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便携式水果内部品质近红外检测仪研究进展

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摘 要 介绍了水果内部品质近红外光无损检测原理, 描述了便携式水果内部品质近红外检测仪检测流程,对比分析了几款商品化的便携式水果内部品质近红外检测仪性能特点, 总结了国内外最新研究进展, 并展望了便携式水果内部品质近红外检测仪的发展趋势。
关键词 便携式;近红外;无损检测;内部品质;水果

引 言
  目前国内外普遍应用通用的实验室近红外检测仪检测水果内部品质, 虽然仪器精度高、稳定性好, 但因仪器不方便携带, 使用条件苛刻、价格高等特点, 限制了其在水果采收期预测和长势监测等方面的进一步应用和在无力或无需购买大型水果分选设备的水果商中的推广[ 1] 。随着微机电加工等技术的发展, 检测仪器由在线检测向便携式发展, 检测目标有从产后管理向产中管理的延伸趋势, 这为便携式水果内部品质近红外检测仪提供了新的契机。
    本文介绍了水果内部品质近红外光无损检测原理, 描述了便携式水果内部品质近红外检测仪检测流程, 对比分析了几款商品化的便携式水果内部品质近红外检测仪性能特点,总结了国内外最新研究进展, 并展望了便携式水果内部品质近红外检测仪的发展趋势。

1  检测原理与系统组成
1.1  检测原理
    获得水果近红外光谱主要有3 种方式:漫反射、透射和漫透射[2] , 如图1 所示。漫反射检测方式适宜检测皮薄水果。
 透射和漫透射检测方式几乎可以得到整个水果果肉的组成信息, 同时不受水果表面特性的影响, 适宜检测皮厚水果。

1.2  检测流程
    各厂商开发了不同类型的仪器, 这些仪器的不同体现在原理、结构设计和零部件等方面, 但检测流程类似, 如图2所示。选用漫反射或漫透射光纤探头对水果进行检测, 带有水果内部品质信息的近红外反射或透射光通过光纤由检测器所接收, 检测器将近红外光信号转变为电信号传输给数据处理系统, 通过数据处理得出结果并由LCD 显示。  

1.2.1  光源
    便携式水果内部品质近红外检测仪中光源多采用卤钨灯和发光二极管(LED)。卤钨灯技术成熟、价格相对较低, 但需散热装置。LED 是一种新型光源, 波长范围可以设定, 线性度好, 节能, 可使仪器结构简单, 但价格较高。在一些便携式水果内部品质近红外检测仪中, 常将光源发出的光分为两束光, 一束光通过试样, 另一束光则不通过试样, 测量两束光的信号比作为分析的变量, 用以克服由光源的不稳定性带来的误差[ 3] 。

1.2.2  检测器
    检测器用于检测携带样品信息的光信号, 将光信号转变为电信号, 并通过模数转换器以数字信号形式输出。便携式水果内部品质近红外检测仪中多采用硅基检测器。其中多通道检测器以其性能稳定、分辨率高、信噪比高以及性能价格比好等特点正越来越引起人们的重视, 如硅基的电荷耦合器件或二极管阵列检测器。

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作者:admin 来源:网络收集 发布时间:2016年04月28日