农业检测仪器论文

传感器在环境检测中可分为气体传感器和液体传感器，这是我为大家整理的传感器检测技术论文，仅供参考!

试述传感器技术在环境检测中的应用

摘要：传感器在环境检测中可分为气体传感器和液体传感器，其中气体传感器主要检测氮氧化合物和含硫氧化物;液体传感器主要检测重金属离子、多环芳香烃类、农药、生物来源类。本文阐述了传感器技术在环境检测方面的应用。

关键词：气体传感器 液体传感器 环境检测

中图分类号：O659 文献标识码：A 文章编号：

随着人们对环境质量越加重视，在实际的环境检测中，人们通常需要既能方便携带，又可以够实现多种待测物持续动态监测的仪器和分析设备。而新型的传感器技术就能够很好的满足上述需求。

传感器技术主要包括两个部分：能与待测物反应的部分和信号转换器部分。信号转换器的作用是将与待测物反应后的变化通过电学或光学信号表示出来。根据检测方法的不同，我们将传感器分为光学传感器和电化学传感器;根据反应原理的不同，分为免疫传感器、酶生物传感器、化学传感器;根据检测对象不同，分为液体传感器和气体传感器。

1气体传感器

气体传感器可以对室内的空气质量进行检测，尤其是有污染的房屋或楼道;也可以对大气环境中的污染物进行检测，如含硫氧化物、氮氧化合物等，检测过程快速方便地。

以含氮氧化物(NOx)为例。汽车排放的尾气是含氮氧化物的主要来源，但随着时代的发展，国内消费水平的提高，汽车尾气的排放量呈逐年上升趋势。通过金属氧化物半导体对汽车尾气及工厂废气中的含氮氧化物进行直接检测。如Dutta设计的传感器，采用铂为电极，氧化钇和氧化锆为氧离子转换器，安装到气体排放口，可以检测到含量为10-4~10-3的NO。含硫氧化物是造成酸雨的主要物质，也是目前环境检测的重点项目，因为在大气环境中的含量低于10-6，需要更高灵敏度的传感器。如高检测的灵敏度的表面声波设备。

Starke等人采用直径为8~16nm的氧化锡、氧化铟、氧化钨纳米颗粒制作的纳米颗粒传感器，对NO和NO2的检测下限可达到10-8，提高反应的比表面积，增加反应灵敏度，且工作温度比常规的传感器大大降低，减少了能源消耗。

2液体传感器

在实际环境检测中，液体传感器大多应用于水的检测。由于水环境中的污染物种类广泛，因此液体传感器比气体传感器的应用更为广泛和重要。水中的污染物除了少量的天然污染物以外，大部分都是人为倾倒的无机物和有机物。无机物中，重金属离子为重点检测对象;有机污染物包括杀虫剂、激素类代谢物、多环芳香烃类物质等。这些污染物的过度超标，会严重影响到所有生物体的健康和安全。

重金属离子检测

采水体中重金属离子的主要来源包括开矿、冶金、印染等企业排放的废水。这些生产废水往往混合了多种废水，所含的重金属离子种类繁多，常见的有汞、锰、铅、镉、铬等。重金属离子会不断发生形态的改变和在不同相之间进行转移，若处置不当，容易形成二次污染。生物体从环境中摄取到的重金属离子，经过食物链，逐渐在高级生物体内富集，最终导致生物体的中毒。因此如果供人类食用的鱼类金属离子超标，将对人类产生严重的影响，因此对于重金属离子的检测显得尤为重要。

Burge等人发明的传感器，可以利用1,2,2联苯卡巴肼和分光光度计，可以检测地下水中的重金属铬浓度是否超标。

除了通过化学反应检测外，采用特殊的生物物质，也可以方便和灵敏地检测重金属离子。如大肠杆菌体内有一种蛋白质可以结合镍离子，有人在这种蛋白质的镍离子结合位点附近插入荧光基团，当蛋白质结合镍离子后，荧光基团会被淬灭，由于荧光的强度与镍离子浓度成反比，从而实现对镍离子的定量检测，检测范围未10-8~10-2mol/L。日方法也可应用于检测Cu2+、Co2+、Fe2+和Cd2+等几种离子中。他们还结合了微流体技术，该技术只需消耗几十纳升体积的待测液体，就可以对100nmol/L以下浓度的Pb2+进行检测。Matsunaga小组将TPPS固定在多孔硅基质中，当环境中存在Hg2+时，随着Hg2+浓度的变化，TPPS的颜色会从橘黄色逐渐转变成绿色，该传感器的检测限为，通过加入硅铝酸去除干扰离子Ni2+和Zn2+。

