專利名稱：用來探測、識別及密度量化在谷物料堆中的食谷害蟲的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用來探測、分類及密度量化在可能受蟲害的食品料堆，如谷物料堆，中同時存在的一類或幾類害蟲的方法、及用于實施該方法的一種設(shè)備。
背景技術(shù)：
在農(nóng)業(yè)和糧食領(lǐng)域中，害蟲在莊稼和產(chǎn)品貯存方面引起嚴重損害。
一般地，進行系統(tǒng)性的殺蟲處理以消除害蟲。
盡管借助于只用肉眼檢查高于地面的莊稼部分確定害蟲種類和密度較容易，但這不適用于當在倉庫、筒倉或卡車中存儲或運輸時的產(chǎn)品，特別是谷物，因為探測在批料內(nèi)的蟲害程度非常困難。
目前，通過過篩一個或幾個樣本進行分析。然而，蟲害可能是均勻的或不均勻的，并且發(fā)展得深度較大或較小。因此，為了得到較不隨機的結(jié)果，在害蟲可能躲藏的區(qū)域中取樣，例如在已經(jīng)觀察到溫度升高的區(qū)域中取樣，溫度升高可能是害蟲存在的征兆。
如果在樣本中發(fā)現(xiàn)一只害蟲，則進行整批的處理，并且如果在樣本中沒有發(fā)現(xiàn)害蟲，則在懷疑的情況下，也經(jīng)常處理整批。因而，進行殺蟲劑的系統(tǒng)噴灑，這導致過處理。
這種方法的缺點在于，使用的處理基于常常是有毒的化學制品。
區(qū)別兩種類型的處理沖擊處理和殘余處理。沖擊處理基于敵敵畏的使用，敵敵畏是有毒的，在兩三個小時內(nèi)殺死所有害蟲，并且因為其高揮發(fā)性，在48小時內(nèi)幾乎完全消失。殘余處理使用允許殺蟲劑的殘余作用的緩慢降解(degrading)分子，其有效性覆蓋較長時間，花72小時殺死所有害蟲，并且保證新害蟲的殺傷至少3至4個月。
殺蟲劑的使用目前引起谷物種植者，特別是加工者，的非常強烈關(guān)注，他們因而在短期內(nèi)禁止殺蟲劑，同時要求無害蟲谷物。
有允許抗擊害蟲侵害的可選擇方法，主要基于通過通風冷卻料堆。這些方法允許限制過處理，但另一方面要求料堆的嚴格跟蹤和可靠的害蟲探測方法。
已經(jīng)提供有允許探測害蟲存在、和其分類以及其量化的設(shè)備。這些設(shè)備的大部分幾乎不使用，因為它們提供其使用復雜的探測裝置、收集裝置和分析裝置。
因而，由US 5,646,404已知用來量化探測食谷害蟲的一種設(shè)備和一種方法，所述設(shè)備包括能夠探測在通過通道的大量谷類中包含的害蟲的紅外線裝置。這種設(shè)備事實上包括一種改進的篩子，其結(jié)果這時也取決于取樣的位置。
也已知使用能夠通過聽害蟲制造的噪聲，不管是移動、咀嚼或其它噪聲，探測害蟲的裝置的方法。然而這些方法面臨一些問題，特別是可能扭曲結(jié)果的隨機噪聲問題、和另外的難以分類和密度量化害蟲的問題。
US 4,991,439公開了這種類型的設(shè)備，該設(shè)備使用用來探測由食谷害蟲產(chǎn)生的振動的壓電晶體，因而通過分析振動和把它們與已知振動相比較，允許確定涉及的種類。這種設(shè)備根據(jù)兩個實施例而提供，一個能直接用在料堆中而另一個通過分析樣本使用。從結(jié)果的觀點看，設(shè)備因為隨機噪聲不是非常可靠。這是希望借助于取樣操作的原因，因為它允許把樣本運到安靜的地方在沒有隨機噪聲的情況下進行該樣本的分析。
這些設(shè)備的發(fā)明者一直試圖解決由在谷物料堆中害蟲的存在產(chǎn)生的問題，并且他開發(fā)了一種用來探測和分類害蟲的設(shè)備，這在US4 895 025中描述。借助于這種設(shè)備，記錄由害蟲發(fā)出的聲學信號，平均所述信號，及把按照頻率的平均振幅同與害蟲種類相對應的已知數(shù)據(jù)相比較。
這種方法的確允許分類害蟲，但除平均頻率信號在操作環(huán)境中在實際使用的情況下不適用的事實之外，這種方法具有當被測物質(zhì)包含害蟲的幾個種類時不能區(qū)分它們的缺陷。在這種情況下，由于不可能準確地分類在料堆中存在的各個種類的害蟲，所以難以考慮密度量化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種用來探測、分類及密度量化在谷物料堆等中同時存在的一類或幾類害蟲的食谷害蟲的方法，該方法允許克服各種上述缺陷，同時與現(xiàn)有設(shè)備相比使用容易、制造簡單和便宜。
