近红外光谱仪无损检测水果内部品质光特性_新闻中心

一、原理基础：

1. 分子振动信息：近红外光谱属于分子振动光谱的倍频和主频吸收光谱，主要是由于分子振动的非谐振性使分子振动从基态向高能级跃迁时产生的。水果内部的各种有机分子，如糖类、有机酸、水分等含氢基团（X-H，X=C、N、O）对近红外光存在特定的振动吸收。不同的分子结构和组成会导致对近红外光的吸收波长和强度不同，通过检测这些吸收信息可以反推水果内部的品质成分。

2. 光与水果组织的相互作用：近红外光照射到水果上时，会发生反射、透射、散射等多种光学现象。其中，一部分光被水果表面反射回来，一部分光穿透水果组织后被吸收或散射，还有一部分光则透射过水果。这些透射或散射出来的光携带着水果内部的结构和成分信息，近红外光谱仪可以收集这些光并分析其光谱特征，从而获取水果内部品质的相关信息。

二、具体的光特性检测方法及应用：

（一）、反射光谱法：

1. 原理：将检测器和光源置于样品的同一侧，检测器检测样品以各种方式反射回来的光。水果对光的反射分为规则反射（镜面反射）与漫反射。在规则反射测量中，主要获取的是水果表面的光学信息，以及部分经过表面后进入浅层内部再反射回来的光信息。

2. 应用优势：光谱信息相对较易获取，且反射率较高，在一定程度上能够反映水果的表面特征和部分内部信息，可用于水果生产检测分级线上，对水果的外观品质和一些浅层内部品质进行初步判断，比如检测水果表面的平整度、色泽均匀度等，这些特征与水果的内部品质可能存在一定的相关性。

3. 局限性：测量用的校正模型易受水果表面特性影响而变化，比如水果的表面粗糙度、形状等因素会影响反射光的强度和方向，从而对检测结果产生干扰。因此，对于不同类型的水果，需要根据其具体特性调整测量模型。

（二）、漫反射光谱法：

1. 原理：光投射到水果后，在水果表面或内部发生方向不确定的反射。这种测量方式介于反射与透射之间，所接收的光谱信息既包含了水果表面的散射光，也包含了经过内部组织散射后返回的光。

2. 应用优势：由于接受的光谱信息能够较多地反映水果内部组织的特性，因此是水果品质无损检测中常用的方法之一。可以用于检测水果的糖度、酸度、硬度等内部品质指标。例如，通过建立漫反射光谱与水果糖度之间的关系模型，可以快速、准确地预测水果的甜度5。

3. 局限性：在测量过程中需要将光源与探测器隔离，以避免直接照射到探测器上的光对测量结果产生影响，这在高速的水果生产分级线上较难实现，且测量系统相对较为复杂。

（三）、透射光谱法：

1. 原理：将待测水果置于光源与检测器之间，检测器检测的光是透射过水果或与水果分子相互作用后的光，这些光承载了水果的结构与组成信息。

2. 应用优势：所获取的光谱信息受水果表面特性的影响较小，能够更直接地反映水果内部组织的信息，对于一些内部品质均匀、透明度较高的水果，透射光谱法可以提供较为准确的检测结果。

3. 局限性：光透射水果的数量相对较少，需要较高能量的光源来保证足够的光强，这增加了检测系统的成本和复杂性。而且，对于一些果皮较厚、果肉较密的水果，透射光的强度可能非常弱，导致检测难度增加，不太适应水果生产分级线的需要。

三、检测水果的具体内部品质指标：

1. 糖度检测：水果中的糖是影响其甜度和口感的重要成分，近红外光谱仪可以通过检测水果对特定波长近红外光的吸收或散射特性，来建立与糖度之间的关系模型。例如，在某些波长范围内，糖分子对近红外光的吸收强度与糖度呈正相关关系，通过测量这些波长的光信号，就可以快速、无损地检测出水果的糖度15。

2. 酸度检测：水果中的有机酸含量决定了其酸度，而有机酸分子中的化学键对近红外光也有特定的吸收特性。近红外光谱仪可以利用这一点来检测水果的酸度，为水果的成熟度判断和品质分级提供依据。

3. 硬度检测：水果的硬度与内部组织结构和细胞状态密切相关。近红外光谱仪可以通过分析光在水果组织中的散射和吸收情况，来间接反映水果的硬度。一般来说，硬度较高的水果，其组织结构较为紧密，对光的散射和吸收特性与硬度较低的水果会有所不同6。

4. 内部缺陷检测：水果内部的缺陷，如空洞、腐烂、损伤等，会影响光在水果内部的传播和散射。近红外光谱仪可以检测到这些异常情况导致的光特性变化，从而实现对水果内部缺陷的检测。例如，对于内部腐烂的水果，其组织的光学性质会发生改变，近红外光谱仪能够捕捉到这些变化，及时发现有问题的水果。
翱宇宸光（广州）光电科技有限公司由多位从业于光谱测试仪器的研发人员合作创立，致力于开发国际光谱分析仪器，基于特有的光机电一体化、光谱分析、云计算等技术，形成以光纤光谱仪拳头产品，多仪器测试全系列开发。

VIP

推广服务

翱宇宸光(广州)光电科技有限公司

翱宇宸光(广州)光电科技有限公司

翱宇宸光(广州)光电科技有限公司

沟通低价

产品分类