昆蟲電荷特性測(cè)量與探測(cè)系統(tǒng)的研究.pdf

1、研究昆蟲的帶電特性對(duì)昆蟲生理研究、昆蟲探測(cè)和植物保護(hù)具有重要意義，但目前尚未有對(duì)昆蟲電荷特性非接觸式測(cè)量的有效手段，也沒(méi)有對(duì)鉆蛀類害蟲進(jìn)行探測(cè)的有效手段。針對(duì)此現(xiàn)狀，本文建立了昆蟲電荷測(cè)量模型和昆蟲點(diǎn)電荷模型，進(jìn)行了電荷感應(yīng)的理論分析計(jì)算，設(shè)計(jì)制作了感應(yīng)式電荷傳感器；并且設(shè)計(jì)制作了相應(yīng)的高靈敏度、抗干擾的信號(hào)調(diào)理電路，進(jìn)行了信號(hào)和噪聲分析；在此基礎(chǔ)上基于NI LabVIEW SignalExpress軟件和泰克示波器建立了昆蟲電荷特性測(cè)

2、量系統(tǒng)；并且搭建了相應(yīng)的標(biāo)定系統(tǒng)，進(jìn)行了標(biāo)定試驗(yàn)和昆蟲電荷特性測(cè)量試驗(yàn)；首次提出了基于電荷特性的昆蟲探測(cè)方法，進(jìn)行了初步探索試驗(yàn)和仿真計(jì)算。試驗(yàn)結(jié)果表明，非接觸式昆蟲電荷測(cè)量的原理是正確的，測(cè)量系統(tǒng)符合設(shè)計(jì)指標(biāo)，基于電荷特性的昆蟲探測(cè)方法是可行的。
　　 通過(guò)測(cè)量系統(tǒng)標(biāo)定試驗(yàn)，從大信號(hào)標(biāo)定曲線可得出在整個(gè)量程內(nèi)，該傳感器測(cè)量曲線跟模擬電場(chǎng)曲線和KDY-V型電場(chǎng)儀曲線吻合一致，說(shuō)明該傳感器線性度和準(zhǔn)確度較好；從小信號(hào)標(biāo)定曲線可以看

3、出，在KDY-V型電場(chǎng)儀所不能覆蓋的小信號(hào)區(qū)域，標(biāo)定曲線為過(guò)原點(diǎn)的直線，說(shuō)明該傳感器對(duì)小信號(hào)的靈敏度和線性度都較高，在小信號(hào)范圍性能優(yōu)于KDY-V型電場(chǎng)儀。在整個(gè)量程內(nèi)，該昆蟲電荷特性傳感器對(duì)勻強(qiáng)電場(chǎng)的靈敏度是0.05V/m，折算到電荷量靈敏度為0.03pC，線性度優(yōu)于2％，因此本系統(tǒng)有良好的線性度和較高的靈敏度，完全滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)和昆蟲電荷測(cè)量試驗(yàn)的要求。
　　 通過(guò)黃粉蟲帶電量和電荷特性測(cè)量試驗(yàn)可知，以200只黃粉蟲電荷量為樣

4、本進(jìn)行測(cè)量和統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)黃粉蟲平均帶電量為-245.1×10-12C，標(biāo)準(zhǔn)差為±22.6。這說(shuō)明黃粉蟲都帶負(fù)電荷，且?guī)щ娏糠秶鄬?duì)集中，具有一定的代表性。通過(guò)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的頻域分析，可以得出黃粉蟲的電荷信號(hào)基本集中在低頻范圍，且在20Hz以內(nèi)的能量較為集中的結(jié)論。
　　 通過(guò)對(duì)基于電荷模型的昆蟲探測(cè)原理的初步探索試驗(yàn)，得出了電場(chǎng)反演計(jì)算的電場(chǎng)分布情況和電荷源位置信息，證明了根據(jù)電荷特性對(duì)鉆蛀害蟲進(jìn)行探測(cè)的方法是可行的。下一步的研究方