基于近红外透射光谱技术的苹果内部品质在线检测的研究

论文摘要

随着人们对水果内部品质要求的不断提高,研究快速、实时的无损伤检测水果内部品质是重要研究课题。近红外光谱技术与传统的化学分析及其他光谱分析方法相比,具有廉价、方便、快速和无损伤等特点,在农产品质量评价方面具有广泛的应用价值。基于此,本课题采用近红外光谱透射技术无损检测苹果的内部品质,主要包括以下四方面内容:1.从近红外检测水果内部品质的可行性入手,严格遵循近红外光谱技术的检测流程,构建了近红外透射检测台,并选定了近红外光谱定量分析软件,通过简单的单指标苹果样品糖度实验验证近红外透射检测台及近红外光谱定量分析软件的可靠性,其结果表明近红外透射技术在线检测苹果内部品质是可行的。2.针对近红外透射技术在线检测苹果内部品质中果实大小的影响,安排了两组实验方案,实验结果表明:采用不同尺寸梯度的样品建模,可以消除水果尺寸大小对检测结果的影响,有效的提高模型的稳健性;采用二次微分处理所得到的模型精度最高,其检测效果也最好;模型精度及检测效果受所选样品及建模方法的双重影响;在建立模型时应选用尺寸大小具有一定梯度的样品,并采用最佳的建模方式以满足近红外在线检测的实际需要。3.针对近红外在线检测中的水果放置状态影响的问题,安排了样品在不同光源数量下不同测定位置的实验,实验结果表明:4*100W光源下,不同的水果放置状态对检测结果只有轻微影响,在线检测中不需考虑苹果放置状态的影响;本次实验得到的苹果样品的最佳光源为4*100W。4.通过选用特征明显的样品加入单品种模型以提高模型的适用性,结果表明该方法是成功的;通过在线模拟检测实验验证多品种模型的适用性,得出多品种模型分级判别率为87%,基本满足实际需要。

论文目录

• 摘要
• 英文摘要
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.1.1 课题研究的背景分析
• 1.1.2 课题研究意义
• 1.2 近红外光谱分析技术在水果内部品质检测的研究进展
• 1.2.1 水果内部品质检测国外研究进展
• 1.2.2 水果内部品质检测国内研究进展
• 1.2.3 目前国内水果内部品质研究中存在的问题
• 1.3 本课题的研究内容及技术路线
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 课题的技术路线
• 第二章 近红外透射技术在线检测的可行性研究
• 2.1 水果内部品质近红外检测的可行性
• 2.2 构建水果近红外透射检测台
• 2.2.1 水果近红外透射检测台的参数
• 2.2.2 水果近红外透射检测台的整体设计
• 2.2.3 机架部分
• 2.2.4 集光器
• 2.2.5 光路系统
• 2.2.6 光谱采集操作系统
• 2.2.7 水果近红外透射检测台性能测试
• 2.3 选定近红外光谱定量分析软件
• 2.3.1 校正集建模程序
• 2.3.2 样品指标预测程序
• 2.4 近红外透射技术在线检测苹果内部品质的可行性研究
• 2.4.1 实验样品
• 2.4.2 实验仪器及方法
• 2.4.3 评价模型预测效果的指标
• 2.4.4 结果和讨论
• 2.5 本章小结
• 第三章 消除果实大小影响的研究
• 3.1 实验材料、方案
• 3.2 单一尺寸样品模型的研究
• 3.2.1 单一尺寸样品糖度模型的研究
• 3.2.2 单一尺寸样品硬度模型的研究
• 3.3 混合尺寸样品模型的研究
• 3.3.1 混合尺寸样品糖度模型的研究
• 3.3.2 混合尺寸样品硬度模型的研究
• 3.4 两种模型的对比分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 消除果实放置状态影响的研究
• 4.1 实验方案
• 4.2 放置状态对样品糖度检测的研究
• 4.2.1 样品糖度模型的建立
• 4.2.2 样品糖度检测结果
• 4.2.3 放置状态对样品糖度检测的对比分析
• 4.3 放置状态对样品硬度检测的研究
• 4.3.1 样品硬度模型的建立
• 4.3.2 样品硬度检测结果
• 4.3.3 放置状态对样品硬度检测的对比分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 模型的适用性研究
• 5.1 模型对品种的适用性研究
• 5.1.1 4*100W单品种模型的适用性研究
• 5.1.2 多品种模型的适用性研究
• 5.2 多品种模型模拟在线检测的适用性研究
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与建议
• 6.1 论文结论
• 6.2 建议
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参与的课题
• 致谢
• 参考文献