微小害虫特性体温测定仪系统设计研究.pdfVIP

Technoiogy＆ 0 与 应 用 1fm；J／|害虫特性体温测定 注：江苏省教委基金资助项 目 (编号：06KJB510135，2007CX8005 ) 摘要：昆虫体液结冰温度测量 于准确预报害虫越冬趋势 ，根据冬季最低气温和各种害虫 (虫卵)结 冰温度，对来年虫害发生作出趋势预报意义重大。本文采用微细热电偶、单片机、信号调理电路、 PC机以及虚拟仪器软件构成昆虫特性温度测试记录系统。在控温冷却的冰箱中，微细热电偶端部 沾粘数只微小昆虫，单片机通过串行口把实日寸监测温度数据送八 PC机，PC机完成数字滤波等信 号处理工作，并把数据存八硬盘。实验表明冷却速度越慢结冰温度越高，害虫能否结冰不仅与最低 气温有关，也与寒潮来临引起的降温速度有关。为了准确预报应采集田间多点温度记录曲线 ，对曲 线上的 “谷点”温度和邻近点冷速进行分析。 关键词：病虫害 冷却曲线 防冻液 结冰温度 中图分类号：TP312 文献标识码：A 文章编号：1006—883X(2009)12-0032～05 * 竺志大 王昌龙 张生伟 袁挺 周福才 一 、 引言 昆虫特性研究中一项重要的参数指标就是昆虫体液结冰温度的测量。，多数 昆虫体 内都有一定的防冻 液，昆虫的结冰温度对于冬季气温与来年农业病虫害发生趋势密切相关[，2】。总体上冬天越冷，来年虫害 越轻，当然也有些不耐冻 昆虫结冰前已死亡。现在暖冬越来越多，年最低气温变化很大。由于农药有效 期有限，准确预报虫害越冬情况对于指导农药订单生产有着重要意义。 总体上昆虫属于变温动物，体温与环境温度相近。测量环境温度即可知道 昆虫体温。但对于昆虫结 冰温度的测量显然不可能在 自然环境下等待冬天的来临，观察 昆虫冻僵时的环境温度作为该类 昆虫结冰 温度。而是将 昆虫置于一定的控温装置中，使环境温度按合理的速度下降，测量昆虫体温冷却曲线，测 出曲线上 昆虫体液结晶放热引起的平台或回升对应的温度作为结冰温度。 对于大型昆虫现有多种体温测定方法 J，但对于农业生产上常见的体长 1mm左右的各种微小害虫， 如蚜虫、飞虱、红蜘蛛等等， 目前还没有合适的测量手段。本文设计的微小虫体特性温度测定系统解决 了这一问题，并且该仪器还可用于其它微小物体或瞬变温度场的高速记录，或用于实时描绘空间温度场。 二、系统总体构成 采用虚拟仪器技术，以计算机为核心、单片机 与 PC机串行 口通信方式构成廉价的昆虫体温测量 虚拟仪器系统，记录并捕捉结晶潜热平台温度I4】。 充分利用 LabVIEW 软件编程灵活方便、人机界面 友好的优 点，又很容易嵌入数据处理功能强大的 MATLAB节点，便于进行复杂的数据处理。 。套登0 餐 塞 擎l；嚣黎雹l 仪器由高灵敏度微细热电偶感温探头、信号调理电 以减少发热，但过大又会引入干扰。需通电30min以上 路、单片机数据采集单元、单片机--PC机数据通信单元、 冷节点与环境才能达到热平衡，冷节点内部温度均匀， PC机和虚拟仪器软件平台组成 [。如图 1所示。 方可开始测量 。 首先采用PtlO0热电阻与固定电阻组成桥路进行热电 三、微细感温头 偶冷端温度补偿 ，试验表明室温 附近热电阻阻值基本随 由于待测虫体体积微小，没有合适的感温设备 ，我 温度线性变化，桥路输出电压也就是补偿电压也随温度 们用 O．05mm 的康铜丝和纯铜丝焊接制作微细热