SN∕T 5548-2022 水果蛀虫声检测方法[商检].pdf

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1、I C S6 5.0 2 0.0 1C C SB1 6中华人民共和国出入境检验检疫行业标准S N/T5 5 4 82 0 2 2 水果蛀虫声检测方法F r u i t b o r e r s a c o u s t i c d e t e c t i o n m e t h o d2 0 2 2-0 7-0 7发布2 0 2 3-0 2-0 1实施中华人民共和国海关总署发 布前 言本文件按照G B/T 1.12 0 2 0 标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则 的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中华人民共和国海关总署提

2、出并归口。本文件起草单位:中华人民共和国深圳海关、深圳市检验检疫科学研究院、中华人民共和国上海海关、中华人民共和国海关总署国际检验检疫标准与技术法规研究中心。本文件主要起草人:汪莹、高瑞芳、孙双艳、刘静远、马菲、齐小峰、刘宵宵、向才玉、焦懿、余道坚、李萍、徐浪、娄定风。S N/T5 5 4 82 0 2 2水果蛀虫声检测方法1 范围本文件描述了蛀果类害虫的声检测的方法原理、检测准备、检测条件与方法、虫声判别、噪声识别与环境条件、样品处理的方法。本文件适用于水果(腐烂的水果除外)中蛀果类害虫的检测。2 规范性引用文件本文件没有规范性引用文件。3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1蛀果类

3、害虫 f r u i t-b o r i n g p e s t钻蛀水果果实的昆虫。3.2声检测 a c o u s t i c d e t e c t i o n利用昆虫取食、爬行等活动产生的声音进行检测。3.3峰 p e a k波图升高再降低时形成波峰。超越界线的峰为昆虫发声信号。超越界线较多且带有明显虫声特征的峰称为强峰,超越界线较少的峰称为弱峰。3.4柱 c o l u m n柱反映了声信号的强弱和信号成分的分布范围,柱越长表示声信号越强,信号成分分布越宽。柱为昆虫发声信号。长柱称为强柱,短柱称为弱柱。虫声信号明显的,一般柱较长。3.5噪声 n o i s e干扰声检测的各种声音。4

4、方法原理蛀虫在取食、爬行等活动时,产生的摩擦、碰撞等能量转化为固体介质上的机械波,这些机械波具有一定的特征,能够被采集和识别,作为声检测的依据。采集蛀虫活动发出的声音,进行放大和数模转化,再进行信号处理,形成图像。根据蛀虫声音和声波图像的特征,对水果中是否存在蛀虫做出判断。1S N/T5 5 4 82 0 2 25 检测准备5.1 工具与材料平板型声采集器、探头、降噪箱、降噪耳机、声检测仪器、蛀虫音频检测系统软件等(见附录A)。5.2 前处理及样品加载5.2.1 前处理去除水果外包装,露出水果;对于成串的水果(香蕉、葡萄等),应将水果拆分开,使每个果实接触到声采集器板面。5.2.2 样品加载将

5、样品放在声采集器上(见附录A),通过声采集器的板面采集样品中的虫声,传递给探头,可将多批或多个水果放在声采集器上一次检测,当检出虫声时,可采用减半法快速定位到有虫声的水果。果间应保持间隙,避免摩擦发声影响判别效果。6 检测条件与方法6.1 检测温度在蛀虫活动的温度范围内检测,一般在1 6 3 8。水果冷藏状态下蛀虫不发声时,需静置回暖后进行检测,回暖温度1 h4 h,如冷藏处理(1 0)的水果,在室温2 0 下4 h,桔小实蝇幼虫即恢复正常频率发声(见附录B)。6.2 噪声环境选择低噪环境(4 0 d B)检测,噪声较大时可使用降噪箱。低噪控制以虫声信号明显大于噪声背景,能够明确区分为度。6.

6、3 检测季节选择蛀虫活动的季节,以及噪声小的时段检测。蛀虫2 4 h均有活动,均可实施检测。6.4 检测周期一般持续检测0.5 m i n 4 m i n可确定有虫声,双翅目昆虫(如实蝇幼虫)需检测0.5 m i n1 m i n,鞘翅目昆虫(如芒果象成虫)需检测2 m i n 4 m i n,鳞翅目昆虫(如榴莲果核夜蛾幼虫)需检测1 m i n3 m i n(见附录C)。对于单个个体活动的蛀虫,持续检测时间应长于单虫发声平均间隔时间。6.5 检测虫态主要检测水果内活动的幼虫、成虫虫态。检出后无需剖果,将幼虫饲养至成虫进行鉴定。6.6 声音类型主要检测取食声(鳞翅目、鞘翅目等)和弹跳声(双翅目

