, een sectorale hoorn, een exponentiële hoorn, en dergelijke, De vorm met slotvormige doorsnede 27 is echter nuttig omdat de breedte van de uitlaat (dit is de lengte van langwerpige uitlaatsectie) kan geoptimaliseerd worden zodat de impedantie van de uitlaat zo goed mogelijk overeenstemt met de impedantie van de te behandelen zone, terwijl de hoogte van de uitlaat geen of weinig invloed heeft op de impedanties. Deze hoogte kan dan worden ontworpen in functie van het vermogen van de generator en de maximale doorslagspanning.
De antenne kan ook bestaan uit één of meerdere antenne-elementen, bijvoorbeeld meerdere hoornantennes. In zen geprefereerde uitvoeringsvorm kan ten minste éen antenne-element bij voorkeur alle antenne-elementen van het aantal antenne-elementen een dipoolantenne zijn. Dit type antenne bestaat gewoonlijk uit twee identieke geleidende elementen zoals metalen draden of staven, Er zijn talrijke wijzigingen in de vorm van een dipoolantenne en de onderhavige uitvinding is geenszins beperkt tot een bepaald type. In een geprefereerde uitvoeringsvorm kan ten minste één antenne-element bij voorkeur alle antenne-elementen van het aantal antenne-elementen een patchantenne zijn. Dit type antenne bestaat gewoonlijk uit een stuk metaalfolie met specifieke vormen die op het oppervlak van een substraat zijn geëtst, met aan de andere kant een metaalfolie-grondviak, Als alternatief kan de patch-antenne bestaan uit een metalen patch die boven een grondvlak is gemonteerd met behulp van diëlektrische afstandhouders. Er zijn talrijke wijzigingen aan de vorm van een patchantenne en de onderhavige uitvinding is geenszins beperkt tot een bepaald type. In het bijzonder kan een patchantenne die in het oppervlak van een printplaat is geëtst ook worden aangeduid als een microstrip-antenne. Het gebruik van een patch/microstrip-antenne kan het voordeel hebben dat de omvang van het systeem wordt verkleind en dat de mogelijkheid wordt geboden om de antenne- elementen in een beschermende behuizing te integreren.
De te behandelen zone in de context van onkruidbestrijding met microgolven is in wezen te beschouwen als een open ruimte, voor wat de impedantie van deze ruimte betreft. Ook wanneer zich planten in deze zone bevinden, wijkt de impedantie weinig af van de theoretische open-ruimte impedantie, die 377 ohm bedraagt, zoals bekend is uit de fysica van ruimtegolven. Het apparaat van de uitvinding is nu zodanig ontworpen dat zich geen of zo weinig mogelijk golfreflecties voordoen ter hoogte van de overgang tussen de antenne en de te behandelen zone, wanneer het apparaat gebruikt wordt om deze zone te behandelen, rekening houdende met een impedantie van de behandelde zone van ongeveer 377 ohm. Deze toestand, namelijk de afwezigheid van reflecties, is de toestand waarbij het vermogen van de generator maximaal wordt doorgegeven aan de behandelde zone. In de terminologie van de golf-fysica zegt men dat de er een toestand is gecreëerd van ‘impedance matching’, m.a.w. de impedantie van de belasting is aangepast aan de impedantie van de bron.
