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,可为实用化、小型化的手持式光谱检测仪设计和开发提供参考。

摘要：为实现苹果多产地多品质指标的现场快速无损检测与评价,该研究基于可见近红外光谱技术研发低成本、低功耗、小型化的苹果品质手持式无损检测终端。检测终端集成宽谱LED光源和水果特征响应窄带光电探测器,接入物联网云端数据系统,实现检测数据上传和模型的远程更新维护。利用研制的检测系统可有效获取不同产区苹果500~1050 nm波长范围内的漫反射光谱,优选光谱预处理算法消除干扰并采用不同特征波长提取算法对数据进行降维,分别建立了多产地苹果可溶性固形物含量、硬度和维生素C含量的通用检测模型,模型的预测相关系数分别为0.926、0.798和0.704,预测均方根误差分别为0.585%、1.405 kg/cm^(2)和0.968 mg/100g。将通用检测模型载入云端数据系统作为云模型,检测样本时调用云模型进行计算并反馈至检测终端。通过多个产地独立样本的验证表明,该系统可满足苹果产业现场无损检测的实际需求,为手持式光谱检测仪的实用化设计提供参考。