發(fā)布時(shí)間：2020-11-19 01:15

　　 中國作為鮮棗的原產(chǎn)國,鮮棗產(chǎn)量居世界之首,然而出口比例卻非常低,究其原因主要是由于我國鮮棗在線檢測技術(shù)比較落后,鮮棗商品化水平低。鮮棗品質(zhì)檢測分選是促進(jìn)鮮棗增值、提高鮮棗產(chǎn)業(yè)利潤的主要方法之一,通過鮮棗品質(zhì)檢測分選能夠推動(dòng)鮮棗的商品化與品牌化發(fā)展,因而,實(shí)現(xiàn)鮮棗內(nèi)外部品質(zhì)的檢測分選是非常必要的。目前,國內(nèi)外對鮮棗品質(zhì)在線無損檢測分選的研究報(bào)道還較少,相關(guān)的無損檢測技術(shù)和分選方法還不夠成熟,國內(nèi)還沒有鮮棗內(nèi)外部品質(zhì)在線無損檢測設(shè)備,而少數(shù)國外水果品質(zhì)在線檢測分選裝備由于其昂貴的價(jià)格,不能夠大范圍普及應(yīng)用。本研究以冬棗為研究對象,以可溶性固形物和輕微損傷為鮮棗內(nèi)外部品質(zhì)的研究指標(biāo),設(shè)計(jì)出鮮棗品質(zhì)的在線光譜無損檢測分選裝置；利用近紅外光譜分析技術(shù),結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)方法建立了鮮棗內(nèi)部品質(zhì)預(yù)測模型和外部損傷判別模型,并對所建模型進(jìn)行精確度和穩(wěn)定性的分析比較,優(yōu)選出最佳建模方法,最后通過在線檢測裝置驗(yàn)證該方案的可行性和正確率。本文主要做了如下幾方面的研究：(1)鮮棗品質(zhì)在線光譜無損檢測分選裝置的設(shè)計(jì)和檢測控制軟件的開發(fā)。結(jié)合機(jī)械學(xué)、電子學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù),研制開發(fā)了基于近紅外光譜技術(shù)的鮮棗內(nèi)外部品質(zhì)在線無損檢測與分選系統(tǒng),系統(tǒng)包括機(jī)電控制部分、數(shù)據(jù)采集部分、數(shù)據(jù)處理部分和分選執(zhí)行部分,并且設(shè)計(jì)開發(fā)了相應(yīng)的檢測控制軟件,實(shí)現(xiàn)鮮棗檢測分選過程中的實(shí)時(shí)控制、數(shù)據(jù)顯示和結(jié)果統(tǒng)計(jì)等功能。(2)對鮮棗內(nèi)部品質(zhì)指標(biāo)一可溶性固形物在可見／近紅外波段的特征波長提取及預(yù)測模型建立。在全光譜波段范圍內(nèi),對經(jīng)過不同預(yù)處理方法后的光譜數(shù)據(jù)建立PLS定量分析模型,確定最佳預(yù)處理方法—9點(diǎn)平滑；然后,對經(jīng)過9點(diǎn)平滑預(yù)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行RC、SPA、CARS三種方法的特征波長提��；最后,對各自提取的特征波長數(shù)據(jù)以及全波段數(shù)據(jù)分別建立PLS模型和LS-SVM模型,分析比較所建立模型精度,最終選取RC-LS-SVM法為最佳冬棗樣品SSC值預(yù)測模型,其中RC為0.9347,RMSEC為0.9928,RP為0.9176,RMSEP為1.0828。(3)對鮮棗外觀品質(zhì)指標(biāo)—輕微損傷在可見／近紅外波段的特征波長提取及預(yù)測模型建立。在全光譜波段范圍內(nèi),對經(jīng)過不同預(yù)處理方法后的光譜數(shù)據(jù)建立PLS定量分析模型,確定最佳預(yù)處理方法—9點(diǎn)平滑；然后,對經(jīng)過9點(diǎn)平滑預(yù)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行RC、SPA、CARS三種方法的特征波長提取；最后,對各自提取的特征波長數(shù)據(jù)以及全波段數(shù)據(jù)分別建立PLS模型和LS-SVM模型,分析比較所建立模型精度,最終選取RC-LS-SVM法為最佳冬棗樣品輕微損傷判別模型,判別精度達(dá)到97.50%。(4)鮮棗品質(zhì)在線光譜無損檢測分選系統(tǒng)精確度驗(yàn)證。利用本研究所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)對不同可溶性固形物含量的鮮棗樣本和輕微損傷鮮棗樣本分別進(jìn)行檢測分選,以驗(yàn)證檢測分選裝置的精確度。結(jié)果表明,本研究所設(shè)計(jì)系統(tǒng)方案具有可行性且能夠達(dá)到較高分選準(zhǔn)確率。
【學(xué)位單位】：山西農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：S665.1;S226.5
【部分圖文】：

