紅外光電探測器在靜電對靶噴霧中的工作原理及應用

2020-11-30 電子產品世界

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。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/163157.htm

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後，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，並造成嚴重的環境汙染，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汙染施藥新技術，AGTECH公司研製的「Tree-sense」智能噴霧器採用了「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，並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，最後吸附在植株上，其命中率顯著提高。這種紅外探測器研製成本低、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製。紅外線是一種不可見光，採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幹擾，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，當棉花處於幼苗期時，棉苗分散，對靶容易。當處於生長期時，棉花的莖部有一定的高度，此時採用紅外線照射莖部，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幹擾很小，可以忽略。

　　圖1 紅外探測器的原理圖架

　　圖2 探測距離

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    由此產生了對火災自動探測技術的迫切需求，尤其是火災煙霧探測技術也取得了長足的發展和較為廣泛的應用。 煙霧探測器的工作原理 煙霧探測器，又叫煙霧報警器，是通過監測煙霧的濃度來實現火災防範的，由總線供電，與火災報警控制器聯網、通訊組成一個報警系統。根據使用的傳感器類型來劃分，火災煙霧探測器可分為離子煙霧報警器和光電煙霧報警器。
  • 光電探測器的性能參數及應用
    光電探測器在軍事和國民經濟的各個領域有廣泛用途。在可見光或近紅外波段主要用於射線測量和探測、工業自動控制、光度計量等; 在紅外波段主要用於飛彈制導、紅外熱成像、紅外遙感等方面。         表徵光電探測器性能參數主要有：量子效率、響應度、頻率響應、噪聲和探測度等。
  • 短波紅外雷射在光電偵察與反偵察中的應用
    、雨雪、煙霧、沙塵等的能力強，有利於在惡劣天氣條件下的雷射遠距離照射和回波探測；三是對工作在可見和近紅外波段的傳統微光夜視設備是完全隱身的，可在夜間作為輔助照明光源，實施偵察、監視和瞄準；四是有峰值響應波長在該範圍內的成熟的高響應度銦鎵砷（InGaAs）探測器，能夠形成發射和探測接收齊備的短波紅外雷射應用系統；五是處在1.4 μm～1.6μm波段內的雷射對人眼安全，其對人眼虹膜的照射極限為104 J
  • 潮科技 | 新型中紅外APD打破雷射雷達光電探測器性能極限
    圖 | MEMS 編者按：本文來自微信公眾號「MEMS」（ID：MEMSensor），作者麥姆斯諮詢，原文題目《新型中紅外APD打破雷射雷達光電探測器性能極限》，36氪經授權發布，略有刪減。 據麥姆斯諮詢報導，傳感和成像應用需要工作在2μm波段的高靈敏度光電探測器，但暗電流密度（Jdark）難以控制，嚴重阻礙了前沿器件的研發進展。中紅外（2~5 μm）探測所用窄帶隙材料受到載流子複合和能帶間隧道效應的困擾，因此中紅外探測器只能在低溫下工作。