基于水果光特性的無(wú)損檢測(cè)和分級(jí)技術(shù)正越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于水果的產(chǎn)后加工和質(zhì)量評(píng)判中,近紅外無(wú)損檢測(cè)水果內(nèi)部品質(zhì)光特性。本文介紹了水果內(nèi)部品質(zhì)光學(xué)特性檢測(cè)原理及檢測(cè)系統(tǒng)組成，分析了規(guī)則反射、透射和漫反射3種光特性測(cè)量方法在水果內(nèi)部品質(zhì)檢測(cè)中的優(yōu)缺點(diǎn)，并闡述了水果的糖度、酸度、硬度等內(nèi)部品質(zhì)光特性無(wú)損檢測(cè)的國(guó)內(nèi)外最新研究進(jìn)展和應(yīng)用前景。

 

    廣州標(biāo)旗提供美國(guó)進(jìn)口NIRQuest近紅外光纖光譜，全光譜實(shí)時(shí)掃描,檢測(cè)時(shí)間達(dá)到毫秒級(jí)，有900-1700 nm, 900-2100 nm 和900-2500 nm三個(gè)測(cè)量范圍的選擇。采用緊湊的平臺(tái)設(shè)計(jì)即插即用的通訊接口。

 

    對(duì)農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行光學(xué)特性的無(wú)損檢測(cè)和分級(jí)是近三十五年發(fā)展形成的新技術(shù)，是光、機(jī)、電、氣一體化的結(jié)晶，水果是重要的農(nóng)產(chǎn)品，消費(fèi)者在選購(gòu)水果時(shí)極為看重其內(nèi)部品質(zhì)如口感、糖度和酸度，因此研究基于水果光學(xué)特性的內(nèi)部品質(zhì)無(wú)損檢測(cè)與分級(jí)技術(shù)并將研究成果應(yīng)用到水果產(chǎn)后處理生產(chǎn)線(xiàn)上具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。本文研究并分析了水果的光特性檢測(cè)
原理和方法。

1.水果的光特性檢測(cè)原理
    由于水果的內(nèi)部成分和外部特性不同，在不同波長(zhǎng)光線(xiàn)照射下會(huì)有不同的吸收或反射特性，也就是說(shuō)，水果的分光反射率或吸收率在某一特定波長(zhǎng)內(nèi)會(huì)比其它部分大，根據(jù)這一特性結(jié)合光學(xué)檢測(cè)裝置能實(shí)現(xiàn)水果品質(zhì)的無(wú)損檢測(cè)。
    考慮到水果品種的多樣性和形狀的特殊性，用于水果內(nèi)部品質(zhì)光特性檢測(cè)的系統(tǒng)主要由光源系統(tǒng)，入射出射光纖組件，光電檢測(cè)轉(zhuǎn)換器和信號(hào)放大轉(zhuǎn)換系統(tǒng)!顯示輸出等硬件系統(tǒng)和用于光譜采集和數(shù)據(jù)處理的軟件系統(tǒng)組成。

    用于水果光特性檢測(cè)的光纖探頭類(lèi)型主要有熒光探頭、反射探頭和透射（吸收）探頭3種，如果探頭材料不同!其傳輸?shù)墓獠ǚ秶�也不同，一般水果要求的光纖傳輸波長(zhǎng)在可見(jiàn)光到近紅外光區(qū)域（400-2500）即可符合檢測(cè)要求。
    對(duì)于水果來(lái)說(shuō)一般常選用的光纖數(shù)值孔徑在0.2到0.35之間，接受光的的角度范圍在25到31度較為適宜。
2 水果光學(xué)測(cè)量方法對(duì)比分析
    光學(xué)檢測(cè)技術(shù)在水果和蔬菜外觀(guān)如表面缺陷，色澤和內(nèi)部成分如可溶性固形物、糖份、堅(jiān)實(shí)度、酸度、干物質(zhì)含量等方面具有快速、無(wú)損的優(yōu)點(diǎn)。目前用于水果內(nèi)部品質(zhì)的光學(xué)檢測(cè)主要有3種方法：規(guī)則反射光法、漫反射光法和透射光法。反射光譜法檢測(cè)是指將檢測(cè)器和光源置于樣品的同一側(cè)，檢測(cè)器所檢測(cè)的是樣品以各種方式反射回來(lái)的光。物體對(duì)光的反射又分為規(guī)則反射（鏡面反射）與漫反射。規(guī)則反射指光在物體表面按入射角等于反射角的反射定律發(fā)生的反射!所采用的光纖布置位置如圖2其優(yōu)點(diǎn)是光譜信息最易實(shí)現(xiàn)且反射率較高，能夠用于水果生產(chǎn)檢測(cè)分級(jí)線(xiàn)上；缺點(diǎn)是測(cè)量用的校正模型易受水果表面特性影響而變化，依水果類(lèi)型不同需要調(diào)整。

    漫反射是光投射到物體后，在物體表面或內(nèi)部發(fā)生方向不確定的反射。應(yīng)用漫反射光進(jìn)行的分析稱(chēng)為漫反射光譜法，是一種介于反射與透射之間的測(cè)量方式（如圖）其特點(diǎn)是由于接受的光譜信息全部反映水果內(nèi)部組織的特性，因此大多數(shù)國(guó)內(nèi)外研究者均采用這種方式進(jìn)行基礎(chǔ)研究。但由于在測(cè)量過(guò)程中需要將光源與探測(cè)器隔離!所以在高速的水果生產(chǎn)分級(jí)線(xiàn)上較難實(shí)現(xiàn)。

    透射光譜是指將待測(cè)樣品置于光源與檢測(cè)器之間，檢測(cè)器所檢測(cè)的光是透射光或與樣品分子相互作用后的光（承載了樣品結(jié)構(gòu)與組成信息，如圖）其特點(diǎn)是不受水果表面特性的影響，接受的光譜信息反映了水果內(nèi)部組織的信息。但光透射水果的數(shù)量少，且需要較高能量的光源，較難適應(yīng)水果生產(chǎn)分級(jí)線(xiàn)的需要。

    從以上3種測(cè)量技術(shù)來(lái)看，3種測(cè)量各有自己的特點(diǎn)和適用性。通過(guò)分析研究國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究成果，發(fā)現(xiàn)水果品質(zhì)分析最常用的是漫反射光譜技術(shù)，原因主要?dú)w納如下：1.規(guī)則反射光譜的信息中包括有光源沒(méi)經(jīng)過(guò)水果內(nèi)部組織的直射光成分。2.透射光譜透射的光強(qiáng)度較小，獲取水果內(nèi)部組織信息少，且要求光源的照射強(qiáng)度高。