西瓜無損檢測方法PPT課件

1、第1頁/共23頁第2頁/共23頁可是怎樣才能挑到好西瓜呢？可是怎樣才能挑到好西瓜呢？ 1、觀色聽聲。瓜皮表面光滑、花紋清晰、紋路明顯、底面發(fā)黃的，是熟瓜；表面有茸毛、光澤暗淡、花斑和紋路不清的，是不熟的瓜；用手指彈瓜聽到“嘭嘭”聲的，是熟瓜；聽到“當(dāng)當(dāng)”聲的，還沒有熟，聽到“噗噗”聲的，是過熟的瓜。 2、看瓜柄。綠色的，是熟瓜； 3、看頭尾。兩端勻稱，臍部和瓜蒂凹陷較深、四周飽滿的是好瓜； 4、比彈性。瓜皮較薄，用手指壓易碎的，是熟瓜； 5、用手掂。有空飄感的，是熟瓜 6、試比重。投入水中向上浮的，是熟瓜； 7、看大小。同一品種中，大比小好。 8、觀形狀。瓜體整齊勻稱的，生長正常，質(zhì)量好；第3

2、頁/共23頁可是絕大多數(shù)消費(fèi)者不能準(zhǔn)確地挑選成熟度適當(dāng)?shù)奈鞴?，甚至連瓜農(nóng)在采摘時(shí)也會誤摘生瓜！ 那么有木有更加客觀的辦法呢？第4頁/共23頁一、有損檢測原理： 西瓜成熟度的根本是果蔬糖度、酸度、果肉軟硬程度等內(nèi)部品質(zhì)指標(biāo)。而有損檢測的最大特點(diǎn)就是要打開西瓜才能驗(yàn)明正身方法：糖度計(jì)等檢測第5頁/共23頁無損檢測 NDT （Non-destructive testing），就是利用聲、光、磁和電等特性，在不損害或不影響被檢對象（西瓜）使用性能的前提下，檢測被檢對象中是否存在缺陷或不均勻性，給出缺陷的大小、位置、性質(zhì)和數(shù)量等信息，進(jìn)而判定被檢對象所處技術(shù)狀態(tài)（品質(zhì)等）的所有技術(shù)手段的總稱。第6頁/共

3、23頁應(yīng)用方法 利用西瓜的電學(xué)特性 利用西瓜的光學(xué)特性 利用西瓜的聲波振動特性 利用核磁共振技術(shù) 利用機(jī)器視覺技術(shù) 利用電子鼻技術(shù) 利用撞擊技術(shù) 利用X射線 利用其他方法第7頁/共23頁利用西瓜的電學(xué)特性 國外：Nelson (19801983)、日本學(xué)者加藤宏朗(1988) 1等研究表明：果蔬的一些介電參數(shù)與其內(nèi)部品質(zhì)有一定的相關(guān)性, , 且介電參數(shù)的測量結(jié)果與所選擇的測試頻率有密切關(guān)系； 國內(nèi)：尚處于起步階段,張立彬進(jìn)行過蘋果、梨的電學(xué)特性與新鮮度的關(guān)系的研究,結(jié)果表明, 水果的電學(xué)特性參數(shù)與水果品質(zhì)密切相關(guān), ,為實(shí)現(xiàn)水果在線無損品質(zhì)檢測和自動分級奠定了理論基礎(chǔ)。 現(xiàn)狀：目前, 這方面的

4、技術(shù)研究還不甚成熟, 尚未真正 投入生產(chǎn)應(yīng)用, 在國內(nèi)也正處于研究的起步階段, 因此想用來檢測西瓜成熟度還路漫漫其修遠(yuǎn)兮第8頁/共23頁利用西瓜的光學(xué)特性 由于西瓜的內(nèi)部成分及外部特性不同, 在不同波長的射線照射下, 會有不同的吸收或反射特性, 且吸收量與西瓜的組成成分、波長及照射路徑有關(guān)。主要有規(guī)則反射光法、漫反射光法和透射光法。現(xiàn)狀：目前這種方法是無損檢測與分揀技術(shù)中最實(shí)用的和最成功的技術(shù)之一, 具有適應(yīng)性強(qiáng)、檢測靈敏度高、對人體無害、使用靈活、設(shè)備輕巧、成本低和易實(shí)現(xiàn)自動化等優(yōu)點(diǎn), 目前國外已逐步進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段。國內(nèi)可參考應(yīng)義斌, 劉燕德等(2003) 3介紹了水果內(nèi)部品質(zhì)光學(xué)特性檢測

5、原理、檢測系統(tǒng)組成以及國內(nèi)外最新研究進(jìn)展和應(yīng)用前景的論文。 其中，近紅外光譜在農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測及分級領(lǐng)域的應(yīng)用2已經(jīng)取得很大進(jìn)展，主要集中于糧食、水果等原料分級、成熟度、新鮮度、含水量、含糖量等指標(biāo)的測定。第9頁/共23頁利用果蔬產(chǎn)品的聲波振動特性 聲學(xué)特性檢測是利用樣品在聲波作用下的反射特性、散射特性、透射特性、吸收特性、衰減系數(shù)和聲波傳播速度及本身聲阻抗、固有頻率等的變化與農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)部組織變化信息間的關(guān)系來反映聲波與樣品相互作用的基本規(guī)律，并據(jù)此做定量分析4。 很多學(xué)者就對果蔬產(chǎn)品的聲波振動特性進(jìn)行過深入研究, 他們把堅(jiān)硬系數(shù)f 2m 23 (f 和m 分別各自代表第二共鳴頻率和果蔬的質(zhì)量)

