摘要：为了解决普通检测装置难以覆盖不同果径(25~95mm)柑橘的检测需求问题,研发了覆盖多果径柑橘的便携式双档位多品质无损检测装置。以砂糖橘(果径25.35~48.61mm)和武鸣沃柑(果径53.24~94.71mm)为研究对象,基于研发的双档位探头,在赤道部位每隔120°采集一次光谱,平均光谱作为该柑橘的原始光谱。经标准正态变量变换(standard normal variable,SNV)、多元散射校正(multiplicative scatter correction,MSC)预处理,再利用竞争性自适应加权抽样算法(competitive adaptive reweighted sampling,CARS)筛选特征波长,分别建立了沃柑和砂糖橘的可溶性固形物含量(soluble solids content,SSC)和水分的偏最小二乘预测模型。沃柑的SSC和水分预测模型验证集相关系数分别为0.937、0.951,均方根误差分别为0.382°Brix、0.491%;砂糖橘的SSC和水分预测模型验证集相关系数分别为0.921、0.935,均方根误差分别为0.460°Brix、0.673%。为了评估检测装置的准确性和稳定性,使用平均变异系数分析了沃柑和砂糖橘的SSC含量和水分测定结果,并通过预测结果与标准理化值进行残差分析。结果表明,研制的便携式双档位柑橘多品质光谱检测装置对不同果径柑橘内部品质检测稳定性与精度均满足现场实时检测需求。

摘要：马铃薯是我国第四大主要粮食作物,随着马铃薯主食化战略的提出,其市场占比逐年攀升,但各地甚至同区域内马铃薯品质参差不齐,严重影响了马铃薯行业的发展。实现马铃薯品质快速无损检测对马铃薯主食化产业的发展有着重要的现实意义。该研究以研发低成本马铃薯品质无损快速检测装置为目的,采用连续投影算法(SPA)分析光谱仪环境下马铃薯加工品质特征波长的分布情况,根据标准正态变换(SNV)预处理状态下的模型结果选取了一个包含7个波段(700,750,800,850,900,950和1000 nm)的多通道光谱传感器,并根据马铃薯特殊的表皮特征及内部质地均匀性,设计了一种手持式马铃薯多品质可见/近红外局部漫透射检测装置。利用研发装置建立了马铃薯多品质偏最小二乘预测模型,马铃薯干物质含量、淀粉含量预测模型验证集均方根误差分别为1.05%和1.02%。同时,基于QT的开发工具,采用C语言编写了实时分析设备控制软件,实现了对马铃薯内部品质的一键式实时无损检测。对研发装置检测稳定性和精度进行了试验验证。结果表明,研发的手持式马铃薯多品质传感器检测装置可以满足现场实时检测需求,为马铃薯主食化产业的发展提供技术支撑。

摘要：葵花籽油极易被氧化产生多种自由基、有毒聚合物等,因此葵花籽油产销链中过氧化值现场实时检测技术及装置研发具有重要意义。以设计便携式检测装置为目的,搭建了基于激光诱导荧光光谱的食用油过氧化值快速检测系统,建立了葵花籽油过氧化值定量预测模型,并进行了外部实验验证。结果表明,基于自行搭建的检测系统采集的80个不同过氧化值葵花籽油原始光谱,经SG平滑加MSC预处理结合CARS算法筛选荧光特征波长后建立的过氧化值PLS定量预测模型效果最佳,R^(2)_(c)和R^(2)_(p)分别为0.9995和0.9972,校正集均方根误差和验证集均方根误差分别为0.0088g/(100g)和0.0227g/(100g)。同时选取10个未参与建模的葵花籽油样品对模型进行外部验证,预测值与理化测定值的R^(2)为0.9681,均方根误差为0.0411g/(100g),在低于国标限0.25g/(100g)的残差绝对值均在0.08g/(100g)以下。结果表明,自行设计的激光诱导荧光检测系统可以较高的精度实现对葵花籽油过氧化值的快速检测,为后续便携式整机设计和食用油氧化预警系统构建提供技术支持。