基于红外光谱的梨糖度无损检测系统设计

罗亚琼 于国龙 李怀旭 吴恋

摘 要：为了提升梨在采摘期的品质，文章设计了基于红外光谱的梨糖度无损检测系统，该系统光电探测器采集红外光照射样品梨所产生的漫反射光信号，并将其转换成相应电压值，然后，通过最小二乘法来建立其电压值与梨糖度的相关模型，再与单片机技术结合，就可以实现对梨糖度的无损检测。

关键词：红外光谱;梨糖度;无损检测;单片机

0 引言

随着人们生活水平的日益提高，消费者在购买水果时，人们不仅注重水果的形状、大小，还十分关注水果的糖度品质。对于广大果农来说，提高水果的糖度品质便是提高水果品质的关键，也是促进销售量的关键。因此果农们便需要对水果的糖度进行检测，以便能够在合适的时机将水果摘下，使其糖度品质得到保证。但传统检测糖度的方式是通过化学试剂进行检测，该检测方式不仅效率低，而且还会对水果造成损坏[1-3]。本文针对以上问题，以梨作为检测样品，设计了基于红外光谱的梨糖度无损检测系统。

1 系统功能设计

本系统主要分为光信号采集模块、光信号处理模块、单片机控制模块以及显示模块[4-5]。光信号采集模块主要是利用光电探测器采集红外光照射样品梨所产生的漫反射光信号，采集到的光信号经过光信号处理模块便可转换为相应的电信号，再对转换后的电信号进行放大、滤波及整流操作，从而便可得到可用的电信号;然后，调用单片机内部的程序进行相应的计算，便可得到相应的糖度值，并将得到的糖度值显示在显示器上。系统结构如图1所示。

2 数据模型的建立

本文利用最小二乘法建立了所获取的电压值X与所求糖度值Y的相关模型[6-7]。

3 结语

本文介绍了基于红外光谱的梨糖度无损检测系统，通過对其功能的概述以及各模块的介绍，提出了基于红外光谱的梨糖度无损检测系统的设计及实现方法，实现了对梨糖度的便捷检测，不仅使我国梨的糖度品质得到了保障，还可以增加广大果农的收入。

[参考文献]

[1]张绍铃，谢智华.我国梨产业发展现状、趋势、存在问题与对策建议[J].果树学报，2019（8）：1067-1072.

[2]滕葳，柳琪，祁国栋，等.我国梨品种资源分布与梨果品质现状[J].农牧产品开发，1996（12）：37-38.

[3]陈道源.基于近红外技术苹果糖度检测方法的研究与应用[D].哈尔滨：黑龙江大学，2018.

[4]王蒙，冯晓元.梨果实近红外光谱无损检测技术研究进展[J].食品安全质量检测学报，2014（3）：681-690.

[5]刘燕德.水果糖度和酸度的近红外光谱无损检测研究[D].杭州：浙江大学，2006.

[6]张猛.基于红外光谱的苹果糖度检测设计与实现[D].哈尔滨：黑龙江大学，2017.

[7]张猛，张昕明，高铭萱，等.基于红外光谱的苹果糖度无损检测系统[J].电子技术与软件工程，2017（5）：126.

（编辑 姚 鑫）