In de uitvoeringsvorm getoond in Figuur 4 kan de impedantie-adapter 23 gebruikt worden om de toestand van impedance-matching in te stellen voor een bepaalde behandeling. Dit kan gebeuren door de signaal-adapter 20 te verbinden met een testgenerator via een coaxiale kabel die even lang is en dezelfde specificaties heeft als de transmissielijn 2 van het apparaat. De testgenerator bevat zelf of is verbonden met een meettoestel dat de impedantie van de belasting meet, zodat men de ‘stubs’ 26 zodanig kan instellen dat er ‘impedance matching’ optreedt. Tijdens de eigenlijke behandeling blijven de stubs 26 dan in deze ingestelde posities staan. De uitvoeringsvorm van Figuur 4 is echter niet een uitvoeringsvorm van het apparaat die bij uitstek geschikt is voor een gebruik op grote schaal, door gebruikers die niet vertrouwd zijn met het instellen van een ‘stub tuner’ of generator. Figuur 5 toont een andere uitvoeringsvorm van het apparaat waarbij de generator niet voorzien is van of verbonden aan een voor de gebruiker zichtbaar meettoestel, en waarbij het antennesysteem niet voorzien is van een ‘stub tuner’. In deze uitvoeringsvorm bevat het antennesysteem 3 een golfgeleider waarvan de impedantie op voorhand is ontworpen in functie van de behandeling van een zone met een impedantie van 377 ohm of weinig afwijkend van deze waarde, hetgeen geldt voor de ruime meerderheid van met planten begroeide open zones. Het weggelaten van de ‘stub tuner’ kan de complexiteit van het apparaat vereenvoudigen ten voordele van de gebruiksvriendelijkheid voor een onervaren gebruiker. Zoals getoond in Figuur 5 kan de lengte van deze geleider dus ook beperkt worden zodat het quasi één doorlopend geheel vormt met de houder
4. Het antennesysteem 3 is zodanig geconfigureerd dat het elektromagnetisch veld dat wordt gecreëerd in een behandelde zone sterk genoeg is om de tijdsspanne waarin een vooropgestelde temperatuur van de behandelde zone wordt bereikt, zo laag mogelijk te maken, bij voorkeur minder dan 10s. Deze snelheid is opportuun voor het bestrijden van onkruid aan een gemiddeld wandeltempo. Bij voorkeur is het apparaat van de uitvinding bijkomend voorzien van een feedbacksysteem die geconfigureerd is om in te grijpen op de werking van het apparaat wanneer de impedantie van de behandelde zone afwijkt van de open ruimte-waarde van 377 ohm. Dit kan gebeuren bijvoorbeeld wanneer het apparaat gericht wordt op materiaal met een hogere impedantiewaarde dan planten, zoals op een mensen -of dierenlichaam. Zoals hierboven besproken, zal de uitgestuurde golf bij een afwijkende impedantiewaarde gedeeltelijk terugkaatsen naar het antennesysteem, waardoor deze teruggekaatste golf zal interfereren met de uitgestuurde golven en de staande-golfverhouding veranderen. Door de staande-golfverhouding te meten, typisch uitgedrukt als de reflectiecoëfficiënt M, kan dus de mate van reflectie bepaald worden. Dit feedbacksysteem kan dus bijvoorbeeld als een beveiliging tegen ongelukken dienen, zoals hieronder verder beschreven zal worden.
In een uitvoeringsvorm kan het feedbacksysteem geconfigureerd zijn in te grijpen bij een golfreflectie dat is hoger dan 40% of 45%, bij voorkeur hoger dan 50% of 55%, meer bij voorkeur 60% of 65%, nog meer bij voorkeur 70% of 75%, bijvoorbeeld 80%, 85%, 90%, 95% of 100%. In een uitvoeringsvorm kan het feedback systeem geconfigureerd zijn om in te grijpen bij een staande-golfverhouding hoger dan 5 of 5.5, bij voorkeur hoger dan 6 of 6.5, nog meer bij voorkeur hoger dan 7 of 7.5, nog meer bij voorkeur hoger dan 8 of 8.5, bijvoorbeeld 9, 9.5, of 10. In een uitvoeringsvorm kan het feedbacksysteem geconfigureerd zijn om in te grijpen bij een reflectiecoëfficiënt lager dan 0.95 of 0.9, bij voorkeur lager dan 0.85 of 0.8, bijvoorbeeld 0.75, 0.7,
0.65 of 0.6.
De uitvinders hebben gevonden dat de hierboven beschreven configuraties van het feedbacksysteem geschikt zijn voor het nauwkeurig onderscheiden van materialen met een impedantiewaarde van 50 ohm of hoger, zoals een mensen -of dierenlichaam, van plantenweefsel, zonder ongewenste onderbrekingen te ondervinden ten gevolge van andere voorwerpen of materialen die zich in de te behandelen zone kunnen bevinden. De vakman begrijpt echter dat de configuratie van het feedbacksysteem aangepast kan worden naargelang de gewenste veiligheid. Volgens een uitvoeringsvorm van het feedbacksysteem is mogelijk om een ingebouwde detectie - en regeleenheid in de generator te gebruiken in het apparaat van de uitvinding dat met deze optie voorzien is, en om deze adequaat in te stellen zodat de generator automatisch uitvalt of vermindert in vermogen wanneer de waargenomen impedantie verandert. De ingebouwde regeleenheid voor het regelen van het feedbacksysteem kan deel uitmaken van de regeleenheid van het apparaat op zich, wanneer deze regeleenheid integraal deel uitmaakt van de generator.
