[发明专利]害虫计数与种类识别装置

说明书

本发明公开一种害虫计数与种类识别装置，能够提高害虫数量和害虫种类测量的准确度。装置包括：光学传感探头和电子学模块；光学传感探头包括收集漏斗、圆筒、收集装置、第一光电二极管阵列、第二光电二极管阵列、第一红外光源、第二红外光源，收集漏斗与圆筒连通，且置于圆筒上，收集装置位于圆筒下，第一红外光源与第一光电二极管阵列，以及第二红外光源与第二光电二极管阵列形成双对射对称结构，电子学模块对第一光电二极管阵列和第二光电二极管阵列输出的信号进行处理，得到依次经收集漏斗、圆筒落入收集装置中的害虫的数量，以及表征害虫尺寸大小的数字量，并根据数字量确定出害虫的种类。

技术领域

本发明涉及红外传感技术与害虫群落监测领域，具体涉及一种害虫计数与种类识别装置。

背景技术

害虫强大的繁殖能力能够使其在较大范围及地域中进行蔓延，每年都会造成农作物巨大的损失。为确保农产品产量，往往滥用杀虫剂，不仅给环境和生态带来了严重的污染与危害，而且残留在农产品中的杀虫剂也引起了食品安全问题。成年害虫群落达到峰值后，便会产下虫卵并繁殖大量新生幼虫，这一阶段是能够通过喷洒杀虫剂控制害虫的唯一阶段。因此，要想适时适量喷洒杀虫剂，有效地控制虫害，关键在于准确监测害虫群落规模，获取虫害爆发的时间和规模。

无论是传统上的目测法及基于胶粘剂陷阱的手工计数法，还是使用了遥感光谱、雷达、机器视觉等现代技术的害虫监测系统，都存在一些问题，没能成为给定区域内害虫群落估计最常用最有效的方法。目前给定区域内估计害虫群落最常用最有效的方法仍然是结合诱捕陷阱的红外面光束传感技术。这种方法利用害虫趋光性或性信息激素对田间害虫进行诱捕，进入诱捕陷阱的害虫通过红外面光束与光电二极管对射的结构时，通过检测害虫遮挡红外面光束引起的光电二极管上光能的变化量，实现害虫个数自动计数。基于红外技术的害虫监测系统中，无论害虫计数精度还是害虫种类识别的准确度都与光电二极管上光能变化量密切相关。因此，要想利用红外传感技术准确实现害虫计数及种类识别，必须准确的获取害虫通过红外面光束的不同阶段引起光电二极管上光能变化量，并且对引起光能变化量的因素进行分析。国外科研人员采用这一技术，已经实现了储藏谷物害虫及果园梨小食心虫群落的实时动态监测。甚至在不使用性诱激素及电击陷阱的情况，利用这一技术获取害虫翅膀震动频率，结合信号处理技术，实现了飞入害虫的自动计数及种类识别。虽然国内外科研人员使用红外传感技术形成了很多害虫群落监测系统，也起到了很多有益的效果，但都缺乏害虫经过红外面光束不同阶段下光电二极管上光能随时间变化的理论分析。由于缺乏理论分析，研究人员选用红外面光源时，多选用发光面较大的发光二极管或者激光二极管作为光源，造成感应区域内红外面光束截面强度的不均匀性。因此，在感应区域不同位置下落时，即便是相同害虫个体，由于红外面光束截面强度的不均匀性，导致了害虫数量与种类识别的测量误差。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种害虫计数与种类识别装置，能够提高害虫数量和害虫种类测量的准确度。

为此目的，本发明提出一种害虫计数与种类识别装置(应用在虫子被杀死之后的场合)，包括：

光学传感探头和电子学模块；其中，

所述光学传感探头包括收集漏斗、圆筒、收集装置、第一光电二极管阵列、第二光电二极管阵列、第一红外光源、第二红外光源，所述收集漏斗与所述圆筒连通，且置于所述圆筒上，所述收集装置位于所述圆筒下，以确保害虫依次经所述收集漏斗、圆筒落入所述收集装置中，

所述第一红外光源与第一光电二极管阵列，以及所述第二红外光源与第二光电二极管阵列形成双对射对称结构，所述第一红外光源和第二红外光源发出的红外面光束位于所述圆筒和收集装置之间，所述第一红外光源和第二红外光源的上发光面的边缘均与所述圆筒的下端面的外环相切，第一光电二极管阵列仅接收所述第一红外光源发出的红外面光束，第二光电二极管阵列仅接收所述第二红外光源发出的红外面光束，所述红外面光束的厚度小于害虫的长度，