本发明专利技术公开了一种利用太赫兹成像技术检测储备粮食粒内虫害的方法，包括：1)收集未受害虫虫卵或幼虫危害的储备粮食作为标准品，对该标准品进行太赫兹光谱成像检测；2)收集待检测储备粮食样品并对其进行太赫兹光谱成像检测；3)对比分析步骤1)得到的储备粮食标准品太赫兹图像和步骤2)得到的待测储备粮食样品太赫兹光谱图像，分析确定待测储备粮食样品粒内是否含有害虫虫卵或幼虫。本发明专利技术提供的方法具有操作简便、快速高效、检测准确率高等优点，可在虫害初期快速准确地检测出储备粮食粒内的储粮害虫虫卵或幼虫，对于保证储备粮食安全和质量品质、减少经济损失具有重要的实践意义，具有良好的市场应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太赫兹时域光谱分析领域，具体涉及一种利用太赫兹成像技术检测储 备粮食粒内虫害的方法。
技术介绍
： 粮食，也称谷物，指可供食用的植物种子，广义的粮食也包括马铃薯等植物可食的 根或茎部，而狭义的粮食单指禾本科植物。粮食所含营养物质主要为糖类（淀粉为主），其 次是蛋白质。联合国粮农组织对粮食的定义包括三种谷物，包括麦类、粗粮类（又称杂粮， 即经常被用作动物饲料的植物）和稻谷类三大类。 在我国，储备粮食品种主要包括麦类（如小麦、大麦等）、粗粮类（如玉米、高粱 等）和稻谷类（粳稻，籼稻，糯稻等）三大类，此外，还包括豆类、花生等油料类经济作物品 种。其中，小麦、稻谷、玉米、大豆是中国最重要储备粮食来源，其储备数量和品质直接关乎 人们的生活质量与食物安全。 储备粮食储藏期间，储粮害虫的危害是造成粮食巨大数量与品质损失的主要原 因。据统计，全球每年因储粮害虫造成的粮食、豆类、油料的损失约占总储存量的5%，其经 济损失约达1. 2亿到2. 4亿美元；据有关部门调查，我国粮食储藏过程损失，按我国国库粮 食计，每年储粮经济损失高达10多亿元，同时证实，导致储粮损失的主要因素是害虫的侵 害。储粮害虫中以蛀食性储粮害虫对粮食储备的危害最大。蛀食性储粮害虫是指卵产于粮 粒上，幼虫在粮粒内部生长发育的一类害虫。典型的有玉米象、米象、谷象、谷蠹、豆象类、麦 蛾等。以玉米象为例，在小麦刚收获（7月份）和翌年5月开始进入玉米象危害期，对玉米， 则是于翌年5月进入危害期；经过13个月的储藏的小麦和玉米，虫蛀率分别高达45. 6 % 和70%，损失率分别达16. 5%和18. 5%。在适宜条件下，玉米象造成的粮食质量损失在3 个月内可达11. 25%，6个月内可达35. 12% ;其中，对小麦所造成的质量损失为10%左右。 再如，米象成虫产卵时，用口吻啮食麦粒，形成卵窝，把卵产在其中，后分泌粘液封口，卵期 7-16天，6月中下旬至7月上中旬幼虫孵化，蛀入粒内，幼虫期约30天，7月中下旬化蛹，蛹 期7-10天，8月上旬成虫羽化。上述储粮害虫在粮粒内蛀食，这些粮粒内部的隐蔽性害虫的 卵、幼虫和蛹均在粮粒内生长发育，以蛀空式危害谷物，这类隐蔽性害虫既不容易检测，也 不容易除掉，因此，如何在虫害初期快速准确地检测出储备粮食粒内的储粮害虫虫卵或幼 虫，对于保证储备粮食食品安全和质量品质、减少经济损失具有重要的实践意义。 由于蛀食性害虫将卵产于粮粒内部，卵在粮粒内部孵化并生长发育，人们很难发 现这类害虫的幼虫。当发现成虫从粮粒表面钻出后，粮粒往往已被蛀空。现在检测蛀食性 害虫的幼虫还缺乏有效的技术手段，主要靠人工目测的方法，当蛀食不明显时往往无法判 断或判断错误，由于人工检测偏差较大，且效率低下，因而亟需有效的检测手段。 目前这类隐蔽性虫卵或幼虫的检测，文献报道可有生物光子法检测和声学法检 测。其中，生物光子法是通过对生物体的自发光子进行检测，由于隐蔽性虫卵或幼虫生物组 织结构不同，所以自发光子数也不同，因而理论上可采用对生物光子数进行计数进行检测， 但该法需要高精密的生物光子数探测设备，且环境干扰难以去除，因而不易实现，实用性 差，目前还处于理论研宄阶段。声学法是通过害虫啃食粮粒的声音来检测和识别害虫，由于 这类声音极其微弱，所以需要高精度的微声传感器，而真实的粮仓环境中背景噪声极其复 杂，因而这类检测成本较高，时间较长而且检测效果差，目前也处于理论研宄阶段，不具有 实用性。 太赫兹波（Terahertz，THz)通常是指频率在0. 