傳感器在農業中的應用

饒浩天+方璐斌+花卉

摘 要：隨著現代科技技術的日益更新和農業產業化結構調整，現代農業科技水平日益提升。本文以傳感器在現代農業生產過程中的運用為研究方向，通過對其種類和功能介紹，對傳感器在農業技術開發領域的前景進行了預測和展望。

關鍵詞：傳感器；應用：現代農業

傳感器是指能夠對被檢測對象相關參數進行感應，并按照既定公示計算以特定信號輸出的電氣元件。它的工作原理就是在依靠不同的自然效應（生物、化學或物理等），將被檢測對象的各種非電量資源轉變成數據電量信號格式的過程。傳感器是現代科技發展高端技術的一種展現，在當代網絡技術和檢測技術共同的支持下，傳感器必將在未來生產中的各行業中展示其強大功能。

傳統農業因設備陳舊而被淘汰，如今以現代科學技術及設備武裝的現代化商業型農業，在我國有相當的競爭力。其中傳感器在農業生產過程中各環節中發揮著不可替代的有效功能。

1現代農業中常用的傳感器種類

1.1溫度傳感器

溫度傳感器種類繁多，根據不同的感應方式和來源，可以分為不同種類。當前在生產行業中運用較多的有以下幾種，熱電阻型、半導體型和熱電偶傳感器等。隨著現代技術的深入運用，更具科技含量的光纖傳感器應營而生，他們的主要功能就是對溫度進行檢測、顯示和傳輸。

1.2濕敏傳感器

其主要工作原理就是通過對大氣濕度的感應檢測，再按照程序規則將其轉換成為電量信號的過程。在各類生產行業領取中，運用較為普遍和廣泛的濕度傳感器有如下幾類：電解質濕敏傳感器、MOS型濕敏傳感器、陶瓷濕敏傳感器等多種型號。

1.3氣敏傳感器

其主要工作嚴厲就是通過對特定氣體介質內各組成元素檢測量，再轉換成電信號數據的搓成。在各類生產行業領域中，較為常見的該類傳感器有如下幾種型號：組合電位器型、濃差電池型、半導體氣敏型等。

1.4光電傳感器

根據其依靠的自然效應類型不同，業內可以將其分成如下種類。（1）光電導效應。基于MOS集成電路技術之上的CCD傳感器和半導體光敏型等；（2）光生伏特效應。光電池、三極管等；（3）外光效應型。光電倍增管和光電管等。

1.5生物傳感器

其主要功能和作用是通過對特定生物物質進行感性檢測，然后將所獲得數據轉換成為電信號格式再進行檢測的過程。該類傳感器的應用市場極其廣闊，其構成方式也不盡相同。業內通常根據其結構不同將其分成如下兩類。（1）換能器結構型。熱生物傳感器（calorimetricbiosensor）、半導體生物傳感器（semiconductbiosensor）、壓電晶體生物傳感器（piezoelectricbiosensor）等（2）分子識別元件結構型。組織傳感器（tis-suesensor）、酶傳感器（enzymesensor）、免疫傳感器（immunolsensor）等。

2傳感器在現代農業中的應用現狀

2.1農產品的冷藏

在現代化糧傳感體系建設中，全部采用了更為科學、準確的分布式探頭檢測方式。該體系以主控微機為管控核心，在整個倉體機構內設置數百個檢測儀器，實現對倉提內的溫度、濕度進行實時測量、傳感和監控。基于此種倉體檢測體制，倉庫儲存量得到極大提升，從根本上解決了由于糧食霉變誘發的各種管理事故，同時也達到了節約勞動成本提高工作效率的目的。其次，該系統的設計還具備自檢、預警功能，對入倉前的糧食水分提前檢測，并與倉體排風裝置相連鎖的技術。

國內針對果蔬冷藏技術開發，運用最為普遍的是氣調和低溫貯藏兩種方式。所謂低溫貯藏，其主要功能和作用就是依靠設施設備制造一種恒溫的環境，保證果蔬在其中的有氧呼吸，不至于在短期內發生霉變或脫水等變質現象。低溫貯藏就是運用制冷設備將儲存環境溫度降至一定的范圍（通常為0～10℃之間），并保持其穩定不變。在此種溫度環境下，果蔬體內的活性酶性能被抑制，各類真菌、細菌的繁殖失去基礎條件，水份蒸發也大幅度降低，進而使得果蔬營養成分得以完整的保存。在該系統建設中，溫度傳感器的功能和作用尤為突出，它可以通過遍布在倉冷庫的各個檢測儀器，對冷庫內的溫度、濕度進行實時檢測，一旦出現溫度數值偏高或偏低的現象，立即會進行自動調節。氣調儲存方式相較于冷庫結構更為科學和先進，其除了能夠對倉庫內的溫度進行檢測傳感外，還能夠對其他各種可能影響到果蔬質量的介質指標進行綜合監測，包括二氧化碳、氧氣、濕度等。系統可以通過程序功能實現對冷庫內各類傳感器（包括濕度、氧氣、二氧化碳等）進行各種物理參數監測，然后依靠通信儀表反饋給主機，進而保證各種參變量的適時調整和自動控制目的。達到創造恒溫環境，實現保障果蔬持久新鮮的目的。

2.2在育種育苗中的應用

農作物育種是農業生產過程中最普遍和常見的一種種植技術，它在提高農作物產量、增強免疫力等方面效果顯著。育苗技術應用就是通過對果蔬類提前進行溫室培育，縮短其生長周期，獲得應季市場所需的優秀物種，并使產品附加值劇增。在育苗過程中傳感器也得到了較為廣泛的應用，它的主要作用是通過對育苗環境中的各種參數，包括溫度、濕度、光照度、二氧化碳含量等主要數據進行采集檢測，然后將輸送到主控微機儀表器上，進而實現對各種環境條件的調節作用。

2.3農產品的分類

針對不同成熟時期的物種，需根據其品種和特種的差異進行區別儲存。例如對于玉米種類而言，通常依據其含水量加以質量等級的劃分。而此劃分的過程必然需要各種傳感檢測儀器的支持，包括光感傳感器、溫濕度傳感器等。

3結語

隨著時代科技潮流推動，傳感器的技術發展已經逐步成為當代社會經濟發展的重要助推力量。傳感器的應用和技術研發，可以做到體積小、能耗低等基本特征，其在未來龐大的農業市場運用前景十分可觀。

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作者簡介：

饒浩天（1995.3--）男，浙江建德人，本科生，中國計量大學現代科技學院學生，研究方向：測控技術與儀器。