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近红外光谱 | 量子荧光|微型光纤光谱仪-ag贵宾会

脐橙放置方位对近红外光谱检测结果的影响

脐橙放置方位对近红外光谱检测结果的影响

研究了不同放置方位对近红外光谱检测脐橙可溶性固形物(soluble solids content,ssc)结果的影响。按照脐橙果梗,窝底与入射光线所成角度的不同,分成垂直(90°)?平行(0°)和任意(不包含0°和90°)三种放置方位,并采用usb4000微型光纤光谱仪在465~1 150nm范围内以半透射方式分别采集三种放置方位的脐橙光谱,脐橙样品数为336个,其中228个样本作为校正集,其余108个样本作为预测集,应用偏最小二乘回归并结合不同的预处理方法建立不同方位下的脐橙ssc预测模型,结果表明果梗?窝底与光源所成角度为垂直时脐橙ssc预测模型性能较优,其最好的模型相关系数rc=0.93,rmsec=0.37%,rp=0.88,rmsep=0.49%。

脐橙品质优,营养丰富在水果市场上有很强的竞争力,传统的质量评定大多基于外部特征或者使用破坏的抽样方法来判断。自20世纪60年代,近红外光谱(nirs)逐渐应用到水果内部品质检测当中?因其具有无污染、低消耗、非破坏性,可以实现多组分同时测定及分析速度快等优点,得到迅速发展,目前许多学者应用近红外光谱技术对脐橙的品质进行了快速检测、章海亮等[1]自行设计了近红外漫反射无损检测的nir光谱系统测定150个赣南脐橙可溶性固形物和总酸,得出最好的ssc预测模型r=0.93,rmsep=0.41%,孙旭东等在700.28~933.79nm光谱范围内经不同光谱预处理后用pls和最小二乘支持向量机回归(least square support vector regression,lssvr)建模,比较得出采用一阶微分处理后的反射比光谱建立的lssvr模型预测效果最优,r=0.85,rmsep=0.41%。胡润文等[2]利用近红外光谱检测脐橙的糖酸比,在7 502.1~5 446.2和4 601.5~4 267cm-1光谱范围内,建立pls模型,其内部交叉验证均方差为0.767,决定系数r2 为0.83,结论为近红外光谱可以用来检测脐橙糖酸比。赵珂等[3]利用近红外光谱技术检测信丰脐橙,通过加权平均值的方差处理所采集的光谱后运用pls建立模型检测脐橙糖度,刘燕德等[4-6]做了大量利用透射与漫反射方式获取赣南脐橙的可见-近红外光谱(vis-nir)建立赣南脐橙ssc和维他命c(vc)的预测模型,结果证明可见/近红外光谱法无损检测赣南脐橙ssc和维他命c(vc)是可行的,夏俊芳等[7]运用10个小波基对脐橙维生素c(vc)含量的光谱进行消噪处理,经分别建立pls模型所得出结果表明,消噪预处理最优的小波基为db5。此外,还有其他学者也应用近红外光谱技术对脐橙内外部品质进行了研究[8-12]。但尚未有脐橙放置方位对近红外检测结果影响的报道?本研究按照脐橙果梗?窝底与入射光线所成角度的不同,分成垂直(90°)。平行(0°)和任意(不包含0°和90°)三种放置方位,采用usb4000微型光纤光谱仪以半透射方式采集不同脐橙放置方位下的光谱,并应用pls方法建立不同放置方位下的脐橙ssc预测模型,分析不同放置方位对脐橙ssc预测结果的影响。

基于光谱和高光谱成像技术的土壤养分及类型检测与仪器开发

基于光谱和高光谱成像技术的土壤养分及类型检测与仪器开发

土壤养分如总氮、有机质、速效钾和速效磷等是农作物生长的主要成分,这些土壤养分参数的检测一直沿用常规化学检测方法,对检测人员要求高,且需要昂贵的检测设备,存在检测成本高、效率低,不能大规模同时检测等问题。近红外光谱和高光谱成像分析技术具有成本低、快速和环保等优点,近年来在土壤养分测定方面提到了越来越广泛的应用。本文主要创新性成果有。