圖１－１我國２００３年？２０１４年紅孝總產(chǎn)量??Ｆｉｇｌ－Ｉ?Ｃｈｉｎｅｓｅ?ｊｕｊｕｂｅ?０山ｐｕｔ?ｉｕ?化ｅ?ｐｅｒｉｏｄ?ｏｆ?２００３？２０１４??隨著精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的推進(jìn)，農(nóng)副產(chǎn)品的商品化已成為增加農(nóng)、促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)增長的重要趙勢。鮮麥品質(zhì)分選作為鮮麥產(chǎn)業(yè)鏈的第一環(huán)，是實(shí)商品化和提高商品質(zhì)量的重要手段和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。首先，當(dāng)娶成熟，麥林進(jìn)行大范時(shí)，如果不及時(shí)剔除鮮麥中所慘雜的損傷果，損傷果所產(chǎn)生的乙稀將會(huì)加速其自，并影響到其他正常要果的品質(zhì)，縮短巧果實(shí)的保存時(shí)間，影響鮮麥的定價(jià)，造不必要的損失。此外，采摘后的鮮麥，采用檢測分選技術(shù)將損傷果剔除后，根據(jù)各項(xiàng)品質(zhì)參數(shù)進(jìn)行分選歸類，通過檢測分選的鮮巧，可Ｗ在大小、形狀、色澤、、含糖量等方面基本保持一致，有利于商品的包裝、運(yùn)輸和儲(chǔ)藏，還能促進(jìn)紅麥化和品牌化發(fā)展，提升紅孝產(chǎn)品的附加值、增加紅娶產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，提高紅麥?zhǔn)袌龈偁幜�。因此，無論是鮮麥的直接銷售，還是作為紅要加工的原材料，鮮夢檢測分選技術(shù)對于打造我國紅娶產(chǎn)業(yè)的自主品牌、推動(dòng)我國紅麥產(chǎn)業(yè)的商品化進(jìn)重要意義Ｗ。??

圖１－２技術(shù)路線圖??Ｆｉｇ?１－２?Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?民ｏｕｔｅ??１．５本章小結(jié)??本章作為緒論部分，對本論文的研究背景與意義、在線無損檢測技術(shù)、近紅外光譜??檢測技術(shù)、研究內(nèi)容進(jìn)行了簡單地介紹。首先，在＂研究背景與意義＂部分，對我國紅??麥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了說明，指出了在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型的大背景下，鮮麥品??質(zhì)分選作為紅巧產(chǎn)業(yè)的首要環(huán)節(jié)對于提高農(nóng)副產(chǎn)品的附加值，打造傳統(tǒng)水果的品牌效益??具有重要意義；其次，在＂在線無損檢測技術(shù)概述＂部分，從多個(gè)方面入手，對目前常??用的水果實(shí)時(shí)檢測和分選技術(shù)做了介紹，同時(shí)指出了各種技術(shù)的優(yōu)勢和弊端。此后，在??介紹無損檢測技術(shù)的基礎(chǔ)上，在＂近紅外光譜檢測技術(shù)＂部分對國內(nèi)外基于近紅外分析??方法實(shí)現(xiàn)水果理化指標(biāo)檢測和分選的進(jìn)展做出了綜述。最后，在＂研究內(nèi)容＂部分，分??別闡述了該論文的研究目標(biāo)、研究內(nèi)容與技術(shù)路線。??－１０－??

本研究中近紅外光譜數(shù)據(jù)采集儀器為美國ＡＳＤ公司設(shè)計(jì)的ＡＳＤ巧ｅｌｄｓｐｅｃ?３型波譜??儀Ｗ及相應(yīng)的配套設(shè)備（反射探頭、光纖、光源和安裝有配套軟件的計(jì)算機(jī)等），外觀??如圖２－１所示。該光譜儀波長檢測范圍為３５０－２５００ｎｍ，具有較高的光譜分辨率，能夠??實(shí)時(shí)查看光譜反射曲線，同時(shí)還具有可重復(fù)性強(qiáng)、可靠性和信噪比高的優(yōu)點(diǎn)，而且儀器??的功耗很小，可連續(xù)工作９小時(shí)Ｗ上。??春??４?巧！??圖２－１?Ａ犯Ｆｉｅｌｄｓｐｅｃ?３型波譜儀??Ｆｉｇ２－１?ＡＳＤ?Ｆｉｅｌｄｓｐｅｃ?ｔｙｐｅ?３?ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ??２丄２可溶性固形物（Ｓｏ山ｂｌｅ?ｓｏｌｉｄｓ?ｃｏｎｔｅｎｔ，ＳＳＣ）含量檢測設(shè)備??本研究中鮮安樣本的ＳＳＣ指標(biāo)檢測設(shè)備為ＰＲ－１０１型數(shù)顯折射計(jì)，如圖２－２所示。??該折射計(jì)被廣泛應(yīng)用于果汁、食物等材料的糖度測量中，其測量范圍為０．０－４５．０?ＯＢｒｉｘ，??測量精度為±化１，其理想工作環(huán)境為５－４０’Ｃ，并能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)溫度補(bǔ)償，因此能夠滿足我??們對鮮麥糖度指標(biāo)的測量要求。同時(shí)該折射儀具有數(shù)字顯示功能，可Ｗ方便的讀出糖度??數(shù)值。??－１１?－??
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本文編號：2889482