發(fā)布時(shí)間: 2025-07-25 點(diǎn)擊次數(shù): 17次
智能型孢子捕捉儀是農(nóng)業(yè)植保領(lǐng)域用于監(jiān)測(cè)空氣中病害病原菌孢子及花粉塵粒的智能化設(shè)備,通過(guò)采集和分析孢子數(shù)據(jù),為作物病害預(yù)測(cè)和防治提供科學(xué)依據(jù)。該設(shè)備采用先進(jìn)的空氣動(dòng)力學(xué)采集系統(tǒng)與高精度顯微成像技術(shù),內(nèi)置高效渦輪泵或真空氣泵形成負(fù)壓氣流,將空氣中的孢子精準(zhǔn)吸入采集倉(cāng)并附著于特制載玻片上,避免樣本污染和損失。隨后,高清顯微鏡或攝像頭對(duì)孢子進(jìn)行實(shí)時(shí)拍攝,生成高分辨率圖像,內(nèi)置的圖像識(shí)別算法可自動(dòng)分析孢子形態(tài)、大小等特征,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)分類和計(jì)數(shù),大幅提升識(shí)別效率和準(zhǔn)確性。
智能型孢子捕捉儀其組成部分融合了機(jī)械結(jié)構(gòu)、光學(xué)傳感、智能控制等技術(shù),核心組件如下:
一、采樣與捕獲系統(tǒng)
空氣采集裝置
吸氣泵/風(fēng)機(jī):通過(guò)穩(wěn)定的氣流動(dòng)力(通常流量可調(diào),如10-30L/min)將外界空氣吸入設(shè)備,確保孢子等顆粒能被有效捕獲。
采樣頭/進(jìn)氣口:設(shè)計(jì)為防風(fēng)、防雨水結(jié)構(gòu)(如帶防護(hù)罩的漏斗形或格柵式),避免大顆粒雜質(zhì)(如葉片、灰塵團(tuán))進(jìn)入,同時(shí)保證氣流均勻進(jìn)入采樣區(qū)域。
孢子捕獲部件
載玻片/膠帶:作為孢子的承載介質(zhì),載玻片需透明、光滑(便于后續(xù)成像),部分設(shè)備采用粘性膠帶(如醋酸纖維素膠帶),通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)膠帶連續(xù)捕獲不同時(shí)段的孢子。
捕獲機(jī)構(gòu):通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)載玻片或膠帶移動(dòng),配合氣流方向(如水平撞擊式、離心式),使空氣中的孢子因慣性或離心力附著在載體上,實(shí)現(xiàn)定量采樣。
二、光學(xué)成像與檢測(cè)系統(tǒng)
顯微鏡模塊
光學(xué)鏡頭:配備高倍物鏡(如10×、40×)和目鏡,部分高d型號(hào)采用數(shù)碼鏡頭,直接將光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字圖像。
光源系統(tǒng):提供均勻、穩(wěn)定的照明(如LED冷光源,避免孢子因高溫變形),可調(diào)節(jié)亮度和色溫,確保成像清晰(對(duì)比度滿足孢子形態(tài)識(shí)別需求)。
圖像采集單元
CCD/CMOS傳感器:將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào),分辨率通常≥200萬(wàn)像素,保證能清晰拍攝微小孢子(直徑5-100μm)。
自動(dòng)對(duì)焦模塊:通過(guò)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)鏡頭或載物臺(tái)移動(dòng),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)焦,避免人工操作誤差,提高成像效率。
三、智能控制系統(tǒng)
核心控制器
采用單片機(jī)、PLC或工業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī),負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各部件工作(如采樣時(shí)間、成像頻率、數(shù)據(jù)傳輸),支持預(yù)設(shè)程序(如定時(shí)采樣:每1小時(shí)采集1次)或遠(yuǎn)程控制。
驅(qū)動(dòng)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)
電機(jī)組件:包括步進(jìn)電機(jī)(控制載玻片/膠帶移動(dòng)、鏡頭對(duì)焦)、伺服電機(jī)(調(diào)節(jié)采樣泵轉(zhuǎn)速,控制氣流大?。_保動(dòng)作精準(zhǔn)(定位誤差≤0.1mm)。
電磁閥/繼電器:控制光源開關(guān)、采樣泵啟停等,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。
人機(jī)交互界面
部分設(shè)備配備觸摸屏或按鍵面板,可現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置參數(shù)(如采樣時(shí)長(zhǎng)、圖像分辨率),顯示實(shí)時(shí)狀態(tài)(如剩余電量、采樣進(jìn)度)。
四、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與傳輸系統(tǒng)
本地存儲(chǔ)
內(nèi)置SD卡或硬盤,用于存儲(chǔ)采集的孢子圖像、采樣時(shí)間、環(huán)境參數(shù)(如溫度、濕度),存儲(chǔ)容量通常≥32GB,支持?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)出(通過(guò)USB接口)。
遠(yuǎn)程通信模塊
集成4G/5G、Wi-Fi或LoRa模塊,可將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至云端平臺(tái)或管理終端,支持遠(yuǎn)程查看圖像、調(diào)整參數(shù),實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)化監(jiān)測(cè)(如農(nóng)業(yè)云平臺(tái)對(duì)接)。
五、輔助與防護(hù)系統(tǒng)
環(huán)境傳感器
內(nèi)置溫濕度傳感器(測(cè)量范圍:溫度-10~50℃,濕度0~100%RH),部分型號(hào)可選配光照、風(fēng)速傳感器,用于分析孢子傳播與環(huán)境的關(guān)聯(lián)性。
防護(hù)外殼
采用防水、防塵外殼(防護(hù)等級(jí)≥IP65),適應(yīng)戶外田間、果園等復(fù)雜環(huán)境,內(nèi)部加裝隔熱層或加熱模塊,防止低溫結(jié)露影響設(shè)備運(yùn)行。
供電系統(tǒng)
支持AC220V市電供電,或配備鋰電池(續(xù)航≥72小時(shí))+太陽(yáng)能板(適用于無(wú)電網(wǎng)區(qū)域),確保連續(xù)工作。