手持式可见近红外苹果品质无损检测系统设计与试验

为实现苹果多产地多品质指标的现场快速无损检测与评价,该研究基于可见近红外光谱技术研发低成本、低功耗、小型化的苹果品质手持式无损检测终端.检测终端集成宽谱LED光源和水果特征响应窄带光电探测器,接入物联网云端数据系统,实现检测数据上传和模型的远程更新维护.利用研制的检测系统可有效获取不同产区苹果500～1050 nm波长范围内的漫反射光谱,优选光谱预处理算法消除干扰并采用不同特征波长提取算法对数据进行降维,分别建立了多产地苹果可溶性固形物含量、硬度和维生素C含量的通用检测模型,模型的预测相关系数分别为0.926、0.798和0.704,预测均方根误差分别为0.585％、1.405 kg/cm2和0.968 mg/100g.将通用检测模型载入云端数据系统作为云模型,检测样本时调用云模型进行计算并反馈至检测终端.通过多个产地独立样本的验证表明,该系统可满足苹果产业现场无损检测的实际需求,为手持式光谱检测仪的实用化设计提供参考.