为什么水果糖度近红外在线检测要用专用仪器?

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近红外检测仪器的性能多种多样,应根据检测物料和对象选择适宜的仪器。我把检测对象并不十分明显的称为通用仪器,而针对性较强的称为专用仪器。我认为通用仪器的检测对象多为液体,粘稠体,粉体,颗粒,片状固体等等。像水果这样的物料不在其中。

纵观世界上水果糖度近红外检测仪,凡是检测性能稳定,检测精度高的都是自己从零部件开始研制组装的。大致有如下几个方面的特殊要求。

水果糖度近红外检测所需特征波长四个足以。例如ATAGO的苹果糖度近红外检测专用仪器PAL-HIKARi4(图1),利用了四个波长LED光源,进行苹果的糖度检测,SEP±1°Brix。


图1ATAGO苹果糖度专用测量仪

水果近红外吸光度光谱没有锐利的吸收峰,所以对分辨率要求不高,254个像素就能满足要求。例如KUBOTA的K-BA800便携仪(图2)。连续光谱仪的波长范围是550~1050nm,像素点就是254个。选择连续光谱的目的是为了光谱的预处理,消除一些噪声。最终利用的也就是四个波长。这台仪器的检测精度SEP一般常见水果都在±0.5°Brix以内。


图2KUBOTA水果检测专用仪

为了更好的检测水果糖度,需要提高800~900nm之间的灵敏度。一般通用仪器没有这个要求。

为了消除果实大小的影响,需要实时对光谱信号进行倍增或倍减的处理。

水果在线检测环境非常恶劣,温度变化大,灰尘多,仪器性能不稳定。不论是光谱的横坐标还是纵坐标都应该有实时校正功能。

据我所知,世界上水果糖度在线检测精度最高的是SHIBUYA精机公司的近红外检测装置(图3)。其苹果糖度在线检测精度SEP为±0.28°Brix。SHIBUYA公司的近红外检测装置就是专门设计、从零部件开始由专人进行组装调试的,波长范围只有650~950nm。


图3SHIBUYA水果在线检测装置

以上这些特殊要求决定了水果糖度在线近红外检测仪器必须自己研制开发,才能满足生产要求。

这篇文章也许会伤害到某些个人或者单位的利益,这纯属意外,不是我的初衷。我是专门从事技术研究的,我只是从学术上进行技术说明,并无任何商业利益。因为是技术问题,即使我今天不说,明天别人也会说。如果通用仪器也能随时进行调整,满足上述特殊要求,也可以成为专用仪器,也就能有效地化解上述矛盾。

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