我国是一个农业大国,从事农业生产的人口多,农业经济在我国国民经济中占有重要地位,农业信息采集技术的进步和发展有助于推进我国数字农业的发展。农作物的生长主要依靠土壤有机质和氮、磷、钾等养分的供给,如果对田间土壤养分把握不准,会导致施肥不足或者过量,对作物生长不利,且过量施肥会对环境造成污染。因此信息快速采集技术在现代农业工程中显得越来越重要。土壤是农业生产的基础条件,是影响作物生长的重要因素。土壤不仅为作物提供水分、有机质、氮、磷、钾等养分,还是作物根系保持伸展、生长和固持的重要介质。掌握农田土壤养分如有机质、氮、磷、钾和水分等营养成分信息的分布,对指导农业生产非常重要。总体来说,土壤氮(总氮和速效氮)的作用是促进作物叶、根和茎的生长,是作物生长品质一个决定性因素,土壤氮含量的丰缺直接影响作物的产量;土壤是作物生长的基础性物质,参与作物生长的全过程,土壤有机质含量是一个动态过程,不同时间段土壤有机质含量会有所变化,土壤中的磷和钾有增加作物抗寒、抗旱、抗病和抗倒伏的作用,具有调节作物正常新陈代谢功能和调节作物与农田酸碱平衡(cozzolino and ,oron,2006年;debaene et al., 2014年;vohland et al., 2014年)

短波近红外光谱在体液安检中的应用研究

短波近红外光谱在体液安检中的应用研究

随着当前国际环境的不断变化,安全问题变得日益突出。目前广泛应用的安检设备一般都是基于x射线成像原理获得旅客携带包裹信息,对于一些具有易燃易爆的也太危险品(如酒精、汽油、煤油、甲醇等)的检查大多使用可视和气味检测的方法,采用新的手段和方法实现对液体类危险品的检测是当今本领域最为热门的研究课题。近红外光谱分析技术具有灵敏度高、响应速度快等特点,适用于现场快速检测和实时在线分析。本文针对实际情况,研究了用短波近红外光谱法现场快速检测液体的方法。

随着科学技术的迅猛发展以及国内外形势的不断变化,国际间由于政治和民族原因引起的安全问题如今变得日益突出,已成为人们最关心的问题之一。美国911事件的发生,不仅给美国人民带来了灾难,更使全世界人民的生活蒙上阴影,给世界各国敲响了“安全问题”的警钟。将在中国北京举行的2008年奥运会,安全问题已经成为此次奥运会能否顺利进行的关键议题。如今,安全问题已经上升到了一个前所未有的高度,2005年在重庆市举行的中国第二届防爆安检工作年会以及在华盛顿举行的美国首届安检设备与技术博览会,更是将安检技术、安检产品问题推向了新的起点。为了保证公共场所的安全,世界各国的科学家和技术人员已经研究开发了各种各样的安全检测产品,试图用高科技手段来杜绝恶性事故的发生。但中国在此方面却投入甚少,发展相对滞后。中国作为一个发展中的大国,应在此领域发挥重要作用,做出应有的贡献。

【usb4000】基于近红外光谱便携式水果糖度无损检测装置模块化设计

【usb4000】基于近红外光谱便携式水果糖度无损检测装置模块化设计

本研究以红富士苹果和赣南脐橙为研究对象,以水果糖度作为检测指标,设计并搭建了基于近红外光谱技术的便携式水果糖度无损检测装置,并以此为硬件平台开展了后续实验。对比研究了不同影响因素,如不同光照方式、不同光照角度、不同光谱仪、不同积分时间和不同水果放置方式对近红外光谱水果糖度无损检测的影响。建立并优化了该装置的预测模型,采用遗传算法(ga)、反向区间偏最小二乘法(bipls)、间隔偏最小二乘法(ipls)和政治适应加权算法(cars)波长筛选方法,对水果样品的全光谱数据进行了筛选,并将它们的建模结果进行了对比研究。论文的主要研究工作和研究结论如下。

