近红外光谱技术历经近四十年的发展,目前已经在多类水果内部品质检测上实现了应用,针对传统电子称重式水果分选装置只能对水果进行外部品质分选,无法满足当前人们对水果内部品质分级需求,而专业性水果内部品质分选装置造价高,不利于推广,为降低水果内部品质分选装置生产成本,开发传统电子称重式水果分选装置改造平台,对电子称重式分选装置内部结构进行改造,增加糖度分选模块,实现水果重量、品质同时在线分选。本文以脐橙和水蜜桃为实验对象,对比分析糖度分选模块中两种不同一体化光纤探头的抗杂散光的能力,优化糖度分选模块中近红外漫反射光谱一体化光纤探头的结构参数,同时还探索水果有无果核、尺寸效应等水果物性因素对糖度分选模块下的水果内部品质分选模型检测精度的影响,建立最优的脐橙、水蜜桃糖度分选模型。其主要研究结果及结论如下:(1)探讨两种不同结构的近红外光谱光源发射接收一体化漫反射检测探头对糖度分选模块水果内部品质分选模型精度的影响,对比分析了两种不同的一体化检测探头的结构特点,环形发射与接收的检测方式下,通过自身环形光源的结构特点,能够在样品表面形成一个圆形光阑,有效的避免了镜面反射光的干扰,从结构上提高一体化光纤探头抗杂散光的能力,而多点发射与接收的检测方式的抗杂散光能力相对较弱,对比其他漫反射检测方式,多点发射与接收的漫反射检测抗杂散光的能力仍得到了加强。对比分析基于一体化光纤探头的糖度分选模块检测平台和漫透射式水果内部品质分选装置的结构特点,简单描述了建立数学模型的方法、数据分析方法以及光谱预处理方法。环形发射与接收和多点反射与接收两种不同的漫反射式一体化光纤探头通过实验搭建在不同的检测平台上,用于不同种类的水果内部品质快速检测,为传统电子称重式水果品质检测装置增加糖度分选模块的改造提供理论基础和参考。(2)以赣南脐橙为研究对象,探讨糖度分选模块中两种不同的一体化光纤探头对柑橘类水果分选模型精度的影响,采用自行搭建的糖度分选模块,分别采集环形发射与接收和多点发射与接收两种一体化光纤探头下的脐橙近红外漫反射光谱,在保留脐橙样品光谱有效信息的基础上,对脐橙样品光谱进行预处理方法对比分析,预处理方法包括多元散射校正(MSC)、基线校正(Baseline)、一阶导数(1st Derivative)和二阶导数(2st Derivative)、平滑(Smoothing)预处理方法。最终建立了环形发射与接收和多点发射与接收两种不同检测方式下的偏最小二乘回归糖度模型进行对比和分析,实验结果表明,环形发射与接收漫反射检测光纤的稳定性和模型预测能力都要优于多点发射与接收漫反射检测光纤,并验证了传统外部品质分选机的糖度动态在线改造是可行的。其中环形发射与接收的检测方式下脐橙糖度预测模型相关系数达到0.81,预测集的均方根误差为0.46°Brix。(3)以水蜜桃为研究对象,探讨糖度分选模块中两种不同的一体化光纤探头对核桃类水果分选模型精度的影响,采用自行搭建的糖度分选模块,分别采集两种不同的一体化光纤探头的水蜜桃近红外漫反射光谱,实验结果表明,在水蜜桃的糖度模型中,多点发射与接收漫反射检测光纤的稳定性和模型预测能力都要优于环形发射与接收漫反射检测光纤,对比脐橙的糖度预测模型发现,水蜜桃的糖度预测模型要比脐橙的糖度预测模型稳健性高,多点发射与接收的漫反射检测方式下的预测模型稳健性要比环形发射与接收的检测方式要高,模型的预测集相关系数达到0.92,预测集的均方根误差为0.32°Brix。(4)以脐橙为研究对象,主要探究了样品尺寸差异对脐橙漫透射及漫反射在线无损检测精度的影响。分析了脐橙的尺寸效应在漫透射和漫反射装置上的不同影响;对比分析了三种不同检测方式下的脐橙水果近红外光谱特性,分别建立了三种检测方式下的大果、小果、混合果、经MSC预处理后的混合果糖度PLS模型和尺寸PLS预测模型,其中小果的糖度PLS模型预测效果均最佳,在漫透射糖度预测模型中,经MSC预处理后,混合果预测模型精度有所提高,预测模型稳健性要优于小果,模型的预测相关系数为0.84,预测的均方根误差为0.64°Brix;在不同检测方式下的尺寸预测模型中,漫透射检测方式要比两种漫反射检测方式的尺寸模型预测精度低,最后通过尺寸模型对糖度模型进行校正处理,校正后模型精度没有明显提升,因此,在漫反射检测方式下,先采用尺寸模型进行尺寸进行分选,然后再使用糖度模型进行糖度分选,最终实现不同检测方式下不同尺寸脐橙的同时在线分选。实验结果表明:传统电子称重式水果分选装置改造平台搭载近红外漫反射光谱一体化光纤探头可以较好的实现水果重量、内部品质同时在线分选,为水果品质分选设备制造业节约了成本。