De regeleenheid van het apparaat op zich kan echter ook een apart onderdeel zijn dat verbonden is met de generator, evenals met één of meerdere invoermiddelen en/of indicatoren, zoals bedieningsknoppen of LEDs op het handvat van de steelvormige houder. De regeleenheid van het apparaat kan ook bestaan uit meerdere onderling verbonden regeleenheden, bijvoorbeeld een regeleenheid die deel uitmaakt van de generator die het feedbacksysteem regelt, en een aparte regeleenheid die in verbinding staat met de generator en met bedieningsmiddelen en/of indicatoren bestemd voor de gebruiker van het apparaat. Het feedbacksysteem kan dus ook verbonden zijn met een waarschuwingssysteem die de gebruiker op de hoogte brengt van een mogelijk probleem, bijvoorbeeld via een geluidssignaal of lamp.
Nog een andere uitvoeringsvorm van het feedbacksysteem bevat een antennesysteem voorzien van een impedantie-adapter die niet manueel instelbaar is, maar die een automatisch afstelsysteem bevat dat kan worden aangestuurd met elektrische controlesignalen. De automatische adapter is dan verbonden met de regeleenheid van het feedbacksysteem zoals hierboven beschreven. Wanneer deze regeleenheid een te grote afwijking vaststelt van de impedantie, kan de impedantie worden aangepast door controlesignalen naar de automatische adapter te sturen, zodat een bepaalde wenswaarde wordt behouden, of zodat eventueel tijdelijk de ‘impedance matching’ wordt opgeheven. Dit kan gebeuren in plaats van of aanvullend aan de automatische regeling van de generator door het feedbacksysteem. In de getoonde uitvoeringsvorm is aan de tweede koppelflens 25 een rolsysteem bevestigd in de vorm van een hoekvormige plaat 28 met twee wielen 29 bevestigd op het uiteinde. De wielen 29 steunen op de grond en laten toe om de steelvormige houder 4 over de grond te laten rollen. Op deze manier is de afstand tussen de uitlaat 27 en het grondoppervlak min of meer constant wanneer de houder 4 onder een hoek wordt gehouden die weinig afwijkt van een gemiddelde waarde. De uitvinding is echter niet beperkt tot een houder voorzien van een dergelijk rolsysteem. Volgens een andere uitvoeringsvorm steunt de houder 4 niet op de grond, en bepaalt de gebruiker zelf op welke afstand van het grondoppervlak de uitlaat 27 van de antenne 24 zich beweegt.
Figuur 6 toont een alternatieve uitvoeringsvorm, waarbij de transmissielijn 2 gedeeltelijk verwerkt is in de steelvormige houder 4 die in dit geval een holle steel bevat. De transmissielijn 2 is bij voorkeur opnieuw een coaxiale kabel die bestaat uit een eerste deel gaande van de microgolfgenerator 14 naar de steelvormige houder 4, en een tweede deel dat in de holle steel van de houder 4 vervat is. Het eerste deel is lang genoeg om alle nodige manipulaties van de steel mogelijk te maken. Het antennesysteem 3 kan op dezelfde manier zijn uitgevoerd als in de uitvoering van Figuur 4 of Figuur 5, behalve dat de signaaladapter 20 mogelijkerwijze geen zijdelingse aansluiting heeft maar een aansluiting die evenwijdig is aan de steelvormige houder 4. In eender welke uitvoeringsvorm van het apparaat volgens de uitvinding kan het draagbaar gedeelte 1 bijkomend voorzien zijn van middelen om de batterij 12 op te laden. Deze middelen kunnen bestaan uit één of meer zonnecellen die op het omhulsel 10 bevestigd zijn, of uit zonnecellen verwerkt in het materiaal, bijvoorbeeld een textiel, van het omhulsel 10. Bij voorkeur is de steelvormige houder 4 voorzien van indicatoren, bijvoorbeeld een groene en rode LED, die aangeven wanneer voldoende energie is geleverd aan een bepaald deel van de behandelde begroeiing. Deze indicatoren worden aangestuurd door de regeleenheid van het apparaat, op basis van diverse parameters, waaronder mogelijkerwijze het vermogen en de frequentie van de generator 14, of inputgegevens ingevoerd door de gebruiker. Bij voorkeur zijn er op de houder 4 ook een indicatie die aangeeft in hoeverre de batterij opgeladen is.