7、)。2S N/T5 5 4 82 0 2 26.7 检测位置将水果平放在声采集器的检测板上,不能叠置。有突起的水果(榴莲、杨桃等)也可直接放置检测板上。较大的水果(直径大于1 0 c m)需翻转检测2个6个不同面。7 虫声判别7.1 声音判别通过耳机监听,取食声为短促尖刻的“咔咔”声,弹跳声为短促的“嗒嗒”声,蠕动声为阵发并稍长的“嘎嘎”声,爬行声为连续的“沙沙”声,可判定为虫声,其中取食声和弹跳声较蠕动声和爬行声易辨别。虫声表现为随机和持续出现的声音,与噪声有明显区别。7.2 图像判别有如下情况判定为虫声:在低噪音(4 0 d B)的环境下,出现峰和柱的声信号可判定为虫声;取食声和弹跳声会出

8、现细尖的峰,以超过界线的峰作为判断标准,同时出现柱;虫声较弱时可单独出现峰或柱;蠕动声和爬行声图形特征不突出,表现为波幅增加和连续柱(见图D.1)。8 噪声识别有如下情况判定为噪声:突然或阵发出现峰和柱,非长时间持续声脉冲,出现时间非随机或有节律,判断为噪声(见图D.2);有些烂水果会发出噪声,在放置初期频密出现峰和柱,随后逐渐减少;样品未放稳,与周边摩擦时会产生微弱的声音,随后逐渐减少;手机无线信号在侦听时表现为阵阵的噪声,在图像上表现为阵发密集持续有节律的脉冲信号(见图D.3);平板电脑w i f i无线干扰,在图像上表现为连续数个脉冲信号,高度相同,时间间隔相同(见图D.4)。9 环境条

9、件环境条件包括但不限于:选择噪声小的时段或场所检测,可选择安静的房间作为检测场所;将检测物放入降噪箱内检测;使用降噪耳机;作业场所6 0 c m内不得携带手机,或关机,或调至飞行模式;检测时避免交谈。1 0 样品处理判定为虫声的情况,应进行进一步剖果检验,或饲养成成虫进行形态鉴定。3S N/T5 5 4 82 0 2 2附 录 A(资料性)蛀虫声测仪的结构示例A.1 蛀虫声测仪结构示例见图A.1。标引序号说明:A和B为声测仪主机和分机,用于将电信号放大和模数转化,再进行信号处理,形成可以听到的声音和可供分析的声信号,并将声信号表现为图谱或文字。C为降噪耳机,用于监听经过处理的声信号。D为探头,

10、用于将声音转化为电信号,并将电信号传递到声测仪。E为降噪箱,用于降低环境噪声的影响。F为平板型声采集器,用于采集水果样品内部蛀虫发声的装置,将声音通过采集器底板收集后传递给探头。图A.1 蛀虫声测仪结构示例A.2 样品摆放示例见图A.2。图A.2 样品摆放示例4S N/T5 5 4 82 0 2 2附 录 B(资料性)回温与发声的恢复冷藏处理(1 0)的水果在室温2 0 下4 h桔小实蝇幼虫恢复正常濒率发声见图B.1。图B.1 冷藏处理(1 0)的水果在室温2 0 下4 h桔小实蝇幼虫恢复正常濒率发声5S N/T5 5 4 82 0 2 2附 录 C(资料性)适用于声检测方法的水果种类及昆虫类

11、别适用于声检测方法的水果种类及昆虫类别见表C.1。表C.1 适用于声检测方法的水果种类及昆虫类别(包括但不限于)昆虫种类虫态分类地位检测周期/m i n果实蝇属B a c t r o c e r a s p p.幼虫双翅目实蝇科0.51斑翅果蝇D r o s o p h i l a s u z u k i i 幼虫双翅目果蝇科0.51芒果象属S t e r n o c h e t u s s p p.幼虫、成虫鞘翅目象虫科24榴莲果核夜蛾M u d a r i a l u t e i l e p r o s a幼虫鳞翅目夜蛾科13人心果云翅斑螟N e p h o p e r y x e u g

12、 r a p h e l l a幼虫鳞翅目螟蛾科13梨小食心虫G r a p h o l i t a m o l e s t a幼虫鳞翅目卷蛾科13苹果蠹蛾C y d i a p o m o n e l l a幼虫鳞翅目卷蛾科136S N/T5 5 4 82 0 2 2附 录 D(资料性)虫声与噪声脉冲信号示例图谱D.1 虫声信号见图D.1。图D.1 虫声信号D.2 突发噪声信号见图D.2。图D.2 突发噪声信号7S N/T5 5 4 82 0 2 2D.3 手机无线信号见图D.3。图D.3 手机无线信号D.4 平板电脑w i f i无线信号见图D.4。图D.4 平板电脑w i f i无线信号

13、8S N/T5 5 4 82 0 2 2参 考 文 献1 郭敏,尚志远.利用声测报技术检测农产品害虫的新方法J.陕西师范大学学报:自然科学版,2 0 0 1,2 9(1):1 0 7-1 1 2.2 郭敏.声信号在准多孔介质中的传播及害虫弱声信号特征分析D.陕西:陕西师范大学,2 0 0 3.3 娄定风,周红生,许小芳,等.昆虫声学M.北京:中国农业出版社,2 0 1 2.4 B E NN E T-C L A R K HC.A c o u s t i c s o f i n s e c t s o n g J.N a t u r e,1 9 7 1,2 3 4:2 5 5-2 5 9.5 GA

