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储粮害虫活动声特征检测、分析及其数据库建立

耿森林  
【摘要】:粮食在储藏过程中常常遭受虫、霉、鼠等有害生物的侵害造成质和量的损失,而其主要危害来自于储粮害虫。据联合国粮农组织调查,全世界因储粮害虫造成的损失为总储存量的4~8%,有些国家甚至高达30%。一些发展中国家以及地处热带、亚热带的国家由于粮食储藏不当,损失更是惊人。我国是世界上最大的粮食生产、储藏及消费大国之一,在科学保粮方面,已经做了很多的工作,但因害虫危害而造成储粮的损失仍然是很大的。防治害虫危害已成为世界各国粮食储藏工作中面临的一个严峻的问题。目前,储粮害虫防治的最有效的方法是化学药剂法。然而,由此而引起的农药残留和耐药性又是不可忽视的一个严重问题。在储粮害虫的更有效的防治方法未出现之前,既要达到对储粮害虫进行有效地防治又能够或尽可能少的降低农药的残留,早期测报或实时检测储粮害虫则是科学保粮的关键。声检测技术已被证明是一个有前途的储粮害虫检测方法。在这一方面,国外已经做了许多的工作,但主要涉及储粮害虫的数目估计,很少涉及害虫种类的鉴别。储粮害虫的多食性以及昆虫分类技术的发展,使得同一种粮食内可能存在不同种类或类群的害虫。基于考虑能够用储粮害虫活动声频率特征鉴别害虫以达到准确用药降低其危害的目的,本文主要做了以下几方面的工作。 (1)把粮食介质看成准颗粒物质并利用均匀化方法(homogenization method)对粮食中声传播的特性进行理论研究。分别对大颗粒和小颗粒两种情况下,给出了粮食介质中的声波方程和速度,并进行了讨论。研究发现用均匀化方法得到的结果与用形象学方法得出的基本吻合。 (2)害虫在粮食中的活动声属于弱信号,直接在粮仓中提取其信号会受到噪声的干扰。本文利用胶合板作双层墙壁材料,通过填充吸声材料,组成准双重穿孔吸声结构,设计了一种用于储粮害虫声检测的隔声室,并对隔声效果进行了测量。研究发现,此隔声室具有体积小,经济,低频隔声效果好的优点,能满足储粮害虫爬行声检测的要求。 (3)首次建立了储粮害虫活动的声发射理论模型和无规声源模型,并对粮食中害虫活动声进行了提取。储粮害虫声发射理论模型是指将害虫和粮食颗粒看成一个整体,害虫活动发声看成一种声发射现象;储粮害虫的无规声源模型指的是把同一生长阶段同种类的多个害虫活动发声看成是相位随机变化但频率相同的声源。这为通过害虫声特征了解害虫活动特性从而对粮食的为害程度以及用多个害


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