利用传感器技术不仅可以准确测定待测物的浓度，而且由于传感器的微型化技术特点，还可以通过传感器的偶联，进行多项指标的检测。Lau等人设计了基于发光二极管原理的传感器，可以同时检测Cd2+和Pb2+，该传感器对Cd2+和Pb2+的检测限分别为10-6和10-8。

农药残留物质的检测

农药是一类特殊的化学品，它在防治农林病虫害的同时，也会对人畜造成严重的危害。中国是农业大国，每年的农药使用量相当庞大，因此有必要对其进行监测。采用钴-苯二甲蓝染料和电流计就能方便地检测三嗪类除草剂，无需脱氧，直接检测的下限为50Lg/L，如果通过预处理进行样品浓缩后，检测限可以达到200ng/L。

采用带有光纤的红外光谱传感器可以进行杀虫剂的快速检测。将光纤内壁涂覆经非极性有机物修饰的气溶胶材料后，能显著改善光纤中水分子对信号的耗散作用，并且能够提取出溶液中的有机磷类杀虫剂进行光谱分析。此类传感器对于有机溶剂，如苯、甲苯、二甲苯的检测限则可达10-8~8*10-8。

多环芳香烃类化合物的检测

多环芳香烃类物质是另外一大类有害的污染物质，这类物质具有致癌性，但在许多工业生产过程中均会使用或产生此类物质。水体中的多环芳香烃类物质含量非常低，一般在10-9范围内，因此需要借助高灵敏度的检测传感器，Schechter小组发明了光纤光学荧光传感器。在直接检测过程中，待测样本中还可能存在一些如泥土这样的干扰物质，会降低检测信号值，如果用聚合物膜先将非极性的PAH富集，然后对膜上的物质进行荧光检测，从而解决信号干扰问题，报道称这种经膜富集后的传感器技术，对pyrene的检测可达到6*10-11，蒽类物质则可达4*10-10。Stanley等人利用石英晶振微天平作为传感器，在芯片表面固定上蒽-碳酸的单分子膜，检测限可达到2*10-9。

基于免疫分析原理，采用分子印迹的方法，在传感器表面印上能够结合不同待测物质的抗体分子，可以实现多种不同物质的检测。近年来发展起来的微接触印刷技术，也可应用到该领域，这样制备得到的传感器体积可以更加微型化。

生物类污染物质

除了以上的无机和有机合成类污染物质，还有生物来源的一些潜在污染分子。如激素类分子及其代谢物的污染常常会引起生物体生长、发育和繁殖的异常。Gauglitz带领的研究小组采用全内反射荧光生物传感器和睾丸激素抗体，对河流中的睾丸激素直接进行了即时检测，其检测限为。该技术无需样品的预处理，对于不同地区的自然界水体均可以进行睾丸激素的现场直接检测，检测范围为9~90ng/L。

另外，致病菌和病毒也是被检测的对象，水体中出现某些特定菌种，可以表明水体受到了某种污染，利用传感器技术非常容易检测到这些生物样本的存在，而且选择性非常高，如可以从烟草叶中快速地发现植物病毒烟草花叶病毒，采用QCM可以直接检测到酵母细胞的数量。

3结论和展望

目前，传感器技术已开始应用于各环境监测机构的应急检测，但是实际应用中有诸多的局限性，比如在对大气中的某些有害物质进行检测时，由于其含量往往低于传感器的最低检测限，因此在实际应用过程中，还需要进行气体的浓缩处理，这样就使传感器不容易实现微型化，或者需要借助更高灵敏度的传感器;同样，在野外水体检测时，常常会出现待测水体含有多种复杂干扰成分的情况，无法与实验室的标准化条件相比;在有些以膜分离分析技术为原理的传感器中，其膜的使用寿命往往较短，而频繁更换新膜的价格较为昂贵，因此仍然无法得到广泛的应用。

