农产品无损检测方法介绍教学文稿.ppt

《农产品无损检测方法介绍教学文稿.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《农产品无损检测方法介绍教学文稿.ppt（22页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、农产品无损检测方法介绍Contents目目录录近红外光谱分析技术近红外光谱分析技术电子鼻技术电子鼻技术机器视觉技术机器视觉技术核磁共振和声震动技术核磁共振和声震动技术4123近红外光谱分析技术的特点近红外光谱分析技术的特点与与传统的的检测方法相比，近方法相比，近红外光外光谱法可以不法可以不经过样品分离品分离,直接由近直接由近红外光外光谱测定出其中的多种成分定出其中的多种成分含量含量,省去了化学分析方法中的称量、省去了化学分析方法中的称量、定容等繁定容等繁琐步步骤,具有速度快、效率高、成本低、重具有速度快、效率高、成本低、重现性好、方便性好、方便等特点等特点。可以同可以同时测定同一定同一样品的多

2、个不同品的多个不同组分含量分含量,而水而水果的果的许多品多品质指指标，如，如农药残留，糖度、酸度、残留，糖度、酸度、坚实度，以及蔬菜的病度，以及蔬菜的病变、维生素等物生素等物质含量，恰恰需要含量，恰恰需要无无损检测因此近几年来因此近几年来,利用近利用近红外光外光谱分析技分析技术进行果品品行果品品质的研究正在形成一个新的的研究正在形成一个新的热点研究点研究领域。域。电子鼻技术电子鼻技术电子鼻的工作原理子鼻的工作原理电子鼻子鼻识别的主要机理是在的主要机理是在阵列中的每个列中的每个传感器感器对被被测气体都有不同的灵敏度，例如，一号气体可在某气体都有不同的灵敏度，例如，一号气体可在某个个传感器上感器上

3、产生高响生高响应，而，而对其他其他传感器感器则是低响是低响应；同同样，二号气体，二号气体产生高响生高响应的的传感器感器对一号气体一号气体则不不敏感，敏感，归根根结底，整个底，整个传感器感器阵列列对不同气体的响不同气体的响应图案是不同的，正是案是不同的，正是这种区种区别，才使系，才使系统能根据能根据传感感器的响器的响应图案来案来识别气体。气体。传感器感器阵列数据采集系列数据采集系统v传感器感器阵列的模列的模拟输出出经/转换为数字信号数字信号输入入计算机中的数据算机中的数据处理和模式理和模式识别系系统 被被测嗅嗅觉的的强度既度既可用每个可用每个传感器的感器的输出的出的绝对电压、电阻或阻或电导来表来

4、表示示,也可用相也可用相对信号信号值如如归一化的一化的电阻或阻或电导值,即它即它们的的变化率来比化率来比较嗅味的性嗅味的性质。传感器阵列的数据采集系统将模拟信号转换成数字信号 在在电电子子鼻鼻系系统统的的研研究究中中,目目前前十十分分引引人人关关注注的的3个方面个方面:电子鼻技术的研究现状电子鼻技术的研究现状A.研究对微量气体分子瞬时敏感的检测器,以得到与气体化学成分相对应的信号 B.研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器,以便将有用信号与噪声加以分离C.研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器,以得到与人的感官感受相符的结果电子鼻技术的应用前景电子鼻技术的应用前景v电子鼻具有便携

5、及子鼻具有便携及实时、在、在线、原位分析等特点、原位分析等特点,可用于气味可用于气味鉴别、复、复杂环境下气体境下气体浓度度鉴别和可燃和可燃气体、有机气体、有机挥发物或有毒气体的物或有毒气体的鉴别,具有广泛的具有广泛的应用前景。用前景。v电子鼻技子鼻技术的的长处在于在于对气体气体进行定性分析。近行定性分析。近20年来，年来，电子鼻研究取得了子鼻研究取得了长足足进展。尽管受敏展。尽管受敏感膜材料、制造工感膜材料、制造工艺、数据、数据处理方法等方面的限制，理方法等方面的限制，电子鼻的子鼻的检测与与识别范范围与人与人们的期望的期望还存在距离，存在距离，但是，将之但是，将之应用于食品、化用于食品、化妆品

6、、香料香精等品、香料香精等轻工工业品香气品香气质量量评定的定的时机已机已经成熟了。成熟了。机器视觉技术机器视觉技术机器机器视觉就是是指用就是是指用摄影机和影机和电脑代替人眼代替人眼对目目标进行行识别、跟踪和、跟踪和测量等，并量等，并进一步做一步做图形形处理，用理，用电脑处理成理成为更适合人眼更适合人眼观察或察或传送送给仪器器检测的的图像。像。机器机器视觉的工作原理的工作原理机机器器视觉检测系系统采采用用CCD照照相相机机将将被被检测的的目目标标转换成成图像像信信号号，传送送给专用用的的图像像处理理系系统，根根据据像像素素分分布布和和亮亮度度、颜色色等等信信息息，转变成成数数字字化化信信号号，图

