试析电子鼻在检测储粮害虫中的应用研究

《试析电子鼻在检测储粮害虫中的应用研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、沈阳农业大学博士学位论文电子鼻在检测储粮害虫中的应用研究姓名：蒋德云申请学位级别：博士专业：农业机械化工程指导教师：李宝筏;张肇鲲20060615独创性!声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成柴。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他A已经发表绒撰写过豹磷究成果，也不包含为获缮淀弱农业大学或其它教弯机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了萌磷翡谖弱著表示了谢意。磷究生签名：蓊傅么帆矽。f年f刖拍关于论文使用授权的说明本人完全了解沈阳农业大学有关保留、使用

2、学位论文的规定，即：学校有权傈留送交论文酶复簿侔翻磁盘，允许论文禳惫阔霖借阕，酊以累鹾影印、缩印藏扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意沈阳农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的内容。≤绦密戆学位论文在解密矮应遵守越蛰议’研究生签名．蒴澎三．时《雹：№毋6年《氇，耋B导师签名：季多筏时间：舻，g年彳月茁日沈阳农业大学博士学位论文电子鼻在检测储粮害虫中的应用研究摘要研究生：蒋德云导师：李宝筏张肇鲲储粮害虫不仅会造成粮食在数量上的重大损失，而且严重危害粮食的品质，特别是在对外贸易中，由于检测和预防方法的滞后，如粮食中掺杂有仓虫危害的颗粒或发现有储

3、粮害虫，会造成贸易争端，因而引起出口粮食的国家信誉损失和经济损失。针对我国目前储粮害虫的检测还沿用传统的方法，本课题首次在国内、外采用电子鼻用于储粮害虫的检测。所谓的电子鼻feIec廿011icnose)是一种仪器，它是由具备部分专一性的气敏传感器构成的阵列(chemicalvaporsensorAmy)和适“j的模式识别系统组成，用来识别简单和复杂气味(Odorant)，A1phaMosFox3000电子鼻包含有12个金属氧化物传感器组成的阵列。试验所用的储粮害虫是谷锈虫(Rusty斟ainbeetle)也称为锈赤扁谷盗(c，聊f。fdf∞屉r懈ine榔S

4、t印h啪s)和红花虫(Rednourbeetle)也称为赤拟谷盗(丁hbDfi“mc邪缸，tP“mHefbst)。实验装置均采用自行设计的设备系统。实验程序和试验方法为自行设计。实验分别针对古有不同数量活的储粮害虫气体样本检测，对含有不同数量死虫的气体样本和标准控制气体样本进行了检测与比较；并对担储粮害虫不同距离的部位进行采样，研究储粮害虫气味的传播距离；对试验的两种储粮害虫的气味进行比较研究。应用主成分分析法俨cAPrirldplec07叩oncntAnalysis)和白组织特征映射神经网络法(soM，sdt^o昭anlZinzFeafureMap)进行了

5、模式识别。试验结果表明，A1phaMosFox3000电子鼻能快速检测(PcAPrjnciplecompon肌t劬alysis)粮食是否受到虫害。尽管储粮害虫的气味很轻微，这种轻微的气味人是无法闻到的，甚至于用任何检测仪器都无法测定，但mphaMosFox3000电子鼻能很快捕捉到。而且无论虫量多少、虫子足死还是活，它们的气体样本与标准气体样本都有明显的差异，从而能快速检测出粮食是否受到害虫的侵蚀。同时，活虫的气味与死虫的气味明显不同。fR含有死虫样品的气味明显小于含有活虫样品的气味，这说明气味与呼吸有关。另外，虫体的数量和气味浓度是成正比的。虫体数量越多，

6、气味浓度越高，检测结果越明显。通过实验结果知道，害虫气味的散发和传播是有距离的。离害虫的距离越近，害虫的气摘要味浓度越高，检测效果越明显。活虫的气味传播速度较死虫的传播速魔快，活虫的传播距离要滋夏痰距塞运。这霹毙秘活虫的呼吸鸯关，移吸键使气睬的传搂速度麴恢，扶瑟能传播到较远的距离。德是，扶试验的结巢来看，在模式识剐中，主成分分丰斤法(PcA法)只麓迸行迩注的分析，而纂定量分析，却还霄很大的困难。丽sOM法和PcA法比较，两者在分析过程中准确度不同，根据主成分分析法，在实验1的分析中成功率不到75％；神经网络模型so鹾法舔兵有l∞％潦礁嫠。在实验2斡分辑孛，P

7、cA法其有87。5％戆准壤瞧，糖经网络模型sOM法却具有100％准确性。充分履示s0M神经网络模型的优越性能。对于谷物害虫的类剐辨识，桷对主成分分析法，丰串经两络(s0M)方法可以更好魏解决由于电子爨传感嚣多面带来的分析数据庞大的辨识难题，并其有更好的识别率。通过试验，获得了有关利用电子鼻对两种储粮寤虫进行检测的大量数据，从而建立了栝猴识剐黧痒，麓用pcA方法进李亍谖裂熬餐谱，箱s0M神经网络逡行识掰豹数貉库及害煦气味特征映射表，都为在今后的试验中能以此加以对比和判别，同时也为研制专用于梭测储粮害虫的电子鼻奠定了一定的基础。本硬究课题豹主要成果是：1．本课题

8、首次提出了用电子鼻进行储粮害虫气味的检测，并进行系列