杭州市白蚁防治研究所  高四维  陈建顺

摘  要：红外白蚁危害无源监测器是红外技术与射频识别即RFID技术相结合的技术产品。该产品实现了无源无线射频方式进行非接触双向通信、识别来交换数据，最后传送至计算机管理系统作出防治处理指令。红外无源监测器性能稳定、抗干扰能力强、适应各种复杂的地下条件。这种监控技术与一定的防治方法相结合时可实现对白蚁的监测、灭治和预防的多种功能，大大减少化学农药的用量，最大限度地保护环境，极大地满足人们对洁净环境的愿望。
    关键词：白蚁  红外监测器 

在2004年中国环境与发展国际合作委员会年会上，中外专家重点讨论了农业面源污染问题。指出我国农民滥用化肥和农药（尤其是造成的氮污染）已严重危害到人体健康和环境质量，其非点源污染影响了农业的可持续发展。我国过量使用化肥和农药已到极限，这种状况必须加以改变。
    白蚁行业在灭治白蚁和预防白蚁中使用的农药总量在我国整个农药使用量中所占的比例很小。但其中新建房屋白蚁预防又是白蚁行业中用药量最大的，且白蚁药剂的施用量通常比农田高2 ～3 个数量级，在如此高剂量下，药剂是否会对地下水造成污染，是值得人们关注的问题。同时，白蚁的预防和灭治的场所也往往集中在人口骤密的城镇当中。如何给人们生活留出洁净、安全的活动空间是我们白蚁行业的工作者责无旁贷的责任。
1.白蚁监测系统提出与概况
1.1  概况
    20世纪60年代未，有害生物综合防治（IPM）概念是在新型有机合成杀虫剂的失败——抗药性、主要害虫再爆发、次要害虫爆发、环境的严重污染成为“综合防治”概念的被形成和不断盛行的因素。美国作家Carson的《Silent Spring》(寂静的春天)一书给人以深刻的印象加速了人们对“综合防治”概念的接受。2000年以前，国内白蚁行业还没有在防治白蚁的活动是应用“综合防治”的概念。对白蚁的预防和防治往往采用将大量的化学农药直接喷洒和灌注在土层中形成毒土屏障的方法来达到目的。
    进入21世纪以来，特别是2001 年5月我国签署了“限制持久性有机污染物公约”( 简称“POPs 公约”) 。该公约指明的全球急需采取行动解决的12种持久性有机污染物名单中，即包含灭蚁灵、氯丹、狄氏剂等多种白蚁药剂。白蚁行业才开始提出对白蚁的综合治理理念。在这个理念的指导下，有不少机构开发出了各种类型的白蚁引诱、诱杀和监测的相关产品。
1.2  近年来国内外在白蚁综合治理中开发的各种产品
    白蚁监测系统是国外科学家近年在白蚁防治领域开发的一种新型的白蚁IPM 防治技术，由白蚁饵剂技术和白蚁监(侦)测技术两大部分组成，具有循环监测连续使用的效果，大大减少了化学农药的使用，是目前替代氯丹、灭蚁灵等POPs 产品的较好技术与途径，对世界环境保护运动的开展具有较好的支撑作用。
    1、Sentricon 群体消除系统( Sentricon Co lony E lim ination System)该系统为美国Dow Agro Sciences公司产品。
    2、F irstL ine 白蚁防卫系统( FirstL ine Term ite Defense System)，由FMC 公司出品。由FMC 公司出品。
    3、Advance 白蚁饵剂系统(Advance Term ite Bait System) 。 Advance 系统由Whitmire M icro-Gen公司出品。
    4、Exterra白蚁拦截和诱集系统( Exterra Termite Interception and B ait ing System )。该系统由Ensystex 公司出品。
    5、Subterfuge 饵剂系统( Subterfuge ba it system) 。该系统是BASF公司产品。
    6、 Term inateTM 白蚁家族防卫系统( The Term inate TM Term iteH ome Defense System )。 Term inateTM 是Spectrum G rp. 生产的。
    7、Outpost 白蚁探测系统( Ou tpost T erm ite D etection System) Bayer环境科学公司生产。
    8、晔康白蚁群体监测控制系统。江苏省常州市武进区白蚁防治所和常州晔康化学制品有限公司联合开发生产, 饵剂含氟虫胺0.1% , 农药登记证号为WL20070152; 氟虫胺粉剂暂未登记。
    9、万宁牌白蚁监测控制系统。万宁牌白蚁监测控制系统由浙江省德清县白蚁防治所、全国白蚁防治中心、浙江大学、浙江省白蚁防治所共同研究、开发。
    10、百庭宜TM 白蚁监控诱杀系统。广东省昆虫研究所和广东科建白蚁虫害防治有限公司联合研制。
    11、乐安居白蚁检测控制器 浙江省杭州市白蚁防治研究所研究开发, 装置由镂空塑料罐和内置多根诱集木条组成，镂空塑料罐由壳体和盖组成, 壳体又分上部和下部两部分, 各部分通过螺纹相连。
    12、特康白蚁监控系统 浙江省宁波市白蚁防治所研制开发。 系统有三种类型的监控站: BYJC - I、Ⅱ,Ⅲ均为圆筒形, Ⅲ 型为电子监控站, 与检测仪配合可形成集控式白蚁危害检测系统。
    13、白蚁检测装置和采用该白蚁检测装置的白蚁报警设备  佳适株式会社 大友裕隆（日本）。
    14、检测白蚁的远程监视系统 佛罗里达研究基金会大学 苏南耀（美国）。
    15、A型、B型监测控制装置（2008）德清县白蚁防治研究所，郭建强（中国）
    16、白蚁诱集网络系统，绍兴市白蚁防治研究所, 郦锡校（中国）
    17、基于无线射频的白蚁危害监控系统 浙江省宁波市白蚁防治所 刘文军（中国）
    18、应用地球物理探测技术———雷达遥感技术，探测土栖白蚁巢穴。通过对金属管和蚁巢的掩埋模拟探测试验，测定地下目标影像尺寸，建立目标－影像尺寸线性关系模型，构建土栖白蚁蚁巢的二维和三维影像图。
     通过比较这，这些监测系统存在诸多方面的缺陷：
    （1）缺少自动报警功能，只能通过人工检查的方式来甄别诱杀白蚁装置中有无白蚁活动。并且检查时容易惊动白蚁，造成白蚁的逃逸，既延误防治时机。
    （2) 埋设的诱集器在检查时往往就会找不到或埋设的诱集器被人为破坏。
    （3）检查人员在检查监测器时，必须逐个打开埋设在地下的监测器，耗时耗工，工作量很大。
    （4）有线电子监控系统依靠导线实现信号的传输，在现实际应用中存在布线、维护等困难，难以实际应用。
    （5）探地雷达不同的土壤介质中其影像特征可能很不一致，不同类型目标的影像差异则更为复杂，目标影像解释比较困难，对影像解读人员的技术和经验要求较高。
2.  红外白蚁危害监测系统
2.1 红外白蚁危害监测系统的构架
    白蚁危害红外监测系统是一个在一定范围内监测白蚁是否存在或发生危害的报警系统。本系统四部分不同功能的技术组成。传统的地下引诱部分、红外白蚁感应部分、射频识别技术和计算机网络技术。
 