本發(fā)明的目的也在于提供一種用來實施根據(jù)本發(fā)明的方法、構(gòu)造成實現(xiàn)如下三種功能的設(shè)備-在被測谷類體積中可能存在害蟲的探測，-探測到的害蟲的種類和階段，幼蟲或成蟲，的分類，-探測到的害蟲的數(shù)量密度的估計，即侵害的嚴重性。
應該注意，根據(jù)本發(fā)明的方法不限于在谷物產(chǎn)品中的使用，因而有可能把它用在其它產(chǎn)品中，例如像油料種子。
根據(jù)本發(fā)明用來探測、分類及密度量化在谷物料堆等中同時存在的一類或幾類害蟲的食谷害蟲的方法，在于通過害蟲發(fā)出的噪聲和聲音及/或次聲波振動探測害蟲，并且其基本特征在于，包括執(zhí)行如下操作-記錄在所述料堆中的實際噪聲，-消除已知的寄生噪聲，-在由與能量波峰相對應的可能窗口得到的包絡(luò)能量曲線上探測，并且確定平均頻率、頻譜寬度和總能量，-把所述窗口每一個的平均頻率和寬度與類似特性的已知和索引窗口的那些相比較，以便進行分類學分類，-最后，把所述窗口每一個的平均頻率和總能量與類似特性的已知和索引的窗口的那些相比較，以便進行密度量化。
根據(jù)本發(fā)明的方法允許探測害蟲的存在，但也分類害蟲和量化它們，同時直接記錄在料堆中的實際噪聲和振動而不用取樣。
根據(jù)按照本發(fā)明的方法的一個另外特征，也進行如下操作-分析頻率的曲線和探測與頻率波峰相對應的窗口，及確定其平均頻率和其頻譜寬度。
-比較能量和頻率的曲線，并且消除與能量或頻率的非匹配波峰相對應的窗口，-把與剩余對的頻率的波峰相對應的窗口與已知和索引的類似值相比較，以便確定分類和發(fā)展階段。
這個另外的特征允許使得到的結(jié)果可靠，另外它允許種類和特別是發(fā)展階段，例如幼蟲或成蟲，的清晰分類。
根據(jù)按照本發(fā)明的方法的又一個特征，進行溫度和/或濕度測量，這些測量集成到信號處理中，從而平衡得到的結(jié)果。
考慮到谷類的溫度和/或濕度百分比允許細化關(guān)于分類學分類的結(jié)果，因為對通過給定種類的侵害最有利的條件是已知的，并因此能以與能量波峰相對應的窗口的平均頻率、頻譜寬度和總能量值、以及與頻率波峰相對應的窗口的平均頻率和頻譜寬度值相同的方式分類。
用于實施根據(jù)本發(fā)明的方法的設(shè)備，包括允許探測在谷物料堆中由害蟲發(fā)出的聲音和/或次聲波噪聲的裝置，并且基本特征在于它包括一方面，至少一個直線支撐裝置，能夠插入到谷物堆等中到一個確定深度，所述支撐裝置攜帶一個或多個所述傳感器裝置；另一方面，用來處理探測信號的裝置；及又一方面，用來顯示結(jié)果的裝置。
按照根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的另外特征，它包括沿支撐裝置分布的幾個傳感器裝置。
按照根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的一個具體實施例，支撐裝置包括一個其自由端為尖端形式的管狀件。
按照根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的又一個特征，支撐裝置裝有允許其由操作者操縱和運送的握緊裝置。
按照根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的又一個特征，它包括多個支撐裝置，每個裝有一個或幾個傳感器裝置、和用來處理探測信號的裝置，所述處理裝置連接到能夠分析由所述處理裝置記錄的結(jié)果和顯示所述結(jié)果的一個控制單元上。
根據(jù)這種變形，有可能使用插入在谷物料堆的各種位置處的幾個支撐裝置，以便同時進行可能加速節(jié)奏的幾次測量，所述支撐裝置相對于谷料堆輪廓的各種插入位置可能是預定的并且甚至集成到信號處理操作中。
各種支撐裝置能由操作者分離地放置，它們也能物理地連接，并且由能夠自動或按要求進行在筒倉中或在運貨車的拖車中的測量的操縱機器人致動。