尽管如此，随着传感器技术的不断发展和完善，仍然有望应用于将来工厂企业排气、排污的现场直接检测和野外环境的动态无人监测，而且其结果能与实验室常规仪器的检测结果相符，这样将大大加快对环境监测和治理的步伐。

参考文献

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传感器与自动检测技术教学改革探讨

摘要：传感器与自动检测技术是电气信息类专业重要的主干专业课，传统授课方法侧重于理论知识的传授，而忽略了应用层面的培养。针对此问题试图从教学目的、教学内容、教学形式、教学效果等多个方面进行分析，对该课程的教学方案改革进行探讨，提出一套技能与理论知识相结合、行之有效的教学方案。

关键词：传感器与自动检测技术;教学内容;教学模式;工程思维

“传感器与自动检测技术”是电气信息类专业重要的主干专业课，是一门必修课，也是一门涉及电工电子技术、传感器技术、光电检测技术、控制技术、计算机技术、数据处理技术、精密机械设计技术等众多基础理论和技术的综合性技术，现代检测系统通常集光、机、电于一体，软硬件相结合。

“传感器与自动检测技术”课程于20世纪80年代开始在我国普通高校的本科阶段和研究生阶段开设。本课程侧重于传感器与自动检测技术理论的传授，重知识，轻技能;教师之间也缺乏沟通，教学资源不能得到充分利用，教学效果不理想，学生学习兴趣不高。

一、教学过程中发现的问题及改革必要性分析

笔者在独立学院讲授“传感器与自动检测技术”课程已有四年，最开始沿用了研究型大学的教学计划和教学大纲，由于研究型大学是以培养研究型人才为主，而独立学院是以培养应用型人才为主，在人才培养目标上有较大差异，在逐渐深入的过程中发现传统方案不太符合学院培养应用型人才的定位，存在以下几方面的问题。

1.重理论，轻实践

该课程是应用型课程，其中也有大量的理论知识、数学推导，而传统的研究型教学方法普遍都以理论教学为主，在课堂上大篇幅讲解传感器的原理，进行数学公式推导，相比而言传感器的应用通常只是通过一个实例简单介绍，导致最后大多数学生只是粗略地知道该传感器的结构，而不知道如何用，在哪里用。

2.教学模式单一

该课程传统上以讲授的教学方式为主，将现成的结论、公式和定理告诉学生，学生不能主动地思考和探索，过程枯燥乏味，导致学生产生了厌学情绪。同时理论教学与实训、实践教学脱节问题也很严重。

3.教学实验安排不合理

传统的实验课程安排，验证性实验比例高达80%，综合设计性实验极少，缺少实训、实践环节。然而应用型人才的培养应该以实践教学为核心，重点培养学生的工程思维和实践能力、动手能力，以在学生毕业时达到企业对技术水平与能力的要求，使学生毕业后能尽快适应工作岗位。

二、适合独立学院培养应用型人才的教学方案改革

传统的传感器与自动检测技术课程重理论、轻实践，教学模式单一，教学实验以验证性实验为主，这种方案能够培养研究型人才，但却无法培养合格的应用型人才。在教学过程中，笔者潜心研习，并反复实践，总结出以下几个可以改革的方面。

1.优化教学内容，注重工程思维

本课程一个很重要的内容是各种类型传感器的原理，传统的教学要讲清楚其中的来龙去脉，而本人则认为针对应用型人才培养，充分讲授清楚基本概念、基本原理和基本方法即可，涉及大额数学公式可以选择重要的进行讲解，其他则可作为学生的自学内容，让学生课余自学。同时应该重点讲解该传感器的工程应用实例;另一方面要结合最新实际工程讲解。这样才能激发学生的学习兴趣，培养学生应用型工程学习思维。

2.改革教学方法，改变教学模式

传统的教学是“灌输式”的方法，无论学生是否接受，直接把要讲的内容全部讲述给学生，而这也违背了培养学生分析问题和解决问题的能力以及创新能力的出发点和归宿。笔者认为应该应用工程案例教学，实行启发式、讨论式、研究式等与实践相结合的教学方法，发挥学生在教学活动中的主体地位。

