果蔬品质手持式近红外光谱检测系统设计与试验 - ingenta connect.pdfVIP

第 33 卷 第 8 期 农 业 工 程 学 报 Vol.33 No.8 2017 年 4 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Apr. 2017 245 农产品加工工程 果蔬品质手持式近红外光谱检测系统设计与试验 1,2 1※ 1 2 1 1 郭志明 ，陈全胜 ，张 彬 ，王庆艳 ，欧阳琴 ，赵杰文 （1. 江苏大学食品与生物工程学院，镇江 212013 ；2. 国家农业智能装备工程技术研究中心，北京 100097 ） 摘 要：为满足果蔬加工过程快速检测和质量控制的实际需求，研发近红外光谱技术的低成本、实用化、小型化的果蔬 品质手持式检测系统。在分析当前近红外光谱实用化过程的瓶颈问题的基础上，提出果蔬品质的手持式检测系统设计方 案，阐述了硬件系统选择和软件系统构建，介绍了检测系统的工作原理；选用近红外微机电系统的数字微镜器件作为分 光元件，以单点探测器获取检测信息，从而实现光谱检测系统的微型化设计和系统成本的显著降低。以检测番茄为例， 利用设计的手持式检测系统，获取番茄 900～1 700 nm 范围的近红外光谱，利用先选择特征波段再优选波长的建模策略， 分别建立了番茄中番茄红素和可溶性固形物含量的定量检测模型；可溶性固形物含量模型的预测相关系数和预测均方根 误差分别为 0.899%和 0.133%；番茄红素模型的预测相关系数和预测均方根误差分别为 0.886 和 2.508 mg/kg 。研究表明 该系统能够满足果蔬品质的快速无损检测要求，为实用化、小型化的手持式光谱检测仪设计和开发提供参考。 关键词：无损检测；光谱分析；农产品；近红外光谱；手持式检测系统；数字微镜器件；果蔬品质 doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.08.033 中图分类号：TP274.4;O433.4 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2017)-08-0245-06 郭志明，陈全胜，张 彬，王庆艳，欧阳琴，赵杰文. 果蔬品质手持式近红外光谱检测系统设计与试验[J]. 农业工程学报， 2017 ，33(8) ：245 －250. doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.08.033 Guo Zhiming, Chen Quansheng, Zhang Bin, Wang Qingyan, Ouyang Qin, Zhao Jiewen. Design and experiment of handheld near-infrared spectrometer for determination of fruit and vegetable quality[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(8): 245 －250. (in Chinese with English abstract) doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.08.033 [17-19] 昂贵，如使用光谱仪一般采用线阵探测器，价格高 ， 0 引 言 