本系统是将白蚁的危害行为由红外感应器触发转化为电信号，然后由微电子元件对电信号进行分析甄别，最后通过射频识别即RFID技术，利用无线射频方式进行非接触双向通信，以达到识别目的并交换数据，最后传送至计算机管理系统作出防治处理指令。这种监控技术与一定的防治方法相结合时可实现对白蚁的监测、灭治和预防的多种功能，大大减少化学农药的用量，最大限度地保护环境，极大地满足人们对洁净环境的愿望。
2.2  红外白蚁监测器工作原理
    白蚁红外监测器由三部分组成：RFID天线、RFID监测模块和安装在白蚁诱物上的红外发送管和红外接收管。在一个白蚁诱食中切开一个空隙，空隙两端安装一个红外发射管及一个红外接收管，正常情况下红外线可以通过诱食中的空隙传播到另一端的红外接收管中。在采集器对传感器进行采集数据的同时，传感器上的RFID电路获取了采集器中的能量，驱动红外发射管及接收管工作。当空隙中没有障碍物时，红外光可以顺利通过空隙传播到接收管中，此时表示没有蚁害发生，传感器不触发。反之，当红外线在空隙中受到障碍物阻档时，红外接收管接收不到信号，表示有蚁害发生，蚁害传感器也即触发了。
    在该原理中，阻碍红外线的物体可以为白蚁本身，或者白蚁在破坏诱食过程中，在破坏掉诱食的表面后，其它地下生物进入空隙，还有一种外界物为白蚁本身的排泄物对红外接收管和发射管的污染。
    当RFID数据采集器对白蚁红外监测器进行数据采集时，RFID天线从采集器获取能源，通过监测模块向红外发光管提供能源，当诱物的管道中没有障碍物时，接收管可以接收到红外光，此时表示没有蚁害发生，监测模块不触发。反之，当红外线在管道中受到一定数量障碍物（白蚁）阻档时，红外接收管接收不到信号，表示有蚁害发生，蚁害传感器也即触发了。
 

