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Ferndetektion von schädlichen Pilzen im Weinbau durch laserinduzierte Fluoreszenz - Weiterentwicklung des vinoLAS Systems

Ellingen, Elias (2022) Ferndetektion von schädlichen Pilzen im Weinbau durch laserinduzierte Fluoreszenz - Weiterentwicklung des vinoLAS Systems. Bachelor's, Hochschule Bonn-Rhein-Sieg.

[img] PDF - Only accessible within DLR bis 31 December 2022
22MB

Abstract

Der Befall mit schädlichen Pilzen führt im Weinbau zu Ertragseinbußen sowie zu ökonomischen und ökologischen Belastungen durch den präventiven Einsatz von Fungiziden. Diese könnten durch eine Früherkennung des Befalls verringert werden. Das Projekt vinoLAS® soll die kontaktlose Früherkennung des falschen Mehltaus, einer wichtigen schädlichen Pilzart im Weinbau, ermöglichen. Dabei sollen Methoden der laserinduzierten Fluoreszenzspektroskopie verwendet werden. In dieser Arbeit wird ein Detektionsmodul zur Analyse des laserinduziertem Fluoreszenzlichts in vier spektralen Kanälen entwickelt. Die Anforderungen an das Detektionsmodul werden festgelegt und die Entwicklung erläutert. Das System lässt sich in einen optischen und elektronischen Aufbau teilen. Das Verhalten des elektronische Aufbaus wird anhand umfangreicher Messungen bestimmt und mit den Anforderungen verglichen. Es wird mit dem optischen Aufbau zu einem Gesamtsystem kombiniert. Mit diesem werden Messungen im vinoLAS® Laboraufbau durchgefuhrt, welche zur Verifikation mit einer Referenzmessung verglichen werden. Die Messungen zum elektronischen Aufbau zeigen, dass alle gestellten Anforderungen erfüllt und teilweise übertroffen werden. Das entstandene Gated-Integrator System ist mit einem, deutlich teureren, kommerziellen Gated-Integrator vergleichbar, bietet dabei aber doppelt so viele Kanäle und ein 44 % geringeres Rauschen. Mit der Diskussion der Messdaten werden außerdem Ansätze vorgestellt, die eine kostengünstige weiter Verbesserung des elektronischen Systems ermöglichen. Die Messungen mit dem Gesamtsystem zeigen eine qualitative Übereinstimmung mit der Referenzmessung, es sind jedoch noch quantitative Abweichungen vorhanden, die weiter untersucht werden mussen. Außerdem zeigt sich, dass die Qualität der Messdaten durch eine Schwankung der Laserfrequenz stark eingeschränkt wird. Eine leicht implementierbare und kostengünstige Lösung fur dieses Problem wird jedoch vorgestellt. Nach Umsetzung der beiden Verbesserungsvorschläge kann das System in den vinoLAS® Aufbau integriert werden und so eine kontaktlose Früherkennung von falschem Mehltau in Weinreben ermöglichen.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/186308/
Document Type:Thesis (Bachelor's)
Title:Ferndetektion von schädlichen Pilzen im Weinbau durch laserinduzierte Fluoreszenz - Weiterentwicklung des vinoLAS Systems
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthor's ORCID iD
Ellingen, Eliaselias.ellingen (at) dlr.deUNSPECIFIED
Date:3 May 2022
Refereed publication:No
Open Access:No
Gold Open Access:No
In SCOPUS:No
In ISI Web of Science:No
Number of Pages:95
Status:Submitted
Keywords:vinolas, laser, lif, fluoreszenz, pathogen, weinbau, pilz, mehltau
Institution:Hochschule Bonn-Rhein-Sieg
Department:Fachbereich Elektrotechnik, Maschinenbau und Technikjournalismus
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport
HGF - Program:Aeronautics
HGF - Program Themes:other
DLR - Research area:Aeronautics
DLR - Program:L - no assignment
DLR - Research theme (Project):L - no assignment
Location: Lampoldshausen
Institutes and Institutions:Institute of Technical Physics > Atmospheric Propagation and Effect
Deposited By: Kölbl, Dr. Christoph
Deposited On:16 May 2022 15:20
Last Modified:16 May 2022 15:20

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