基本信息
- 项目名称：
- 非接触式昆虫电荷测量及昆虫探测系统
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 该作品通过电场感应的方式来非接触的测量昆虫电荷信号，能够真实的反映自然情况下昆虫的带电特性。通过对采集数据的分析，可以对昆虫实现探测定位，为下一步的精确昆虫捕杀提供位置和电荷特征数据。在测量原理，数据处理方式，数据应用领域都有创新性，填补了国内外相关研究领域的多项空白。在昆虫的基础理论研究及昆虫的扑杀和农作物的保护及出入境的有害生物检疫检验方面都有着广阔的应用前景。
- 详细介绍：
- 目前国内外对昆虫的带电特性研究是通过把待测昆虫放置在法拉第桶内，使昆虫与法拉第桶直接接触，测量昆虫电荷通过法拉第桶流向大地而产生的电流大小的方式来测量昆虫的带电特征，该测量方式改变了昆虫的活动环境，改变了昆虫身上的电荷分布，不能真实地反映昆虫在自然环境下的带电特性。而且并没有应用昆虫的带电特性来对其进行探测定位的功能。 而本作品是通过电场感应的方式来非接触的测量昆虫电荷信号，可以在自然状态下，不改变昆虫的活动方式和其活动环境的情况下测得昆虫带电特性，不会改变昆虫身上的电荷分布，能够真实的反映自然情况下昆虫的带电特性。而且通过对采集数据的分析，可以根据测得的电场数据对昆虫实现探测定位，为下一步的精确、高效的昆虫捕杀提供位置和电荷特征数据。本作品填补了国内外相关研究领域的多项空白。 本作品开发目的：测量昆虫的带电特性，是昆虫基础理论研究的一个重要方面，同时通过对昆虫带电特性的分析和统计，可以实现对昆虫的探测定位和精确高效扑杀，在农林作物的害虫防治，出入境的有害生物检疫检验领域有着重要用途。 基本思路：本作品通过电荷感应原理非接触的测量昆虫带电特性，获得昆虫自然情况下的带电特征，通过无线数传模块把数据传到上位机进行显示、存储和分析；并且可以通过对昆虫带电特性的测量分析，实现对昆虫的探测定位，为进一步的高效扑杀提供位置和电荷数据。 创新点：非接触的昆虫电荷测量；通过电场感应原理对昆虫进行探测与定位；利用小波分析对昆虫带电特性进行处理。 技术关键：感应式准静电场测量，微弱小信号的提取、放大及噪声抑制，昆虫电荷信号的小波分析。 应用领域：该作品实现了对昆虫带电特性的非接触测量，可以在自然状态下测得昆虫的真实电荷量，能够促进昆虫基础理论的研究；而且可以对昆虫进行探测定位，并且根据测得昆虫的带电特性，使得农药或某些昆虫病毒带上和昆虫相反极性的电荷，提高其对昆虫附着力和附着数量，从而实现对害虫的精确、高效探测和扑杀。因此不论在昆虫的基础理论研究还是在昆虫的扑杀、农作物和环境的保护及出入境的有害生物检疫检验方面都有着广阔的应用前景。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 目的：测量昆虫的带电特性，是昆虫基础理论研究的一个重要方面，同时通过对昆虫带电特性的分析和统计，可以实现对昆虫的探测定位和精确高效扑杀，在农林作物的害虫防治，出入境的有害生物检疫检验领域有着重要用途。 基本思路：本作品通过电荷感应原理非接触的测量昆虫带电特性，获得昆虫自然情况下的带电特征，通过无线数传模块把数据传到上位机进行显示、存储和分析；并且可以通过对昆虫带电特性的测量分析，实现对昆虫的探测定位，为进一步的高效扑杀提供位置和电荷数据。 创新点：非接触的昆虫电荷测量；通过电场感应原理对昆虫进行探测与定位；利用小波分析对昆虫带电特性进行处理。 技术关键：感应式准静电场测量，微弱小信号的提取、放大及噪声抑制，昆虫电荷信号的小波分析。 主要技术指标：灵敏度：1V/m， 量程-15000 V/m ——15000 V/m，误差：<1%