3.与工程实际相结合，与其他课程相结合

教学过程中要从不同行业提取典型的工程应用实例，精简以后作为实例进行讲解。在进行教学时，要培养学生的系统观，让学生明白这不是一门独立的课程，而是与自动控制原理、智能控制理论等课程相融合的，以达到融会贯通的学习效果。

4.实验环节改革

实验教学主要是为了提高学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力，加深学生对课堂教学中理论、概念的感性认识。以往该课程的实验内容大部分为原理性、验证性的实验，学生容易感到枯燥无味，毫无学习积极性，很少有学生进行独立思考并发现问题，实验效果极不理想。为了改变这种模式化的教育，笔者将实验内容由传统的验证性实验调整为设计开发型实验。在实验教学中根据客观条件在适当减少验证性实验的基础上，增加了开拓性实验项目以及设计综合性实验。

5.改革教学评价方法，提高课堂教学效率

高效的学习成果反馈机制是促进教学相长的必要手段，目前该课程都是通过课程作业进行学习效果反馈，可以采用每一个章节布置一道设计型题目，让学生更加广泛地查阅资料，并在一定知识广度的基础上深入分析题目中用到的内容，进而从更深的层面分析解决问题，以达到深度、广度相结合的效果。

本文针对传感器与自动检测技术传统研究型大学的方案，提出了三个方面的问题，并根据四年的教学积累，在教学内容、教学模式、实验环节、教学评价及反馈等几个方面进行了探讨分析并提出了一套改革的方法和措施。本方案以实际工程应用实例为核心，在教学内容上侧重于传感器应用方面的讲解，以提出问题、分析问题、解决问题为主线调动学生的学习积极性和主动性，培养学生的工程思维和能力，重视实验环节，以设计性、综合性实验代替验证性实验培养学生将抽象的知识具体化、培养学生的实际应用能力、动手能力和创新能力。

参考文献：

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[3]李玉华，胡雪梅.传感器及应用.课程教学改革的探讨Ⅱ技术与市场.

在计划经济向市场经济转轨的过程中,各行业的营销体系都发生了深刻的变革,农业机械行业是民营企业占主导地位和大显身手的地方下面是我为大家推荐的农业机械方面论文，供大家参考。

农业生产的规模以及作业的组织模式与农业生产燃油消耗密切相关，作业规模大，组织化程度高，可以减少机具田间转移，降低机具空转运行的时间，可以有效降低农机作业过程中的油耗。

一、作业规模对燃油消耗的影响

我国农业机械的作业条件相对较差，农机作业规模较小也会导致农机油耗的增加。据对参加跨区作业的农机手进行的调研数据进行分析，农机作业规模与农机作业油耗密切相关。

1.机耕燃油消耗影响因素分析

对于机耕燃油消耗，除了跟机耕面积显著相关以外，还跟劳均耕地面积显著负相关，即劳均耕地面积增加，燃油消耗减少。这表明，耕地经营规模的扩大，能够带来机耕燃油消耗的一定幅度下降。从节约化石能源、减少温室气体排放的角度，也应该鼓励市场条件下各种形式的规模经营。研究发现，地形条件对燃油消耗不显著，可能由于机耕燃油消耗在平地和丘陵之间的差异并不大，或者目前的机耕作业主要在平地上进行。水稻、玉米的 种植 比例对机耕燃油消耗影响也不显著，可能由于无论种玉米还是水稻，机耕环节所耗燃油差异不大。

2.机播燃油消耗影响因素分析

对于机播燃油消耗，除了跟机播面积显著相关以外，还跟劳均耕地面积和水稻种植面积占农作物播种面积比例显著负相关，即劳均耕地面积增加，燃油消耗就减少。这仍然表明，耕地经营规模的扩大，能够带来机播燃油消耗的一定幅度下降，从节约化石能源、减少温室气体排放的角度，应该鼓励市场条件下各种形式的规模经营。同时，由于水稻插秧机单位作业面积燃油消耗远低于旱作物机械播种单位作业面积燃油消耗，因此，水稻种植比例与机播燃油消耗也呈负相关，表示相对旱作物，水稻机械种植环节的单位作业面积燃油消耗要低于旱作物。

