基于特征LED光源的苹果多品质参数无损检测装置研究

• 作者: 任小林 全朋坤 张海辉 张猛胜 田世杰 赵娟
• 来源期刊: 农业机械学报
• 学科: 农学
• 关键词: 苹果 多品质参数 无损检测装置 特征波长 窄带LED光源
• 年，卷（期）: 2019,（4）
• 所属期刊栏目: 农产品加工工程
• 页码范围: 326-332
• 页数: 7页
• 分类号: S237|S379.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2019.04.037

摘要

为了实现对优质果品的快速无损筛选,设计了便携式苹果多品质一体化无损检测装置.利用可见/近红外光谱检测平台,获取苹果样本的漫反射光谱信息,采用随机蛙跳算法提取了可溶性固形物含量、可滴定酸含量和果肉硬度的特征波长,优选出3个参数的10个共享特征波长.在此基础上,采用特征窄带LED光源与光电二极管相结合的检测方式,设计了漫反射检测光路、窄带LED环形光源、检测探头及控制电路等硬件系统.选取144个苹果样本,通过检测装置获取漫反射特征电压强度,由传感器感光系数计算出对应的光强,建立了苹果可溶性固形物含量、可滴定酸含量和果肉硬度的多元线性回归模型,预测集相关系数分别为0.812 9、0.807 3和0.773 6,均方根误差为0.603 6°Brix、0.063 6％和1.7325 N.基于QT和Python3开发工具,采用Python语言开发了装置的实时控制与分析软件,植入苹果多品质参数预测模型,实现了多品质参数的同时检测与分析.为测试该装置的检测精度和稳定性,另选取46个样本,每个样本重复检测8次,预测苹果可溶性固形物含量、可滴定酸含量和果肉硬度的相关系数分别为0.809 6、0.796 2和0.758 9,均方根误差0.697 3°Brix、0.070 3％和1.832 3 N,装置重复采样最大变异系数分别为0.010 6、0.011 6和0.006 2.结果 表明:基于多特征窄带LED光源研发的低成本、便携式无损检测装置可实现对苹果多品质参数的实时无损检测,可满足农户田间生产及电商销售优质果筛选要求.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张海辉		50	835	15.0	28.0
2	赵娟		24	218	8.0	14.0
3	任小林		135	2270	28.0	41.0
4	全朋坤		2	3	1.0	1.0
5	张猛胜		1	0	0.0	0.0
6	田世杰		1	0	0.0	0.0