Volgens een uitvoeringsvorm is het apparaat voorzien van een op de microgolfgenerator 14 aangebrachte temperatuursensor, bij voorkeur een spectraalsensor die in verbinding staat met de regeleenheid van het apparaat en waarbij de regeleenheid geconfigureerd is om de werking van de microgolfgenerator bij te sturen op basis van het gemeten spectrum, bij voorkeur door de microgolfgenerator uit te schakelen wanneer een vooraf bepaalde drempelwaarde van de temperatuur is overschreden.
De spectraal sensor kan een infrarood sensor zijn.
Claims (18)
1. Apparaat voor het bestrijden van onkruid door middel van microgolven, gekenmerkt doordat het apparaat volgende onderdelen omvat: e een draagbaar gedeelte (1) geconfigureerd om aan het lichaam van een gebruiker vastgemaakt te worden; waarbij het draagbaar gedeelte een omhulsel (10) bevat waarbinnen zich een microgolfgenerator (14) bevindt, en een batterij (12) geconfigureerd om de generator van stroom te voorzien; e een houder (4) voorzien van minstens twee uiteinden, waarbij de houder aan het ene uiteinde kan worden vastgehouden door de gebruiker en waarbij aan het andere uiteinde een antennesysteem (3) is bevestigd, geschikt is om microgolven naar buiten te voeren in een te behandelen zone (30), e een transmissielijn (2) om een microgolfsignaal opgewekt door de generator over te brengen van de generator (14) naar het antennesysteem (3).
2. Het apparaat volgens conclusie 1, waarbij de microgolfgenerator (14) een solid-state microgolfgenerator is; bij voorkeur gekenmerkt door een verbruik van 250 W en/of een spanning van 30 V.
3. Het apparaat volgens één der conclusies 1 of 2, waarbij het antennesysteem (3) de volgende, na elkaar geplaatste, componenten bevat: - een signaaladapter (20) om het signaal van de transmissielijn (2) om te zetten in microgolven, - een golfgeleider (23), en - een antenne (24) of groep van antenne-elementen.
4. Het apparaat volgens conclusie 3, waarbij de golfgeleider (23) een impedantie-adapter is, waarvan de impedantie handmatig of automatisch kan worden aangepast, zodat er weinig tot geen reflecties optreden aan de overgang tussen de antenne (24) of groep van antenne- elementen en de te behandelen zone (30).
5. Het apparaat volgens conclusie 3, waarbij de golfgeleider een geleider is met een vooraf bepaalde impedantie, zodanig dat er geen of weinig reflecties optreden aan de overgang tussen de antenne (24) of groep van antenne-elementen en de te behandelen zone (30), wanneer de impedantie van deze zone zich bevindt in een vooraf bepaald gebied rond de waarde van 377 ohm.
6. Het apparaat volgens conclusie één der conclusies 4 of 5, waarbij de antenne (24) een inlaatsectie heeft die gekoppeld is aan de signaaladapter (20) of de golfgeleider (23), en een slotvormige uitlaatsectie (27) waarlangs de microgolven naar buiten worden gevoerd.
7. Het apparaat volgens één der conclusies 1 tot 6, verder omvattende een regeleenheid die operationeel in verbinding staat met of deel uitmaakt van de microgolfgenerator (14) en geconfigureerd is om de werking van de microgolfgenerator te sturen op basis van (i) de input van de gebruiker, (ii) gedetecteerde informatie betreffende een te behandelen zone (30), en/of (iii) gedetecteerde informatie betreffende de werking van het apparaat zelf.
8. Het apparaat volgens conclusie 7, verder omvattende een, bij voorkeur op de microgolfgenerator (14) aangebrachte, temperatuursensor die in verbinding staat met de regeleenheid en waarbij de regeleenheid geconfigureerd is om de werking van de microgolfgenerator bij te sturen op basis van de gemeten temperatuur, bij voorkeur door de microgolfgenerator uit te schakelen wanneer een vooraf bepaalde drempelwaarde is overschreden.
9. Het apparaat volgens één der conclusies 7 of 8 waarbij het apparaat voorzien is van een feedbacksysteem, geconfigureerd om een wijziging te detecteren van de impedantie van een behandelde zone (30) buiten een vooraf bepaald gebied rond een wenswaarde van deze impedantie, en om in te grijpen op de werking van het apparaat wanneer genoemde wijziging wordt gedetecteerd, bij voorkeur door de microgolfgenerator uit te schakelen.
10. Het apparaat volgens conclusie 9 waarbij het feedbacksysteem geconfigureerd is voor het meten en/of bepalen van een golfreflectie, een staande-golfverhouding en/of een reflectiecoëfficiënt, en om in te grijpen op de werking van het apparaat wanneer - de golfreflectie lager of gelijk aan 40%, - de staande-golfverhouding lager of gelijk aan 8, en/of - de reflectiecoëfficiënt hoger of gelijk aan 0,8 is.
