紅外光電探測器介紹及其在靶噴霧的應用

概述：詳細介紹了紅外光電探測器，以及用紅外光電探測器探測棉花的位置，實現對靶噴霧的設計。

農業是國民經濟的基礎，先進的植保技術是農業生產豐收的保障，現代植物病蟲害防治仍然以化學藥劑防治為主，我國常規施藥方法和施藥器械落后，大量農藥流失到水體、土壤和大氣中，農藥的利用率低，防治成本高，并造成嚴重的環境污染，對某些害蟲防治效果欠佳，先進的施藥方法和施藥器械的研究與開發對我國農業的持續發展,降低生產成本,特別是保護環境具有重要的作用。對靶噴霧是新近發展起來的高效低污染施藥新技術，AGTECH公司研制的“Tree-sense”智能噴霧器采用了“沙漠風暴”中使用的探測敵人坦克的三維圖像傳感器，它能夠根據作物的距離、形狀進行有效噴;DURAND WAYLAND公司的“Smart Spray”噴霧器、“Tree-see”噴霧器使用了先進的聲納系統來進行目標的準確定位，這些裝置精度高，但價格昂貴。根據我國國情，我們設計了紅外光電探測器來進行目標的探測，并結合高壓靜電使霧滴帶電，帶電的霧滴作定向運動飛向植株，最后吸附在植株上，其命中率顯著提高。這種紅外探測器研制成本低、靈敏度高、體積小，加上與靜電結合，就會達到與上述系統基本相同的效果。

設計思路
　　本文主要講述紅外光電探測器的研制。紅外線是一種不可見光，采用專用的紅外發射管和接收管，可以有效地防止周圍可見光的干擾，進行無接觸探測，不損傷被測物體。該探測器安裝在電動小車上。紅外對靶噴霧主要用在棉花的幼苗期和生長期間，當棉花處于幼苗期時，棉苗分散，對靶容易。當處于生長期時，棉花的莖部有一定的高度，此時采用紅外線照射莖部，通過反射，確定目標。考慮到棉農十分注重田間管理，棉田雜草很少，所以紅外光電探測器受到的干擾很小，可以忽略。

　　圖1 紅外探測器的原理圖架

　　圖2 探測距離