3.机收燃油消耗影响因素分析

对于机收燃油消耗，除了跟机收面积显著相关以外，还跟劳均耕地面积显著负相关，即劳均耕地面积增加，燃油消耗就减少。这表明，耕地经营规模的扩大，能够带来机收燃油消耗的一定幅度下降。从节约化石能源、减少温室气体排放的角度，也应该鼓励市场条件下各种形式的规模经营。农机作业规模对农机作业油耗的影响，是因为农户田块较小，同时，土地不规则、机耕道短缺等多种原因，导致农业机械作业中田间转弯、转移等无用耗工过多，农业机械作业中无效行使时间较多。据研究，一个的地块大约长200m、宽20m，用中型 拖拉机 作业时30%的时间用在地头转弯、地块转移上，机器效率只能发挥70%。而1000m长的地块，转弯、转移时间只占10%左右，机器效率可以发挥90%。同时，作业规模过小，使得机器不能满负荷作业，油料利用率低。如：某农户分到一块长300m、宽6m的地块，需要播10行玉米，用4行玉米播种机播一个来回后剩下2行，下一次播种机只能播2行，还要空行一趟跑回来。播种机跑4趟只有趟工作，趟是空跑。另外，作业规模较小，其分散作业和土地划分细碎使机器进行同样的作业需要消耗更多的油料。据调查，联合收割机在大地块收获小麦，顷均油耗24kg，而在一家一户小地块顷均油耗30kg，高出20%;大地块旋耕作业顷均耗油15kg，一家一户小地块顷均油耗～，高出30%～50%。此外，我国农机作业条件也较差，其耕地不规则、机耕道路配套差。在规则(长方田)、平整的大地块作业，与在不规则、不平整的小地块作业，其生产率及油耗相差可以高达50%。如把l00m长左右的地块，整合到400m长，中型机器作业有效利用率提高15%，油耗降低6%左右。此外，我国机耕道路短缺，田间转移常常要绕路行驶，路面条件差，行驶速度慢，也导致油耗增多。

二、组织模式对燃油消耗的影响

根据农业部南京农业机械化研究所对农机作业组织模式的调研数据，对“是否加入地方农业机械行业协会或农业机械合作社”这一单因素进行了方差分析，从表1可以看出，在燃油单价相同的条件下，不同组织模式的样本顷均燃油费存在明显差异，参加农业机械行业协会或农业机械合作社的农机户要比不参加的农机户平均低元。这表明，加入地方农业机械行业协会或农业机械合作社的农机户可获得行业协会或合作社提供的农业机械维修保养服务，维修保养知识培训和更多的交流机会，因此，是否加入地方农业机械行业协会或农业机械合作社，即农机作业组织模式影响了农机户作业单位面积燃油费。

摘要:

随着农村人口不断向城市转移，农机化的发展有了更为广阔的空间，农机推广部门的工作任重而道远。重点分析了现代基层农机推广工作存在的问题和不足，提出了创新工作思路，开展试验示范、技术培训，提高基层农机人员的专业素质等 措施 ，保障基层农机推广工作有效开展，实现农机化工作顺利推进。

关键词:农业机械;推广;技术人员

0引言

农机化是解除现代农村劳动力不足的重要手段之一，是农村人口向城镇进行有序流动的重要保障，国家也在大力推进农业生产的机械化，如农机购置补贴政策、新型职业农民培训等政策和措施都有效地推进了现代农机化的发展[1-2]。根据农技推广法的要求，设立国家、省、市、县、乡镇，甚至村级农机推广机构是农机化发展的主要方式。因为一种适用技术需要在一个地区得到群众的认可，就必须提高推广工作的力度，现实情况是现代基层的农机推广还存在诸多问题亟待解决。

1存在的问题

推广经费与示范推广工作内容不匹配

基层的农机推广工作主要由相关农机化技术的引入，试验示范，宣传培养等诸多环节，这每一个环节都需要大量的工作经费，如新机具技术的引入，需要组织相关技术人员到外地进行先进、适用、安全机具的调研，甚至需要农机推广部门自己先购买进行试验示范，在试验示范的过程中首先需要解决试验地的问题，对周边农户进行示范带动需要推广部门有自己的试验田，进行试验示范，另外每年需要组织相关的现场演示会，机具操作培训会都是需要大量的工作经费。目前，基层农机推广部门普遍感觉工作经费明显不足，不能满足推广工作的需要。