按照根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的又一個特征，用來處理探測信號的裝置包括能夠保證獲得來自傳感器的數(shù)據(jù)的裝置；能夠進行獲得的或正在獲得的數(shù)據(jù)的處理的裝置；用來控制與用戶的接口的裝置；一個動態(tài)可重新配置害蟲分布數(shù)據(jù)庫；用來存儲在一系列測量期間進行的處理的結(jié)果的裝置；傳輸裝置，能夠保證經(jīng)任何數(shù)據(jù)處理通信裝置到一個外部計算裝置的數(shù)據(jù)傳輸。
參照表示本發(fā)明非限制實施例的附圖由如下描述，將明白根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的優(yōu)點和特征。


在附圖中-圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種設(shè)備的示意正視圖，-圖2是相同設(shè)備的一種變形在其使用期間的示意圖，-圖3是相同設(shè)備的另一種變形在其使用期間的示意圖。
具體實施例方式
當參照圖1時，能看到，根據(jù)本發(fā)明用來探測、分類及密度量化在可能受蟲害的食物料堆，即谷物料堆，中的害蟲或害蟲種類的設(shè)備1基本包括兩部分，即目的在于插入到要檢查的產(chǎn)品料堆中的一個桿部2、和一個頭部3。
桿部2包括縱向分布的幾個探測模塊20，在這種情況下是兩個，一個在離自由端的短距離處，而另一個在中心區(qū)域中。
桿部2也包括便于插入到材料中、和包含一個具有較低熱惰性的環(huán)境溫度表、及甚至一個濕度傳感器的一個錐形端21。
應該注意，桿部2能包括便于穿入到材料中的機械裝置，甚至機動裝置。這些裝置能是例如螺旋形件，如鉆頭。
頭部3包含允許保證來自探測模塊20的數(shù)據(jù)獲得的電子系統(tǒng)，它進行獲得或正在獲得的數(shù)據(jù)的處理。
電子系統(tǒng)在設(shè)備的操作模式中控制與用戶的接口，它集成一個動態(tài)可重新配置害蟲分布存儲器，存儲器能夠存儲在一系列測量期間進行的處理的結(jié)果。
它也能保證經(jīng)任何數(shù)據(jù)處理通信裝置到一個外部計算裝置的數(shù)據(jù)傳輸。
在這個實施例中，它包括一個自動和充電電源單元，便于其移動和因而其使用，以在各種位置進行連續(xù)記錄。
現(xiàn)在參照圖2，能看到根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的一種變形4，變形4包括幾個桿部2，這些桿部2借助于把它們彼此以預定距離保持的一個支架40連接，并且變形4攜帶一個頭部3。
這種變形4允許同時進行多個測量以便減少批分析的總時間或在體積中進行三維測量。
數(shù)據(jù)能便利地傳輸?shù)娇刂扑鼈儾⑶夷艽鎯λ鼈兒痛蛴∷鼈兊囊粋€單元，傳輸最好通過無線電鏈接等實現(xiàn)。
在圖2中，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備由兩個操作者操縱，這兩個操作者運動它和把桿部2插入到一批谷物L中，然而有可能，例如借助于機器人機械化移動設(shè)備。
因而，當參照圖3時，能看到在一種變形中根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備5，它包括一個機械臂50，用來進行在一批谷物中，這里在運貨車的拖車V中包含的批料L中，進行自動檢查。
設(shè)備5包括借助于一個支架51連接的桿部2，支架懸掛在允許運動桿部2的機械臂50上。在這個實施例中，由桿部2收集的數(shù)據(jù)借助于到布置在機械臂50的上游的一個頭部3的電纜連接52傳輸。
應該注意，組裝成駐留在筒倉中的一個類似設(shè)施能用作一個永久監(jiān)視系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種用來探測、分類及密度量化在谷物料堆等中同時存在的一類或幾類害蟲的食谷害蟲的方法，在于通過害蟲發(fā)出的噪聲和聲音及/或次聲波振動探測所述害蟲，其特征在于執(zhí)行如下操作-記錄在所述料堆中的實際噪聲，-消除已知的寄生噪聲，-在由與能量波峰相對應的可能窗口得到的包絡(luò)能量曲線上探測，并且確定平均頻率、頻譜寬度和總能量，-把所述窗口每一個的平均頻率和寬度與類似特性的已知和索引的窗口的那些相比較，以便進行分類學分類，-最后，把所述窗口每一個的平均頻率和總能量與類似特性的已知和索引的窗口的那些相比較，以便進行密度量化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進行如下操作-分析頻率的曲線和探測與頻率波峰相對應的窗口，及確定其平均頻率和其頻譜寬度。