阵列式多光谱透反射型瓜果果肉品质在线检测技术研究

2021-06-23何光宇李孟丽张玉华许荣华

农业装备技术 2021年3期

李爽，缪宏，何光宇，李孟丽，张玉华，许荣华

（1.扬州大学机械工程学院；2.扬州市三江农业科技发展有限公司；3.扬州福尔喜果蔬汁机械有限公司，江苏扬州225000）

1 绪论

瓜果分级技术能够保证瓜果的质量,提高消费者的满意度,增强瓜果产业的竞争力和利润水平。瓜果分级指标包括外部品质和内部品质两个方面，其中外部品质的主要分级指标是瓜果的果形、大小、色泽、表面质量和颜色等，其中瓜果的表面质量可以通过表面光洁度、表面缺陷(斑点、污点、烂坏)、损伤来描述；内部品质则是指糖度、硬度、酸度、可溶性固形物等指标。瓜果已经发展成为我国最典型的高效特色农业产业之一，瓜果产业的发展具有重要的经济、社会和生态效益。然而，大部分瓜果往往未经检测分选或仅经过简单的粗加工即进入消费市场，包装不标准、质量不稳定、农产品的增值程度低，大大降低了市场的竞争力。

本文针对瓜果类无损检测分选的社会需求，研究不同瓜果糖度的特征光谱波段，通过选择和优化果实果肉糖度对应的特征光谱波段，提出阵列式的多光谱透反射型瓜果内部品质在线检测技术，研发阵列式的多光谱透反射型在线检测系统。

2 研究方法与检测原理

研究不同瓜果糖度的特征光谱波段，通过选择和优化果实果肉糖度对应的特征光谱波段，提出阵列式的多光谱透反射型瓜果内部品质在线检测技术，研发阵列式的多光谱透反射型在线检测系统，通过选择和优化瓜果果肉糖度对应的特征光谱波段，建立基于支持向量数据域描述的隶属度函数，利用该隶属度函数预测瓜果样本所对应级别的预测隶属度，瓜果果肉在线检测流程如图1（b）所示；研发阵列式的多光谱透反射型在线检测装置如图1（a）所示，设计二组阵列式光纤探头，由每个探头接受一个特征波段的光谱信息，基于不同波段的漫反射近红外光谱检测果肉糖度，利用不同波段透射的近红外光谱进行果心检测，依据支持向量机模型的分级规则对各个瓜果样本进行分级并判断品质分级的正确率，从而有效提高光谱检测速度。实验结果表明，研发的阵列式多光谱透反射型瓜果内部品质在线检测系统可满足一次同时采集多波段的瓜果透反射光谱信息的需求，实现对瓜果糖度的在线快速准确检测，糖度检测正确率90%以上。