基层技术人员专业素质不高

由于基层农机推广部门的财政供养很多地区还存在问题，人员编制都不能有效落实，他们的工资待遇不能满足现实社会需要，另外他们的社会地位不能得到有效体现，社会认可度不高，同时现在一些地方的职称评定偏向高学历、多成果，对于基层倾斜不足，没有充分考虑基层的实际情况，造成他们职称评定存在严重困难，这些问题大大打击了基层农机推广人员的工作积极性，普遍存在工作满意度不高的现象[3]。这种社会地位、工资待遇使得高层次人才不愿意进入农机推广队伍，现有的人员存在知识更新速度缓慢，人员年龄老化等情况，对于新技术、新机具的学习劲头不足，不能满足推广工作的需要，他们的专业素养存在严重问题，学历结构明显偏低。

基础设施不能满足推广工作的需要

有效开展推广工作需要一块田、一辆车、一个教室、一组设备，这是最为基本的配置，也是农技推广法要求的。然而很多地区的农机推广部门连自己固定办公的地点都不确定。更谈不上田、车、教室、设备的配置了。很多地方一方面是财政的确存在一定困难，但更多的还是对农机推广工作的不认可，认为这样工作的重要性不是很强，可以向后边排一排，主要原因还是农机推广工作一方面需要大量的基础设施投入，另一方面在效果产生方面不明显，很多地方政府看不到经济效益，对其重视程度就明显下滑，对于基础设施建设的投入力度明显不足。

2对策措施

创新工作思想，开展试验示范

试验示范是农技推广法赋予农机推广部门神圣的使命，是对引入的新机具、新技术的适应性、安全性和经济性的实践检验，更是用事实带动周边农户使用新机具、新技术的有效手段，在进行试验示范的时候，由于一些地方的经费相对紧张，可以依托国家农业科技项目的支持，积极争取国家项目资金，同时利用农机大户、合作社的田块进行试验示范的工作创新，农机大户有使用新机具的热情，同时他们也有现成的田块进行试验示范[4-5]。因此，依托国家的农业科技项目和农机合作社的支持，实现试验示范的工作机制创新，是解决目前部门工作经费紧张的有效举措。

拓展工作 方法 ，组织技术培训

试验示范是进行推广工作的一种主要方式，组织技术培训更是一种最为直接技术推广工作。目前一些地区的办公条件相对紧张，需要进一步拓展工作机制，利用现有的教学资源进行资源重组，保证培训有场地，有老师，目前，很多地方都有自己的农机校，这些地方都有自己的一些教室和教学设备，另外还有一些培训 经验 丰富的教师队伍，技术培训可以依托农机校的一些现有设备进行。这样就解决了教学场地和教师队伍的问题，实现基层农机推广部门和农机校的资源重组，农机技术培训工作的有效组织保障。目前国家关于农民、基础农机推广人员的专业素质培训项目相对较多，基层的农机推广部门需要积极向农业部门靠拢，积极争取相关的培训项目支持，这样一来，相应的培训经费将得到有效解决，保证培训工作质量。

提升农机推广人员的推广能力

针对目前基层农机推广人员的专业素质不强，需要不断拓展对基层农机推广人员的培训力度，国家、省级、市级需要加大对县级、乡镇、村级农机推广人员的业务培训，提高他们的专业素质，每年有计划地组织相关内容的培训，实现循环化、制度化的培训过程，利用几年时间，将基层技术人员轮训一遍。同时在职称评定方面向基层倾斜，保证基层人员有上升的空间，保证他们工作的积极性，使得他们在学习相关先进技术、新机具方面更有动力。

3结束语

基层农机推广工作存在问题的主要原因还是各级政府对农机推广工作的重视程度不足，认可度不高，因此作为农机推广部门需要从自己原因抓起，扭转社会对该行业的错误认识，具体来说还是需要从农机推广的重点环节抓起，创新工作思路开展试验示范，拓展工作领域组织技术培训，另外还要加强专业人员队伍建设，保证推广技术的质量和效果。

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