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随着我国水果产量在世界上的地位不断增强,水果品质检测对提高口味和营养成分质量、提高水果产品的市场价值和竞争力以及农民收入有重要意义。目前国内外是利用在线近红外水果糖度无损检测装置对水果糖度进行检测,虽然具有检测速度快和检测精度高的优点,但由于不方便携带和价格昂贵,限制了其在水果采收期预测和现场抽检等方面的进一步应用。本研究以赣南脐橙和苹果作为研究对象,以水果的糖度作为研究指标,分别对自行研制的便携式近红外无损检测装置的仪器性能、有效光源选择及光谱数据预处理方法和便携式近红外无损检测用数学模型建立等方面进行了实验研究,主要完成的研究内容和主要成果有:(1)水果糖度便携式检测的微型光谱仪选择对比实验研究:论文通过海洋公司生产的QE65000、USB4000和NIRQuest三款可见/近红外微型光谱仪进行实验对比。以75个赣南脐橙样品进行光谱采集并建立全谱波段的数学模型,研究结果表明USB4000建模结果较为理想。模型结果为:校正相关系数(rc)=0.80,校正标准误差(RMSEC)=0.76;预测相关系数(r_p)=0.77,预测标准误差(RMSEP)=0.83。(2)水果糖度便携式检测的光源选择和放置实验研究:设计并搭建了分别以LED和卤素灯为光源的检测探头,分别对水果的糖度建立校正模型并进行了模型的精度验证。结果表明基于卤素灯为光源的检测装置建模效果最好,结果为:rc=0.97,RMSEC=0.32;r_p=0.81, RMSEP=0.76。在以卤素灯为光源的检测装置中,光源分布与探头间的夹角会直接影响光谱的强度。本实验分别设定两者间的夹角为0、30、90、135、和180度进行光谱采集并建模。结果显示30度下模型效果比较满意,结果为:rc=0.89,RMSEC=0.54;r_p=0.70,RMSEP=0.89。同时本实验还对水果进行了角度交叉建模,即用一个角度建立的模型预测另一个角度下的模型,研究结果表明角度与角度之前并没有明显的影响。在基于外界光对探头的影响实验中,实验对探头装置实现光纤探头密封、探头密封、光纤探头与探头密封和探头无密封4种密封方式。结果发现基于探头密封结果比较好,检测结果为:rc=0.93,RMSEC=0.45;r_p=0.75,RMSEP=0.89。同时本实验对探头中的光源和光纤探头的各种摆放位置分别进行建模,结果表明当发光源对准苹果果底,光纤探头对准赤道部位时,建模结果最好。检测结果为:rc=0.90,RMSEC=0.53;r_p=0.75,RMSEP=0.82。(3)论文探讨了不同预处理方法和建模算法对赣南脐橙糖度检测精度的影响。实验中分别采集了60个赣南脐橙样品的能量谱和吸收光谱,并采用多元散射校正(MSC)、一阶微分(1st D)、二阶微分(2st D)、一阶微分加MSC和二阶微分加MSC5种预处理方法对谱图进行处理。结果表明样品能量谱经MSC预处理后建模效果最好,结果为:rc=0.91,RMSEC=0.49;r_p=0.85,RMSEP=0.64。(4)分别采用MLR和PLS建模算法对水果的能量谱进行不同波段范围光谱建模。实验结果表明,基于波段范围在557.97-849.27nm所建的PLS的数学模型预测精度最高,结果为:rc=0.91,RMSEC=0.49;r_p=0.85,RMSEP=0.64。