1~10THZ区间的电磁波，其作为 一种光源和其他辐射如可见光、X射线、近/中/远红外、超声波等一样，可以作为物体成像 的信号源。而且现在，太赫兹成像技术已经成为了X射线成像、毫米波成像、超声成像等成 像技术的有力补充。太赫兹成像的基本原理是：利用成像系统将所记录下来的样品的透射 谱或反射谱信息（包括振幅和相位的二维信息）进行分析和处理，最后得到样品的太赫兹 图像。太赫兹成像系统的基本结构与太赫兹时域光谱系统（THz-TDS)相比，多了图像处理 装置和扫描控制装置。利用反射扫描或透射扫描都可以对物体成像，选取哪种成像方式主 要取决于样品及成像系统的性质，根据不同的需要，可使用不同的成像方式。太赫兹波可以 穿透被测对象进行内部成像，因而利用太赫兹成像技术探测储备粮食粒内的隐蔽性害虫理 论上是非常适合的。现有技术中尚未发现有使用太赫兹成像技术检测储备粮食粒内害虫虫 卵或幼虫的报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供。 本专利技术的目的通过以下技术方案予以实现：一种利用太赫兹成像技术检测储备粮 食粒内虫害的方法，包括如下步骤：1)收集未受害虫虫卵或幼虫危害的储备粮食作为标准 品，对该标准品进行太赫兹光谱成像检测；2)收集待检测储备粮食样品并对其进行太赫兹 光谱成像检测；3)对比分析步骤1)得到的储备粮食标准品太赫兹图像和步骤2)得到的待 测储备粮食样品太赫兹光谱图像，分析确定待测储备粮食样品粒内是否含有害虫虫卵或幼 虫。 其中，上述储备粮食品种主要包括麦类（如小麦、大麦等）、粗粮类（如玉米、高粱 等）和稻谷类（粳稻，籼稻，糯稻等）和油料类经济作物类（豆类、花生等），其中最主要储 备粮食的是小麦、稻谷、玉米和大豆。 储粮害虫主要为蛀食性储粮害虫，如玉米象、米象、谷象、谷蠹、豆象类、麦蛾等。这 类储粮害虫在粮粒内蛀食，这些粮粒内部的隐蔽性害虫的卵、幼虫和蛹均在粮粒内生长发 育，以蛀空式危害谷物，这类隐蔽性害虫既不容易检测，也不容易除掉，危害很大。 本专利技术提供的技术方案主要分为三大部分。第一部分：在太赫兹时域光谱分析系 统（THz-TDS)上加装反射成像组件；第二部分：对样品的太赫兹反射成像数据进行采集，并 保存成原始数据文件；第三部分：对原始数据进行成像显示，用THz-TDS自带软件对目标图 像进行后处理，并对目标图像的尺寸和大小进行计算，对比分析储备粮食标准品太赫兹图 像和待测储备粮食样品太赫兹光谱图像，分析确定待测储备粮食样品粒内是否含有害虫虫 卵或幼虫。 具体来讲，包括：1)在太赫兹时域光谱系统（THz-TDS)的样品放置区上增加一对 用于对太赫兹波的聚焦的抛物面镜；2)在抛物面镜的中间加装用于移动样品的平移台；3) 将储备粮食标准品或储备粮食样品分别固定于支架上，将支架安装于移动平台上，其中，支 架优选由对太赫兹波透光性极好的聚乙烯材料或或聚四氟乙烯等材料做成；4)将储备粮 食标准品或储备粮食样品固定在平移台上，利用聚焦的太赫兹波在二维空间X-Y中对样品 进行光栅扫描，在扫描的同时获取原始扫描数据并根据每个像素点的波形再重构出样品的 二维太赫兹图像；5)对比分析储备粮食标准品太赫兹图像和待测储备粮食样品太赫兹光 谱图像，分析确定待测储备粮食样品粒内是否含有害虫虫卵或幼虫。采用上述图像检测方当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用太赫兹成像技术检测储备粮食粒内虫害的方法，包括如下步骤：1)收集未受害虫虫卵或幼虫危害的储备粮食作为标准品，对该标准品进行太赫兹光谱成像检测；2)收集待检测储备粮食样品并对其进行太赫兹光谱成像检测；3)对比分析步骤1)得到的储备粮食标准品太赫兹图像和步骤2)得到的待测储备粮食样品太赫兹光谱图像，分析确定待测储备粮食样品粒内是否含有害虫虫卵或幼虫。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：廉飞宇，葛宏义，蒋玉英，付麦霞，李智，
申请(专利权)人：河南工业大学，
类型：发明
国别省市：河南;41
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