[发明专利]一种利用挥发物的农作物虫害诊断方法

权利要求书

1.一种利用挥发物的农作物虫害诊断方法，其特征在于它的步骤如下：

1）采用静态顶空采样装置对生长期的农作物样品进行处理，所述静态顶空采样装置包括顺次连接的空气过滤器（4）、活性碳（5）、特氟隆管（6）、静态顶空采样器（1）；把农作物苗放置在静态顶空采样器（1）中，将经过滤后的洁净空气充满静态顶空采样器（1）后进行密封，农作物在静态顶空采样器（1）中放置15-20min后使用农作物虫害检测的电子鼻系统进行采样，所述农作物虫害检测的电子鼻系统包括顺次连接的静态顶空采样器（1）、电子鼻（2）、计算机（3），电子鼻(2)包括传感器阵列反应室（2.1）、第一气泵（2.2）、第二气泵（2.3）、标准气体（2.4）；传感器阵列反应室（2.1）一端分别与第一气泵（2.2）、标准气体（2.4）相连，传感器阵列反应室（2.1）另一端与第二气泵（2.3）相连；

2）对静态顶空采样器（1）的农作物顶空气体进行采样，将静态顶空采样器（1）的顶空气体导入电子鼻传感器阵列反应室（2.1）内，采样时间为70 s，获取传感器阵列与顶空气体发生反应得到的响应信号；传感器阵列响应信号是传感器阵列接触到顶空气体后的电导率G与传感器阵列在经过洁净空气时的电导率G₀的比值，即S = G/G₀，用计算机对得到的响应信号进行分析；

3）提取第60s电子鼻信号作为特征数据，使用主成分分析和线性判别分析方法对农作物虫害特征数据进行特征分析；

4）采用逐步判别分析和人工神经网络建立传感器响应信号与农作物样品虫害程度之间关系的数学模型。

2.根据权利要求1所述的一种利用挥发物的农作物虫害诊断方法，其特征在于所述的步骤1）为：将待测农作物苗盛放在静态取样采样器（1）中，在密封板（1.3）未密封时开启空气泵，泵的流量控制在2L/min，充入经过滤的空气，时间为2min；然后将密封板和进气口密封好，静置一段15-20min后待测。

3.根据权利要求1所述的一种利用挥发物的农作物虫害诊断方法，其特征在于所述的步骤2）为：顶空气体由农作物样品挥发物气体在静态顶空采样器（1）形成；在第一气泵（2.2）关闭情况下打开第二气泵（2.3），将静态顶空采样器（1）的顶空气体导入电子鼻传感器阵列反应室（2.1）内，使用的电子鼻其传感器阵列由10个金属氧化物传感器组成，每个传感器每1 s采集一次数据，采样时，样品气体通过电子鼻第二气泵（2.3）以400 ml/min的速率被吸附到传感器通道中，经过传感器阵列后由出口排出。

4.根据权利要求1所述的一种利用挥发物的农作物虫害诊断方法，其特征在于所述的步骤3）为：原始数据为10个传感器第60 s的响应信号，即一个10维向量，利用主成分分析和线性判别分析对这个10维向量进行特征选择和特征提取，针对有无虫害、不同程度虫害的农作物进行分析。

5.根据权利要求1所述的一种利用挥发物的农作物虫害诊断方法，其特征在于所述的步骤4）为：使用逐步判别分析BP神经网络建立电子鼻响应信号与农作物样品虫害程度之间关系的数学模型，将每组不同受害程度的农作物样品随机抽取分别作为训练集和预测集，使用训练集进行建模，用模型对预测集进行测试，用电子鼻传感器第60s响应信号作为为特征值作为BP神经网络的输入，建立一个三层的BP神经网络结构，虫害数量作为网络的输出。