-比較能量和頻率的曲線，并且消除與能量或頻率的非匹配波峰相對應的窗口，-把與剩余對的頻率的波峰相對應的窗口與已知和索引的類似值相比較，以便確定分類和發(fā)展階段。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，進行溫度和/或濕度測量，這些測量集成到信號處理中，以便平衡得到的結(jié)果。
4.一種用于實施根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的方法的設(shè)備，包括允許探測在谷物料堆等中由害蟲發(fā)出的聲音和/或次聲波噪聲的裝置(20)，其特征在于它包括一方面，至少一個直線支撐裝置(2)，能夠插入到谷物堆(L)等中到一個確定深度，所述支撐裝置(2)攜帶一個或多個所述傳感器裝置(20)；另一方面，用來處理探測信號的裝置；及又一方面，用來顯示結(jié)果的裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于，它包括沿支撐裝置(2)分布的幾個傳感器裝置(20)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的設(shè)備，其特征在于，支撐裝置(2)包括一個其自由端為尖端形式(21)的管狀件。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，支撐裝置(2)裝有允許其由操作者操縱和運送的握緊裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，它包括多個支撐裝置(2)，其中每個裝有一個或幾個傳感器裝置(20)、和用來處理探測信號的裝置，所述處理裝置連接到能夠分析由所述處理裝置記錄的結(jié)果和顯示所述結(jié)果的一個控制單元上。
9.根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，多個支撐裝置(2)被物理地連接，并且能夠由一個操縱機器人(50)致動。
10.根據(jù)權(quán)利要求4至9中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，用于處理探測信號的裝置包括能夠保證獲得來自傳感器的數(shù)據(jù)的裝置；能夠進行獲得的或正在獲得的數(shù)據(jù)的處理的裝置；用于控制與用戶的接口的裝置；一個動態(tài)可重新配置害蟲分布數(shù)據(jù)庫；用于存儲在一系列測量期間進行的處理的結(jié)果的裝置；傳輸裝置，能夠保證經(jīng)任何數(shù)據(jù)處理通信裝置到一個外部計算裝置的數(shù)據(jù)傳輸。
全文摘要
本發(fā)明涉及用來探測、分類及密度量化在谷物料堆等中同時存在的一類或幾類害蟲的食谷害蟲的一種方法和一種設(shè)備，它在于通過害蟲發(fā)出的噪聲和聲音及/或次聲波振動探測所述害蟲。它包括執(zhí)行如下操作記錄在所述料堆中的真實噪聲；消除已知的偽噪聲；在由與能量波峰相對應的生成包絡(luò)能量曲線上探測，并且由其確定平均頻率、頻譜寬度和總能量；把所述窗口每一個的平均頻率和寬度與具有類似已知和列出特性的窗口的那些相比較，以便進行分類學分類；最后，把所述窗口每一個的平均頻率和總能量與具有類似已知和列出特性的窗口的那些相比較，以便進行密度量化。
文檔編號G01N29/00GK1514935SQ02811474
公開日2004年7月21日 申請日期2002年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月8日
發(fā)明者佩德羅·羅德里格斯·戈韋爾納多, 弗蘭希斯·弗勒拉－萊薩德, 喬斯·比利亞馬約爾, 伯納德·索特羅, 朱塞佩·布廖尼, 簡·貢多洛, 伯納德·湯瑪茜尼, 布廖尼, 湯瑪茜尼, 索特羅, 佩德羅 羅德里格斯 戈韋爾納多, 多洛, 斯 弗勒拉-萊薩德, 比利亞馬約爾 申請人:索爾威恩技術(shù)責任有限公司