可見近紅外光纖光譜在農業上的運用:水果品質在線無損分選檢測
水果是人類飲食結構的基本組成部分,為人體提供了豐富的營養物質。在新鮮水果收獲時期檢測新鮮水果品質,并把好的商品運輸到銷售市場,在當代農業生產的可持續正變得更加關鍵,我國是水果生產大國,但并不是水果生產強國,在加工過程中,重要統計數據大概包含可溶固態含水量、水分含量或軟硬度。而從銷售市場的視角看來,感受后可以再次檢測損傷、燙傷、霜凍以及腐爛的損害,使生產者即在保持最高產量的同時也能將好的產品帶給消費者。但由于后期加工處理水平低下,導致了我國水果品質差、國際市場競爭力弱的主要原因之一,因而實現水果外國和內部品質的快速。
一般來說,水果的分選主要四類:
1、大小的分選,此分選大多使用機械方法分類,少數使用視覺傳感非接觸式分類;
2、重量分選,此分選主要通過電子稱量的方法進行分類;
3、外觀品質分選,此方法主要通過光電式色澤分選和計算機處理分選,通過計算水果的顏色和灰度等數據對水果的外觀一致性進行分類;
4、內部品質分選,此類分選主要判斷水果的糖度、酸度。以往,內部品質分選主要依靠破壞性檢驗方法,例如使用甜度計,近年來,通過光譜進行無損檢測逐漸成為主流趨勢。針對這一趨勢,近紅外傅里葉光譜儀已經不適用這種水果的品質分選,新型的微型光纖光譜儀憑借體積小、便攜、快速、穩定性好的特點在工業在線光譜分析中獲得了推廣和普及,尤其適合水果的品質分選管理環節。
基于微型光纖光譜儀的水果分選機一般由兩部分組成,一個是發射的光源,一個是用來檢測的光譜儀。一般在檢測中會采用高功率的鹵鎢燈,提供近紅外段寬光譜的能量,由于光源的高功率也就能提升了檢測時穿透水果果皮的能力,在水果另一側的光譜儀才能夠獲得更多更強的信號,提高信息的準確性。在水果分選過程中,水果數量巨大,微型光纖光譜儀檢測的高效性正好滿足了水果分選機的工作特點。
光纖光譜儀水果分選基本原理
近紅外(NIR),譜區介于可見光(VIS)和中紅外(MIR)之間,波長范圍為 780–2500 nm,其頻率為13000 – 4000cm-1,該譜區覆蓋了含氫基團(O-H、N-H、C-H)振動的倍頻與合頻特征信息。含氫基團振動模型的倍頻和合頻會導致吸收重疊,致使NIR光譜對農產品而言,一般有較寬的波峰。 通常一張NIR光譜上的各個波峰同時有幾種組分的信息,運用近紅外光譜分析農產的質量時,需通過獲取農產品(如谷物、水果等)反射的NIR光譜數據與成分含量已知的樣品的光譜數據進行對比建立數據模型。
光纖光譜儀水果分選測試方法
NIR應用于農產品檢測時,可采用漫反射或漫透射兩種檢測方式。在檢測過程中,漫透射方式需求大功率的光源,測量過程中,被測水果會在短時間內被照射;此外,漫透射方式對于被測水果的要求被測水果大小規格較為一致。漫反射方式對于光源功率要求不像漫透射方式中那么高,對于被測水果大小也沒有很嚴格的限制,但受測量面積的限制。可根據不同的客戶實際使用需求,提供上述兩種測量方式的解決方案。
光纖光譜儀水果在線分選現場
運用奧譜天成光纖光譜儀ATP8000,可快速獲得水果光譜。通過對特定波段光譜進行分析,可實現水果品質分選,ATP8000系列光譜儀體積小,檢測速度快,非常適合工業在線水果篩選檢測的應用。