6、567作為果蔬產(chǎn)品硬度品質(zhì)的獨(dú)立指標(biāo)。第10頁/共23頁利用核磁共振技術(shù) 果蔬在成熟過程中，水、油和糖的氫質(zhì)子的遷移率會隨其含量的變化而變化。另外，水、油、糖的濃度和遷移率還與其他一些因素( 如機(jī)械破損、組織衰竭、腐爛、蟲害以及霜凍損害等)有關(guān)8。 基于以上特點(diǎn)，核磁共振可用于檢測西瓜的壓傷、蟲 害、成熟度等。第11頁/共23頁利用機(jī)器視覺技術(shù)機(jī)器視覺技術(shù)于農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用研究, 始于20 世紀(jì)70 年代末期, 主要進(jìn)行的是植物種類的鑒別、農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測和分級。隨著圖像處理技術(shù)的迅猛發(fā)展和計(jì)算機(jī)軟硬件的日益提高, 機(jī)器視覺系統(tǒng)在果蔬品質(zhì)自動檢測和分級領(lǐng)域的應(yīng)用已得到了較大的發(fā)展, 并促進(jìn)了新的算法

7、和硬件體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展, 以便于將該技術(shù)應(yīng)用于水果和蔬菜內(nèi)部品質(zhì)的自動分選系統(tǒng)。第12頁/共23頁利用電子鼻技術(shù) 對很多水果和蔬菜來說, 芳香是一種重要的品質(zhì)屬性。目前, 電鼻子仍然是測量食品和農(nóng)產(chǎn)品氣味和芳香的最好的檢測器10。 用來判斷水果成熟度的一種商業(yè)芬芳傳感器于1990 年在日本就投入市場。第13頁/共23頁利用撞擊技術(shù)一個(gè)彈性球體撞擊一個(gè)剛性表面的反作用力與撞擊的速率、質(zhì)量、曲率半徑、彈性系數(shù)和球體的泊松比等有關(guān)。研究者發(fā)現(xiàn)水果對剛性表面的撞擊基本上能用彈性球體進(jìn)行模擬, 水果的硬度對撞擊的反作用力有直接的影響。但目前, 這種方法在國內(nèi)有關(guān)這方面的研究報(bào)道比較少, 且由于此方法本身存

8、在導(dǎo)致水果損傷的可能性缺陷, 必須要求有較高的傳感器系統(tǒng)。第14頁/共23頁利用X射線X 射線具有穿透能力、衍射作用和激發(fā)熒光的特性，其無損檢測原理主要是基于其穿透能力的性質(zhì)。由于檢測對象內(nèi)部存在的缺陷或者異物會引起穿透射線強(qiáng)度的變化，通過檢測穿透后的射線強(qiáng)度，按照一定方法轉(zhuǎn)化成圖像，并進(jìn)行分析以達(dá)到無損檢測的目的。第15頁/共23頁其他方法除此之外, 還常利用密度、硬度、強(qiáng)制變形及生物傳感器等技術(shù)方法對果蔬進(jìn)行無損檢測與分選。第16頁/共23頁各種方法的評價(jià)與展望對于各種無損檢測方法, 它們各有自己的優(yōu)缺點(diǎn)。光學(xué)檢測中利用紅外光照射和紅外反射所得的圖像進(jìn)行分析,來檢測西瓜產(chǎn)品是否有損傷, 但

9、只能對西瓜表面的損傷進(jìn)行較好的檢測; 力學(xué)檢驗(yàn)中撞擊技術(shù)則容易對西瓜造成新的損傷; 電學(xué)檢測尚在研究；核磁共振檢測、電子鼻檢測其實(shí)驗(yàn)儀器成本較高；聲學(xué)特性則是實(shí)現(xiàn)硬度自動檢測的有效方法;機(jī)器視覺技術(shù)的應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)西瓜產(chǎn)品品質(zhì)自動識別和分級的最有效的方法。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動化控制技術(shù)等的發(fā)展，各種檢測技術(shù)的綜合，西瓜的檢測將會越來越簡單、快速、智能。第17頁/共23頁各種檢測儀器糖度計(jì)手持?jǐn)?shù)顯糖度計(jì)第18頁/共23頁多功能水果無損檢測分析儀（光電）小植物磁共振成像儀第19頁/共23頁但現(xiàn)在市場最多的是基于紅外反射的檢測儀第20頁/共23頁參考文獻(xiàn)1張立彬.果蔬產(chǎn)品品質(zhì)無損檢測技術(shù)的研究進(jìn)展.農(nóng)業(yè)

10、工程學(xué)報(bào).Vo l. 21No. 42韓東海,王加華.水果內(nèi)部品質(zhì)近紅外光譜無損檢測研究進(jìn)展.中國激光.2008年08期 3應(yīng)義斌,劉燕德.水果內(nèi)部品質(zhì)光特性無損檢測研究及應(yīng)用.浙江大學(xué)學(xué)報(bào).125-129 2003.4李靜,操慶國.無損檢測技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢驗(yàn)中的應(yīng)用.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào).1001-8972.2010.21.032.5於鋒.西瓜成熟度的非生物學(xué)信息研究及檢測儀器開發(fā).6王書茂,焦群英.西瓜成熟度無損檢驗(yàn)的沖擊振動方法.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào).Vo l. 15No. 37沈蓉爾,韓玉杰,吳剛.基于MEMS 與單片機(jī)的西瓜成熟度無損檢測系統(tǒng)的研究.機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新.Vol23,No1,Jan,2010.8 王俊,海錚,吳峰華.核磁共振技術(shù)在水