11. Het apparaat volgens één der conclusies 1 tot 10 waarbij het omhulsel (10) van het draagbare gedeelte (1) een koelelement (13) bevat ter koeling van de generator (14) en van de batterij (12).
12. Het apparaat volgens één der conclusies 1 tot 11 waarbij de draagbare houder een langwerpige steelvormige houder (4) is, waarvan het eerste uiteinde voorzien is van een handvat voor de gebruiker en het ander uiteinde gekoppeld is aan het antennesysteem (3).
13. Het apparaat volgens conclusie 12 waarbij het handvat voorzien is van een invoerapparaat voor de gebruiker en/of van indicatoren voorzien om aan de gebruiker informatie te geven over een behandeling van een bepaalde zone (30).
14. Het apparaat volgens één der conclusies 12 of 13 waarbij de steelvormige houder (4) voorzien is van een holle doorgang en waarbij een deel van de transmissielijn (2) en/of de golfgeleider (23) zich in deze holle doorgang bevindt.
15. Het apparaat volgens één der conclusies 1 tot 14, waarbij het antennesysteem (3) en/of de steelvormige houder (4) voorzien is van een rolsysteem (28,29) waardoor de gebruiker de houder (4) over de grond kan laten rollen tijdens het behandelen van een zone (30).
16. Werkwijze voor het bestrijden van onkruid door middel van microgolven met een apparaat volgens één der conclusies 1 tot 15, de werkwijze omvattende: (a) het genereren van microgolven met een microgolfgenerator; (b) het uitsturen van gegenereerde microgolven naar een te behandelen zone; (c) het bepalen van een impedantiewaarde van de te behandelen zone door het meten van een golfreflectie, staande-golfverhouding en/of reflectiecoëfficiënt; (d) het voortzetten met het uitsturen van gegenereerde microgolven bij - een golfreflectie lager of gelijk aan 40%, - een staande-golfverhouding lager of gelijk aan 8, en/of - een reflectiecoëfficiënt hoger of gelijk aan 0,8.
17. De werkwijze volgens conclusie 16, waarbij stap (d), het stoppen met het uitsturen van gegenereerde microgolven bij - een golfreflectie hoger dan 60%,
- een staande-golfverhouding hoger dan 8, en/of - een reflectiecoëfficiënt lager dan 0,8 omvat.
18. Gebruik van een apparaat volgens één der conclusies 1 tot 15 voor het bestrijden van onkruid.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BE20215071A BE1029071B1 (nl) | 2021-02-01 | 2021-02-01 | Apparaat voor het bestrijden van onkruiden door middel van microgolven |
CN202280012583.2A CN116801718A (zh) | 2021-02-01 | 2022-01-26 | 通过微波处理杂草的设备 |
EP22704316.3A EP4284168A1 (en) | 2021-02-01 | 2022-01-26 | Device for treating weeds by means of microwaves |
AU2022212475A AU2022212475A1 (en) | 2021-02-01 | 2022-01-26 | Device for treating weeds by means of microwaves |
CA3206181A CA3206181A1 (en) | 2021-02-01 | 2022-01-26 | Device for treating weeds by means of microwaves |
US18/275,348 US20240114888A1 (en) | 2021-02-01 | 2022-01-26 | Device for treating weeds by means of microwaves |
PCT/EP2022/051720 WO2022161987A1 (en) | 2021-02-01 | 2022-01-26 | Device for treating weeds by means of microwaves |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BE20215071A BE1029071B1 (nl) | 2021-02-01 | 2021-02-01 | Apparaat voor het bestrijden van onkruiden door middel van microgolven |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
BE1029071A1 BE1029071A1 (nl) | 2022-08-24 |
BE1029071B1 true BE1029071B1 (nl) | 2022-08-29 |
Family
ID=74661197
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
BE20215071A BE1029071B1 (nl) | 2021-02-01 | 2021-02-01 | Apparaat voor het bestrijden van onkruiden door middel van microgolven |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20240114888A1 (nl) |
EP (1) | EP4284168A1 (nl) |
CN (1) | CN116801718A (nl) |
AU (1) | AU2022212475A1 (nl) |
BE (1) | BE1029071B1 (nl) |
CA (1) | CA3206181A1 (nl) |