2.3  红外白蚁危害触发感应器的主要参数试验
2.3.1 白蚁数量与光通道
    红外触发感应器中间的光通道大小是感应白蚁的关键。通道越大，抗干扰能力就越大，感应白蚁的灵敏度就越低；光通道越小，抗干扰能力越小，而感应白蚁的能力越高。当通道直径一定时，白蚁进入光通道的数量又决定了红外触发感应器的灵敏度。
    表1.光通道大小与白蚁数量对红外监测器感应触发的影响
 

2.3.2  水的浊度对红外触发感应器的影响。
    当红外触发感应器被浸入清水中时，红外触发感应器能保持正常工作状态。当被混浊泥水浸入时，泥水的浊度会影响红外触发感应器的触发。
    表2.水的浊度对红外监测器感应触发的影响

2.3.3  红外监测器的耐水性试验
    将整个红外监测器的线路板浸泡在水中，一周后取出进行工作状态测试。测试表明红外监测器仍能正常工作，不受浸水的影响。
2.3.4  红外监测器的耐高温性试验
    红外监测器的线路板置于60度高温的烘箱内。一周后取出进行工作状态测试。
    红外监测器的线路板置于-10度冰箱内。一周后取出进行工作状态测试。
    试验表明整个红外监测器的耐高温和低温性能良好，线路板形状保持原样，各种工作状态保持正常。
3.  白蚁危害红外监测器野外试验
    野外试验分为两期进行。第一期在7月份先期在富春山居和仓库埋设和更换37只红外监测器。目前有6只有白蚁进入并报警，占16.2%。经查均以黄胸散白蚁所为。另有2只为误报，占5.4%。经查为光管头焊接松动。对比机械弹簧式触发监测器的35.6%的误报。红外触发式监测器的可靠性有极大的提高。
    表3. 白蚁危害红外监测器的野外应用

在野外的检验性试验过程中，整个系统的运营还是达到了预期效果。当采集器对红外监测器进行采集读取时，只要进入监测器中的白蚁达到一定数量后，红外监测器会触发并向采集器传输当前工作状态。
    到现在为止红外监测器没有一例是因其它小型动物（蚯蚓、蚂蚁、蜗牛、蜈蚣等）进入所引发的。
4.总结
4.1  白蚁危害红外监测器达到的指标
    传感器不需要电源，工作能量由采集器通过无线供电。
    手持蚁害采集器在采集检查时，能显示当前监测器的状态、编号、时间等信息。
    传感器RFID有效采集距离不少于30CM。
    红外接收管和发射管的有效距离不低于10CM。
    红外监测传感器在0－100％RH湿度环境下。
    红外监测传感器在-10℃——60℃温度环境下能正常工作。
    RFID蚁害检测器可支持两个蚁害传感器，可设置成两个红外或一个红外加一个机械式传感器。
4.2  野外试验取得的成果
    经过五个月的野外的试验，红外监测器可靠性得到了验证。在室外的验证性试验过程中我们认为白蚁危害红外自动化监测报警系统有以下几个特点：（1）不受高温、降雨、地下小型动物干扰等因素的影响；（2）检查效率高，减轻检查人员劳动强度。一个工作人员一小时可轻松检查250只左右。（3）寻找方便。在失去地表记号的情况下，只要知道大致方位就能准确、快速的找到地下监测器。(4)较为准确地知道地下监测器内有无白蚁。
 

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