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ICS65.020.01CCSB16中华人民共和国出入境检验检疫行业标准SN/T5548—2022水果蛀虫声检测方法Fruitborersacousticdetectionmethod2022-07-07发布2023-02-01实施中华人民共和国海关总署发布学兔兔—2020《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。ⅠSN/T5548—2022学兔兔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蛀果类害虫fruit-boringpest钻蛀水果果实的昆虫。3.2声检测acousticdetection利用昆虫取食、爬行等活动产生的声音进行检测。3.3峰peak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column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noise干扰声检测的各种声音。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。1SN/T5548—2022学兔兔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16℃~38℃。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1h~4h,如冷藏处理(10℃)的水果,在室温20℃下4h,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(≤40dB)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。6.3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24h均有活动,均可实施检测。6.4检测周期一般持续检测0.5min~4min可确定有虫声,双翅目昆虫(如实蝇幼虫)需检测0.5min~1min,鞘翅目昆虫(如芒果象成虫)需检测2min~4min,鳞翅目昆虫(如榴莲果核夜蛾幼虫)需检测1min~3min(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)。2SN/T5548—2022学兔兔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10cm)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(≤40dB)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wifi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60cm内不得携带手机,或关机,或调至飞行模式;———检测时避免交谈。10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。3SN/T5548—2022学兔兔(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,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4SN/T5548—2022学兔兔(资料性)回温与发声的恢复冷藏处理(10℃)的水果在室温20℃下4h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(10℃)的水果在室温20℃下4h桔小实蝇幼虫恢复正常濒率发声5SN/T5548—2022学兔兔(资料性)适用于声检测方法的水果种类及昆虫类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/min果实蝇属Bactroceraspp.幼虫双翅目实蝇科0.5~1斑翅果蝇Drosophilasuzukii幼虫双翅目果蝇科0.5~1芒果象属Sternochetusspp.幼虫、成虫鞘翅目象虫科2~4榴莲果核夜蛾Mudarialuteileprosa幼虫鳞翅目夜蛾科1~3人心果云翅斑螟Nephoperyxeugraphella幼虫鳞翅目螟蛾科1~3梨小食心虫Grapholitamolesta幼虫鳞翅目卷蛾科1~3苹果蠹蛾Cydiapomonella幼虫鳞翅目卷蛾科1~36SN/T5548—2022学兔兔(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7SN/T5548—2022学兔兔。图D.3手机无线信号D.4平板电脑wifi无线信号见图D.4。图D.4平板电脑wifi无线信号8SN/T5548—2022学兔兔标准下载参考文献[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,2001,29(1):107-112.[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,2003.[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,2012.[4]BENNET-CLARKHC.Acousticsofinsectsong[J].Nature,1971,234:255-259.[5]GANCHEVT.,POTAMITISI..AutomaticAcousticIdentificationofInsects:thecaseofcricketsandcicadas[J].Bioacoustics,2007,16(3):281-328.[6]GILLHAMMC.VariationinacousticsingnalswithinandamongleafhopperspeciesofthegenusAlebra(Homoptera:Cicadellidae)[J].BiolJLinnSoc,1991,45(1):1-16.[7]HAGSTRUMDW,FLINNPW.Comparisionofacousticaldetectionofseveralspeciesofstored-grainbeetles(Coleoptera:Curculionidae,Tenebrionidae,Bostrichidae,Cucujidae)overarangeoftemperatures[J].JEconEntomol,1993,86:1271-1278.[8]HAGSTRUMDW,FLINNPW,SHUMAND.Automatedmonitoringusingacousticalsensorsforinsectsinfarm-storedwheat[J].JEconEntomol,1996,89(1):211-217.[9]HAGSTRUMDW,VICKKW,FLINNPW.AutomatedacousticalmonitoringofTriboli-umcastaneum(Coleoptera:Tenebrionidae)populationsinstoredwheat[J].JEconEntomol,1991,84:1604-1608.[10]HAGSTRUMDW,WEBBJC,VICKKW.AcousticaldetectionofRhizoperthadominica(F.)larvalpopulationsinstoredwheat[J].Fla.Entomol.,1988,71:441-447.[11]HANSENJD,WEBBJC,ARMSTRONGJW,etal.Acousticaldetectionoforientalfruitflylarvaeinpapaya[J].JEconEntomol,1988,81(3):963-965.[12]MANKINRW,APOINTESLL,FRANQUIRA.Acousticsurveyingofsubterraneanin-sectpopulationsincitrusgroves[J].JEcoEntomol,2001,94:853-859.[13]MANKINRW,OSBRINKWL.Acousticdetectionoftermiteinfestationsi