7、像像处理理系系统对这些些信信号号进行行各各种种运运算算来来抽抽取取目目标的的特特征征，如如面面积、数数量量、位位置置、长度度，再再根根据据预设的的允允许度度和和其其他他条条件件输出出结果果，包包括括尺尺寸寸、角角度度、个个数数、合合格格/不不合合格格、有有/无无等等，实现自自动识别功能。功能。机器机器视觉的关的关键性技性技术（1）光照照明技）光照照明技术（2）光学）光学镜头（3）CCD摄像机像机（4）图像采集卡像采集卡（5）视觉传感器感器机器机器视觉系系统的工作原理的工作原理机器视觉技术的应用机器视觉技术的应用v第一是定位功能，能第一是定位功能，能够自自动判断感判断感兴趣的物体、趣的物体、产品

8、在什品在什么位置，并将位置信息通么位置，并将位置信息通过一定的通一定的通讯协议输出，此功能出，此功能多用于全自多用于全自动装配和生装配和生产，如自，如自动组装、自装、自动焊接、自接、自动包装、自包装、自动灌装、自灌装、自动喷涂，多配合自涂，多配合自动执行机构（机械行机构（机械手、手、焊枪、喷嘴等）。嘴等）。v第二是第二是测量功能，也就是能量功能，也就是能够自自动测量量产品的外品的外观尺寸，尺寸，比如外形比如外形轮廓、孔径、高度、面廓、孔径、高度、面积测量等。量等。v第三是缺陷第三是缺陷检测功能，功能，这是是视觉系系统用的最多的一用的最多的一项功能，功能，它可以它可以检测产品表面的相关信息，如：

9、包装正品表面的相关信息，如：包装正误，包装是，包装是否正确、印刷有无否正确、印刷有无错误、表面有无刮、表面有无刮伤或或颗粒、破粒、破损、有、有无油无油污、灰、灰尘、塑料件有无穿孔、雨、塑料件有无穿孔、雨雾注塑不良等。注塑不良等。机器视觉的发展趋势机器视觉的发展趋势核磁共振技术核磁共振技术v核磁共振是核磁共振是处处于静磁于静磁场场中的原子核在另一交中的原子核在另一交变变磁磁场场作用下作用下发发生的物理生的物理现现象。通常人象。通常人们们所所说说的核磁共振的核磁共振指的是利用核磁共振指的是利用核磁共振现现象象获获取分子取分子结结构、人体内部构、人体内部结结构信息的技构信息的技术术。v并不是是所有原

10、子核都能并不是是所有原子核都能产产生生这这种种现现象，原子核能象，原子核能产产生核磁共振生核磁共振现现象是因象是因为为具有核自旋。原子核自旋具有核自旋。原子核自旋产产生磁矩，当核磁矩生磁矩，当核磁矩处处于静止外磁于静止外磁场场中中时产时产生核生核进进动动和能和能级级分裂。在交分裂。在交变变磁磁场场作用下，自旋核会吸收作用下，自旋核会吸收特定特定频频率的率的电电磁波，从磁波，从较较低的能低的能级跃级跃迁到迁到较较高能高能级级。核磁共振发展历史核磁共振发展历史v1946年年，哈哈佛佛大大学学珀珀赛尔(E.M.Purcell)用用吸吸收收发首首次次观测到到石石蜡蜡中中质子子的的核核磁磁共共振振（NM

11、R），几几乎乎同同时美美国国斯斯坦坦福福大大学学布布洛洛赫赫(F.Block)用用感感应法法发现液液态水水的的核核磁磁共共振振现象。象。为此，他此，他们分享拉分享拉1952年的年的诺贝尔物理学物理学奖金。金。v早早期期的的核核磁磁共共振振主主要要采采取取连续波波技技术，灵灵敏敏度度较低低，1966年年发展展起起来来的的脉脉冲冲傅傅立立叶叶变换核核磁磁共共振振技技术，使使信信号号采采集集由由频域域变为时域域，大大大大提提高高拉拉检测灵灵敏敏度度，使使研研究究底自然丰度的核成底自然丰度的核成为现实。v1971年年，琴琴纳（E。JEENER）提提出出拉拉具具有有两两个个独独立立时间变量量的的二二维核

12、核磁磁共共振振概概念念。随随后后，1971年年，恩恩斯斯特特（R。ERNST）等等首首次次成成功功实现拉拉二二维核核磁磁共共振振实验，从从此此核核磁磁共振技共振技术进入拉一个新入拉一个新时代。代。核磁共振的应用核磁共振的应用v在欧美等在欧美等发发达国家核磁共振技达国家核磁共振技术术被运用于被运用于化工、石化工、石油、橡胶、建材、食品、冶金、地油、橡胶、建材、食品、冶金、地质质、国防、国防、环环保、保、纺织纺织及其它工及其它工业业部部门门，其，其用途日益广泛。用途日益广泛。v在中国，其在中国，其应应用主要在基用主要在基础础研究方面，企研究方面，企业业和商和商业应业应用普及率不高，主要原因是用普及率不高，主要原因是产产品开品开发发不不够够、使、使用成本用成本较较高。但在石油化工、医高。但在石油化工、医疗诊疗诊断方法断方法应应用用较较多。多。v在在分子分子结结构的构的测测定定，有机化合物的有机化合物的结结构解析构解析和和食品食品分析分析可以运用于可以运用于农产农产品的品的检测检测，但是任然在起步，但是任然在起步阶阶段。段。ThankYou!ThankYou!结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！22