WO (1) | WO2022161987A1 (nl) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5060414A (en) * | 1989-07-20 | 1991-10-29 | Wayland J Robert | Phytotoxicity of a combined RF and microwave electromagnetic field |
FR2770969A1 (fr) * | 1997-11-14 | 1999-05-21 | Cemagref | Dispositif de desherbage electrique, selectif et dirige |
WO2017141180A1 (en) * | 2016-02-18 | 2017-08-24 | Politecnico Di Torino | System for the disinfection of agricultural soil |
WO2018112531A1 (en) * | 2016-12-20 | 2018-06-28 | The University Of Melbourne | Microwave application method and apparatus |
CA3089518A1 (en) * | 2018-01-25 | 2019-08-01 | Eleos Robotics Inc. | Autonomous unmanned ground vehicle for pest control |
FR3077957A1 (fr) * | 2018-02-21 | 2019-08-23 | Laurent Stobiac | Dispositif de desherbage utilisant des ondes electromagnetiques de haute frequence |
-
2021
- 2021-02-01 BE BE20215071A patent/BE1029071B1/nl active IP Right Grant
-
2022
- 2022-01-26 US US18/275,348 patent/US20240114888A1/en active Pending
- 2022-01-26 CA CA3206181A patent/CA3206181A1/en active Pending
- 2022-01-26 CN CN202280012583.2A patent/CN116801718A/zh active Pending
- 2022-01-26 WO PCT/EP2022/051720 patent/WO2022161987A1/en active Application Filing
- 2022-01-26 AU AU2022212475A patent/AU2022212475A1/en active Pending
- 2022-01-26 EP EP22704316.3A patent/EP4284168A1/en active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5060414A (en) * | 1989-07-20 | 1991-10-29 | Wayland J Robert | Phytotoxicity of a combined RF and microwave electromagnetic field |
FR2770969A1 (fr) * | 1997-11-14 | 1999-05-21 | Cemagref | Dispositif de desherbage electrique, selectif et dirige |
WO2017141180A1 (en) * | 2016-02-18 | 2017-08-24 | Politecnico Di Torino | System for the disinfection of agricultural soil |
WO2018112531A1 (en) * | 2016-12-20 | 2018-06-28 | The University Of Melbourne | Microwave application method and apparatus |
CA3089518A1 (en) * | 2018-01-25 | 2019-08-01 | Eleos Robotics Inc. | Autonomous unmanned ground vehicle for pest control |
FR3077957A1 (fr) * | 2018-02-21 | 2019-08-23 | Laurent Stobiac | Dispositif de desherbage utilisant des ondes electromagnetiques de haute frequence |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2022161987A1 (en) | 2022-08-04 |
CA3206181A1 (en) | 2022-08-04 |
AU2022212475A1 (en) | 2023-07-27 |
EP4284168A1 (en) | 2023-12-06 |
BE1029071A1 (nl) | 2022-08-24 |
US20240114888A1 (en) | 2024-04-11 |
CN116801718A (zh) | 2023-09-22 |
AU2022212475A9 (en) | 2024-05-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10080603B2 (en) | Devices and methods for optical detection of tissue contact | |
US10213257B2 (en) | Devices and methods for optical detection of tissue contact | |
JP6370959B2 (ja) | 焼灼規模を監視するためのシステムおよび方法 | |
US20170281272A1 (en) | Surgical resection apparatus | |
AU2008212053B2 (en) | Frequency tuning in a microwave electrosurgical system | |
CN101578075A (zh) | 电外科消融设备及消融生物组织的方法 | |
BE1029071B1 (nl) | Apparaat voor het bestrijden van onkruiden door middel van microgolven | |
CN101218907A (zh) | 一种微波除草杀虫灭菌装置 | |
CN110799142B (zh) | 用于对韧带进行热治疗的设备和方法 | |
EP2647346B1 (en) | Microwave surgical tool | |
CN110352756B (zh) | 一种基于手持式微波装置杀灭柑橘木虱若虫的方法 | |
RU66883U1 (ru) | Устройство для обработки биообъектов низкоинтенсивным свч излучением | |
US20220000536A1 (en) | Surgical cutting device | |
US9219553B1 (en) | Method of testing a communication system using a portable wideband antenna-radiated signal generator | |
EP4185106A1 (en) | System for controlling the growth of weeds | |
US20210153496A1 (en) | Weed Killing Apparatus Using Radio Frequency Energy and Matching Circuits | |
JP2013094346A (ja) | 生体刺激装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG | Patent granted |
Effective date: 20220829 |