中国是世界水果生产大国,水果产业在我国农业产业中占有重要地位【1】。2009年我国水果总产量为2.04亿吨(含果用瓜),比2008年增加了1204吨,增幅为6.1%。其中,果林水果产量为1.22亿吨,与2008年相比增加了908万吨,增幅为8%。果园面积为11140千公顷,比2008年增加了405千公顷,增幅为3.8%。水果的总产值已超过3100亿元,大约占到农林牧渔总产值的6%,农业产值的11%【2】。2012年我国的水果生产继续实现了稳步增长,其中水果产量达到了1.5亿t,水果生产面积达到了1213.99hm2,分别同比增长了7.25%和2.61%。主要的水果产量均再创历史新高,其中,梨、柑桔二和苹果三大水果产量分别达到了1707.30万t,3168.8万t和3849.07万t。分别同比增加了8.09%,7.60%和6.96%【3】。与此同时,水果的质量和商品化水平也在不断地提高。到目前为止,水果产业已成为仅次于粮食、蔬菜的第三大种植产业。但是在国际市场上,中国并不是水果贸易的强国。中国的水果商品无论是在外观品质上,还是内在品质上,都与发达国家有明显的差距。从国内来讲,睡过的市场需求制约了水果产业的发展,供需矛盾日益突出,“卖果难”的现象频出。

苹果可溶性固形物近红外光谱在线检测影响因素研究*

苹果可溶性固形物近红外光谱在线检测影响因素研究*

光谱仪的性能和样品运动速度是影响近红外光谱在线检测精度的重要因素,三款配置了不同光栅的短波光谱仪被用于在线检测苹果的可溶性固形物含量,分别考察不同光谱仪和五种苹果运动速度对苹果可溶性固形物在线检测精度的影响。经比较, 在0.190m/s 速度下, 使用qe65000 光谱仪建立的偏最小二乘模型预测结果最优。最优预测模型的相关系数为0.814, 预测均方根误差为0.776°brix。结果表明选择合适的样品运动速度和光谱仪可提高苹果可溶性固形物在线检测的精度。

苹果可溶性固形物(soluble solids) 包含能溶于水的糖、酸、维生素和矿物质等多种成分, 是评价苹果品质的综合性指标[1]。但传统的破损式可溶性固形物检测方法因制样繁琐、检测时间长、需要专业的操作人员等问题, 难以满足大批量苹果在线检测与分级的需求。近红外光谱技术具有无损检测、分析效率高、速度快、重现性好,适于现场检测和在线分析等特点,已在提高苹果生产技术自动化水平和质量方面发挥了重要作用[2]。

近红外光谱法无创测量人体血红蛋白浓度的研究

近红外光谱法无创测量人体血红蛋白浓度的研究

血红蛋白含量是评价人群贫血患病率和铁营养状况的重要指标。一种方便有效的血红蛋白检测方法对于评价人体健康状况非常重要。现有的检测方法需要对患者采血,不仅麻烦,使用耗材的成本高,取血的疼痛更使大多数人不可能随时监测自身的血红蛋白水平。近红外光谱技术以其快速、低成本、无创、及绿色环保等显著优点,广泛应用于各个领域。用近红外光谱法无创测量人体血红蛋白浓度,是近红外光谱技术在临床分析领域的一个崭新应用。

一个国家经济是否繁荣,与交通的便利息息相关同样,人体是否健康,也和是否有健康的血流有关。血液是人体的“运输兵”,它将氧气及养分运输到全身的每个角落。如果发生了贫血或者血红蛋白含量过高,就如同运输工具不足,无法充分供应细胞所需,细胞就无法正常发挥功能,从而人体会产生疲劳、健忘、缺乏活力等现象,甚至影响生长发育。

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