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可见近红外光纤光谱在农业上的运用:水果品质在线无损分选检测

发布时间:2019/09/29 点击量:

  水果是人类饮食结构的基本组成部分,为人体提供了丰富的营养物质。在新鲜水果收获时期检测新鲜水果品质,并把好的商品运输到销售市场,在当代农业生产的可持续正变得更加关键,我国是水果生产大国,但并不是水果生产强国,在加工过程中,重要统计数据大概包含可溶固态含水量、水分含量或软硬度。而从销售市场的视角看来,感受后可以再次检测损伤、烫伤、霜冻以及腐烂的损害,使生产者即在保持最高产量的同时也能将好的产品带给消费者。但由于后期加工处理水平低下,导致了我国水果品质差、国际市场竞争力弱的主要原因之一,因而实现水果外国和内部品质的快速。

  一般来说,水果的分选主要四类: 

  1、大小的分选,此分选大多使用机械方法分类,少数使用视觉传感非接触式分类; 

  2、重量分选,此分选主要通过电子称量的方法进行分类; 

  3、外观品质分选,此方法主要通过光电式色泽分选和计算机处理分选,通过计算水果的颜色和灰度等数据对水果的外观一致性进行分类; 

  4、内部品质分选,此类分选主要判断水果的糖度、酸度。以往,内部品质分选主要依靠破坏性检验方法,例如使用甜度计,近年来,通过光谱进行无损检测逐渐成为主流趋势。针对这一趋势,近红外傅里叶光谱仪已经不适用这种水果的品质分选,新型的微型光纤光谱仪凭借体积小、便携、快速、稳定性好的特点在工业在线光谱分析中获得了推广和普及,尤其适合水果的品质分选管理环节。

可见近红外光纤光谱在农业上的运用:水果品质在线无损分选检测

  基于微型光纤光谱仪的水果分选机一般由两部分组成,一个是发射的光源,一个是用来检测的光谱仪。一般在检测中会采用高功率的卤钨灯,提供近红外段宽光谱的能量,由于光源的高功率也就能提升了检测时穿透水果果皮的能力,在水果另一侧的光谱仪才能够获得更多更强的信号,提高信息的准确性。在水果分选过程中,水果数量巨大,微型光纤光谱仪检测的高效性正好满足了水果分选机的工作特点。

光纤光谱仪水果分选基本原理 

  近红外(NIR),谱区介于可见光(VIS)和中红外(MIR)之间,波长范围为 780–2500 nm,其频率为13000 – 4000cm-1,该谱区覆盖了含氢基团(O-H、N-H、C-H)振动的倍频与合频特征信息。含氢基团振动模型的倍频和合频会导致吸收重叠,致使NIR光谱对农产品而言,一般有较宽的波峰。 通常一张NIR光谱上的各个波峰同时有几种组分的信息,运用近红外光谱分析农产的质量时,需通过获取农产品(如谷物、水果等)反射的NIR光谱数据与成分含量已知的样品的光谱数据进行对比建立数据模型。

光纤光谱仪水果分选测试方法 

  NIR应用于农产品检测时,可采用漫反射或漫透射两种检测方式。在检测过程中,漫透射方式需求大功率的光源,测量过程中,被测水果会在短时间内被照射;此外,漫透射方式对于被测水果的要求被测水果大小规格较为一致。漫反射方式对于光源功率要求不像漫透射方式中那么高,对于被测水果大小也没有很严格的限制,但受测量面积的限制。可根据不同的客户实际使用需求,提供上述两种测量方式的解决方案。

可见近红外光纤光谱在农业上的运用:水果品质在线无损分选检测
光纤光谱仪水果在线分选现场

  运用奥谱天成光纤光谱仪ATP8000,可快速获得水果光谱。通过对特定波段光谱进行分析,可实现水果品质分选,ATP8000系列光谱仪体积小,检测速度快,非常适合工业在线水果筛选检测的应用。

可见近红外光纤光谱在农业上的运用:水果品质在线无损分选检测