粮食害虫自动检测报警器

🏠 首页 《无线电》杂志 1998年 🔗 第4期 🔗 第35页 刘智 🔗, 徐燕林 🔗

粮食仓库中的害虫是储存粮食的大敌。一旦粮食被害虫蛀食,轻则影响粮食的品质和价值,重则无法食用,造成浪费和损失。本报警器不用翻仓倒库便可及时了解粮仓中有无害虫发生和害虫密度。它测报准确率较高,有声光报警还可以计数。在检测状态下,整机工作电流仅有2.5mA左右,耗电极少,可以用于电池供电。

工作原理

粮仓中的害虫主要是鳞翅目和鞘翅目的害虫,这些害虫的成虫特别是幼虫都有喜欢向孔、缝中钻的生活习性,尤其是羽化前期,这种习性更加明显。

本报警器就是基于这种原理设计而成的,它由手柄、多孔管道、探头和报警计数部分组成(见图1及图2)。报警计数部分安放在值班室,其它部分则插埋在粮仓内,通过导线把两者连接起来。其工作程序是:当害虫钻进多孔管道后,便落入收集漏斗,并通过传感器通道,设在通道中的光电传感器便产生一个电脉冲,这个脉冲分两路输出,一路触发晶闸管(可控硅)使其导通,与晶闸管串连的讯响器得电鸣叫报警,与此同时,与讯响器并接的发光二极管发光,指示害虫发生部位(这对多库多探头检测非常必要),不按报警消除键SB3,报警声将会长鸣不止,及时无误地提醒人们采取措施,按下SB3键后,报警声立即停止。另一路则触发计数器计数,从多孔管道中每排进一只虫,计数器便会自动计一个数,按下SB2键后数码管发光显示,可读取进虫数。为了节省电力,读数后应松开SB2键。需要清“0”时,按SB1即可。

图1
图1 🔍原图 (603×1053)
图2
图2 🔍原图 (1068×532)

制作方法

多孔管道:选用直径30mm左右,长1000mm,壁厚1mm的铁管,或壁厚2mm的铝管,在管壁上钻孔,制成多孔管道。管壁上的孔要尽量密而均匀,孔直径要略小于粮食颗粒的最小直径,以免粮食漏入管道中造成误报。

探头:探头外壳最好用车床加工,也可用铁皮卷焊,收集漏斗和光电传感器管道用铁皮制作,探头结构规格见图1。光电传感器设在探头内,光电传感器电路见图2。为了增加电路检测报警的灵敏度和可靠性,VD1选用了聚光型红外发射二极管,VT1可选用国产的3DU型光敏三极管,VT2的β值应大于80。

计数电路:十进制计数电路选用了功能齐全的单片4026B集成电路,这种集成电路内部集成有译码器和驱动器,其时钟输入线有施密特触发器,并有段划输出电流限制措施,所以输入端1脚可以直接与传感器输出端相连,输出端可直接连接到共阴极的LED显示数码管上,组成了一个既简单、性能又可靠的十进制计数器。我们仅用了一个数码管组成一位数字,这是因为每个探头能检测到一两只害虫就需要翻仓治虫,所以不需要多位指示。

声光报警电路:VT3无特殊要求,VS用任意型号的高灵敏度小功率单向晶闸管都行,HA应选用低电压小电流的蜂鸣器,市面上PMB-12型蝉鸣器较好,声音宏亮,耗电小,2V以上即可工作,用PB21型和寻呼机用的蜂鸣器均可。本机电源电压3V以上即可正常工作,用于电池供电时可用4.5V,用交流电源供电时,为了使本机工作更加稳定可靠,可用5V稳压电源供电。多探头检测时,可用共用电源供电。

调整与使用

本装置只需要将VD1和VT1的相对距离调整好,就可正常工作。调整前应将已焊好在光电传感器管道上的整个传感器组件从探头中取出,首先应将VD1和VT1两者的透光面正对,然后把传感器信号输出线和电源线与报警计数电路连接好,打开电源,这时可把直径不同的物体抛向光电传感器通道中,边抛边调VD1和VT1的相对距离,直到两者在某种距离上能准确地检测直径最小的物体时,将VD1和VT1用粘胶固定即可。实践证明这种光电传感器通过认真调整后,将可检测直径不足0.5mm的物体。其它部分只要焊接无误,不需调整即可正常工作。

小型粮仓在粮仓中间位置插一个探头即可,中型粮仓可用2个或3个探头选择适当的距离,呈直线形或成三角形插入粮仓内,大型粮仓可用5个探头,按一定距离,呈梅花形插入粮仓内,对库房大、粮食堆积深的粮仓,可用更多的探头分别在不同的部位和深度插入粮仓中,将探头分别连接到各自的报警计数电路上,编上号以便观察记载,接上电源并打开电源开关清“0”,本机即可进入工作状态。一旦探头检测到害虫,报警器立即发出响声,此时与探头对应的发光管点亮,指示害虫部位,按下SB2键,数码管发光显示害虫数目,记录好检测结果后,按SB3键消除声光报警,松开SB2键节省电力,不需要累积计数时,再按一下SB1清“0”。每当检测到害虫后,应将对应的探头从粮堆中拔出,取了探头下部的集虫杯,查看集虫杯中害虫的数目,核实检测结果。(刘智 徐燕林)