科学性、先进性
- 目前国内外对昆虫的带电特性研究是通过把待测昆虫放置在法拉第桶内，使昆虫与法拉第桶直接接触，测量昆虫电荷通过法拉第桶流向大地而产生的电流大小的方式来测量昆虫的带电特征，该测量方式改变了昆虫的活动环境，改变了昆虫身上的电荷分布，不能真实地反映昆虫在自然环境下的带电特性。而且并没有应用昆虫的带电特性来对其进行探测定位的功能。 而本作品是通过电场感应的方式来非接触的测量昆虫电荷信号，可以在自然状态下，不改变昆虫的活动方式和其活动环境的情况下测得昆虫带电特性，不会改变昆虫身上的电荷分布，能够真实的反映自然情况下昆虫的带电特性。而且通过对采集数据的分析，可以根据测得的电场数据对昆虫实现探测定位，为下一步的精确、高效的昆虫捕杀提供位置和电荷特征数据。 参考文献：赵博光，刘云飞，吴宗汉等.昆虫带电特性及影响因子.林业科学,2001.3
获奖情况及鉴定结果
- 第十一届"挑战杯"全国大学生课外学术科技作品竞赛省一等奖,学校特等奖
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 申报专利后再定
作品可展示的形式
- 实物，图片，现场演示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明：1）对昆虫非接触的进行电荷测量，只需把该系统的静电感应探头对准待测昆虫，保持20cm的距离，打开屏蔽罩，则数据会通过无线数传模块传到上位机上，通过窗口化的数据软件进行显示存储和分析。 2）对昆虫进行探测，只需把该系统的静电感应探头对准树干，茎叶等待测区域，打开屏蔽罩，观察显示窗口的电场波形或是小波分析后的各频率分量波形，看有没有和特征波形相匹配的，如有，则探头所对的区域就有某种昆虫。 应用领域：该作品实现了对昆虫带电特性的非接触测量，可以在自然状态下测得昆虫的真实电荷量，能够促进昆虫基础理论的研究；而且可以对昆虫进行探测定位，并且根据测得昆虫的带电特性，使得农药或某些昆虫病毒带上和昆虫相反极性的电荷，提高其对昆虫附着力和附着数量，从而实现对害虫的精确、高效扑杀。因此不论在昆虫的基础理论研究还是在昆虫的扑杀、农作物和环境的保护及出入境的有害生物检疫检验方面都有着广阔的应用前景。
同类课题研究水平概述
- 目前国内外对昆虫的带电特性研究是通过把待测昆虫放置在法拉第桶内，使昆虫与法拉第桶直接接触，测量昆虫电荷通过法拉第桶流向大地而产生的电流大小的方式来测量昆虫的带电特征，该测量方式改变了昆虫的活动环境，改变了昆虫身上的电荷分布，而且在把昆虫放置到法拉第桶内部的过程中，就已经改变了昆虫的带电量的大小，测得的数据不能真实地反映昆虫在自然环境下的带电特性。 通过电场感应原理来实现对昆虫电荷的非接触测量的研究，国内外未见相关报道和论文。 通过电场数据来实现对昆虫的探测定位的研究，国内外并未见相关报道和研究论文。 通过小波分析对昆虫电荷数据进行分析处理，国内外并未见相关报道和研究论文。 通过测得昆虫的带电特征来进一步应用到对虫害的防治方面的研究，国内也鲜有报道和研究论文。 而本作品是通过电场感应的方式来非接触的测量昆虫电荷信号，可以在自然状态下，不改变昆虫的活动方式和其活动环境的情况下测得昆虫带电特性，不会改变昆虫身上的电荷分布，能够真实的反映自然情况下昆虫的带电特性。而且通过对采集数据的分析，可以根据测得的电场数据对昆虫实现探测定位，为下一步的精确、高效的昆虫捕杀提供位置和电荷特征数据。因此本作品填补了国内外相关研究领域的多项空白。