14、N CHE V T.,P OT AM I T I S I.A u t o m a t i c A c o u s t i c I d e n t i f i c a t i o n o f I n s e c t s:t h e c a s e o f c r i c k e t s a n d c i c a d a sJ.B i o a c o u s t i c s,2 0 0 7,1 6(3):2 8 1-3 2 8.6 G I L LHAM M C.V a r i a t i o n i n a c o u s t i c s i n g n a l s w i t h i n a

15、n d a m o n g l e a f h o p p e r s p e c i e s o f t h e g e n u s A l e b r a(H o m o p t e r a:C i c a d e l l i d a e)J.B i o l J L i n n S o c,1 9 9 1,4 5(1):1-1 6.7 HAG S T RUM D W,F L I NN P W.C o m p a r i s i o n o f a c o u s t i c a l d e t e c t i o n o f s e v e r a l s p e c i e s o f

16、s t o r e d-g r a i n b e e t l e s(C o l e o p t e r a:C u r c u l i o n i d a e,T e n e b r i o n i d a e,B o s t r i c h i d a e,C u c u j i d a e)o v e r a r a n g e o f t e m p e r a t u r e sJ.J E c o n E n t o m o l,1 9 9 3,8 6:1 2 7 1-1 2 7 8.8 HAG S T RUM D W,F L I NN P W,S HUMAN D.A u t o

17、m a t e d m o n i t o r i n g u s i n g a c o u s t i c a l s e n s o r s f o r i n s e c t s i n f a r m-s t o r e d w h e a tJ.J E c o n E n t o m o l,1 9 9 6,8 9(1):2 1 1-2 1 7.9 HAG S T RUM D W,V I C K K W,F L I NN P W.A u t o m a t e d a c o u s t i c a l m o n i t o r i n g o f T r i b o l i-u

18、 m c a s t a n e u m(C o l e o p t e r a:T e n e b r i o n i d a e)p o p u l a t i o n s i n s t o r e d w h e a tJ.J E c o n E n t o m o l,1 9 9 1,8 4:1 6 0 4-1 6 0 8.1 0 HAG S T RUM D W,WE B B J C,V I C K KW.A c o u s t i c a l d e t e c t i o n o f R h i z o p e r t h a d o m i n i c a(F.)l a r v

19、 a l p o p u l a t i o n s i n s t o r e d w h e a tJ.F l a.E n t o m o l.,1 9 8 8,7 1:4 4 1-4 4 7.1 1 HAN S E N J D,WE B B J C,A RM S T R ONG J W,e t a l.A c o u s t i c a l d e t e c t i o n o f o r i e n t a l f r u i t f l y l a r v a e i n p a p a y aJ.J E c o n E n t o m o l,1 9 8 8,8 1(3):9 6

20、 3-9 6 5.1 2 MANK I N R W,A P O I NT E S L L,F R ANQU I R A.A c o u s t i c s u r v e y i n g o f s u b t e r r a n e a n i n-s e c t p o p u l a t i o n s i n c i t r u s g r o v e sJ.J E c o E n t o m o l,2 0 0 1,9 4:8 5 3-8 5 9.1 3 MANK I N R W,O S B R I NK W L.A c o u s t i c d e t e c t i o n o

21、 f t e r m i t e i n f e s t a t i o n s i n u r b a n t r e e sJ.J E c o n E n t o m o l,2 0 0 2,9 5(5):9 8 1-9 8 8.1 4 M I Z R A C N A,HE T Z R ON I A,MA Z O R M,e t a l.A c o u s t i c T r a p F o r F e m a l e M e d i t e r r a n e a n f r u i t f l i e sJ.Am e r i c a n s o c i e t y o f A g r

22、i c u l t u r a l E n g i n e e r s,2 0 0 5,4 8(5):2 0 1 7-2 0 2 2.1 5 S HA R P J L,THA LMAN R K,WE B B J C,e t a l.F l e x i b l e a c o u s t i c a l d e v i c e t o d e t e c t f e e d i n g s o u n d s o f C a r i b b e a n f r u i t f l y l a r v a e i n m a n g o,c u l t i v a r f r a n c i sJ

23、.J E c o n E n t o m o l,1 9 8 8,8 1(1):4 0 6-4 0 9.1 6 S HUMAN D,C O F F E L T J A,V I C K K W,e t a l.Q u a n t i t a t i v e a c o u s t i c a l d e t e c t i e n o f l a r v a e f e e d i n s i d e k e r n e l s o f g r a i nJ.E c o n E n t o m o l,1 9 9 3,8 6(3):9 3 3-9 3 8.1 7 WE B B J C,L I T Z KOW C A,S L AUGHT E R D C.A c o m p u t e r i z e d a c o u s t i c a l l a r v a l d e t e c-t i o n s y s t e mJ.A p p l E n g A g r i c,1 9 8 8,4:2 6 8-2 7 4.9S N/T5 5 4 82 0 2 2