PhenoTron®-HSI果實(shí)品質(zhì)高光譜無損檢測技術(shù)
瀏覽次數(shù):1593 發(fā)布日期:2022-1-20
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—PhenoTron®-HSI果實(shí)品質(zhì)高光譜無損檢測技術(shù)
果實(shí)品質(zhì)的快速、無損、批量檢測評價(jià)對于果實(shí)分等定級、優(yōu)化果樹栽培品種及提升經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。易科泰生態(tài)技術(shù)公司推出PhenoTron®-HSI果實(shí)品質(zhì)高光譜無損檢測方案,結(jié)合專業(yè)的圖像及光譜融合分析技術(shù),可快速獲取果實(shí)的空間及光譜信息,反映其外部特征、表面缺陷、病斑情況、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及化學(xué)成分,為果實(shí)品質(zhì)快速、無損、高通量分析檢測提供了新思路。
一、技術(shù)特點(diǎn)
1.全自動(dòng)掃描成像,高通量果實(shí)自動(dòng)傳送成像分析
2.模塊式結(jié)構(gòu),具備強(qiáng)大的系統(tǒng)擴(kuò)展功能
3.嵌入式主機(jī),觸摸屏控制,全中文操作系統(tǒng)
4.采用星型組網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),兼容5G通訊技術(shù),可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制等功能
5.內(nèi)置溫濕度、光照度、GPS、時(shí)鐘(可根據(jù)GPS信息自動(dòng)校準(zhǔn)),可擴(kuò)展增加傳感器
6.支持組合命令(Protocols),可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行
7.系統(tǒng)自動(dòng)保護(hù)功能,發(fā)生短路、過載、欠壓時(shí)自動(dòng)斷電,避免設(shè)備損壞
8.標(biāo)配VNIR、NIR波段高光譜成像
9.可選高清RGB成像、紅外熱成像、Thermo-RGB融合成像
二、主要技術(shù)參數(shù)
1.平臺高度規(guī)格:標(biāo)配400mm,可定制
2.有效掃描尺寸:≥300×300mm,可定制
3.移動(dòng)速度:2-40mm/s,可調(diào),精度:1mm
4.平臺控制:全中文PC端軟件,可遠(yuǎn)程控制平臺運(yùn)行、自動(dòng)運(yùn)行數(shù)據(jù)采集存儲等功能
5.主機(jī)箱:內(nèi)置10寸觸控屏,嵌入式操作系統(tǒng),全波段對稱光源,角度、高度可調(diào),集開關(guān)控制、平臺控制、雜散光隔離于一體,確保光場均一、穩(wěn)定的最佳測量環(huán)境
6.400-1000nm(VNIR)、900-1700nm(NIR)波段高光譜成像,可選SWIR波段
7.光譜分辨率FWHM:5.5nm(VNIR)、8nm(NIR)
8.光譜通道:224,MROI光譜通道自由選擇
9.空間像素:1024px(VNIR)、640px(NIR)
10.F值:F/1.7
11.測量參數(shù):可成像測量分析結(jié)構(gòu)指數(shù)、水指數(shù)、色素指數(shù)、理化指數(shù)、健康指數(shù)、成熟度等數(shù)十種光譜指數(shù),可分析水果水分、糖度、酸度、成熟度、可溶性固體含量等品質(zhì)指標(biāo)
三、應(yīng)用案例
3.1 秋月梨果實(shí)品質(zhì)檢測
梨的石細(xì)胞是梨果實(shí)所特有的,它的存在不僅影響梨果實(shí)的食用品質(zhì),也影響加工品質(zhì)。石細(xì)胞是由大量木質(zhì)素和纖維素所組成的厚壁細(xì)胞,其分布由近果皮部果肉至近果心部逐漸增多。易科泰光譜成像實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員使用PhenoTron®-HSI果實(shí)品質(zhì)高光譜無損檢測技術(shù)(400-1700nm),對不同條件下生長的梨果中石細(xì)胞分布進(jìn)行了光譜成像分析。如下右圖,從左至右依次未施加營養(yǎng)素的秋月梨(對照組-1、2)以及施加營養(yǎng)素后的秋月梨(實(shí)驗(yàn)組-1、2)。
通過反射光譜曲線可看出四個(gè)梨之間的反射光譜吸收和反射特征基本相似,在748、838、980、1178、1414nm存在明顯的吸收特征。在400-950nm范圍四個(gè)梨之間的光譜曲線基本重合,在950-1720nm范圍,對照組-2的光譜反射率值均高于另外三組。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),營養(yǎng)素的施加有效抑制了梨石細(xì)胞形成,對提升秋月梨的口感及品質(zhì)有積極意義。
3.2 不同產(chǎn)地蘋果糖度檢測
易科泰光譜成像實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員,使用PhenoTron
®-HSI果實(shí)品質(zhì)高光譜無損檢測技術(shù)(400-1700nm),分別對產(chǎn)自甘肅莊浪(GZ)、陜西宜川(SY)、山東平度(SP)三個(gè)不同產(chǎn)地的2021年秋季采摘的紅富士蘋果進(jìn)行光譜成像分析,并分別選取三種樣品表面及剖面各10個(gè)區(qū)域?qū)崪y糖度,建立預(yù)測模型評估糖度分布。
實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在400-1000nm范圍內(nèi), 440-470nm、765-825nm、860-910nm波段相關(guān)性較高,模型精度較高,對表達(dá)糖度效果良好,表面和剖面預(yù)測模型R
2分別達(dá)到0.8031和0.7498。在900-1700nm范圍內(nèi),1040-1090nm波段相關(guān)性較強(qiáng),模型精度較高, R
2分別為0.8643和0.7581。另外發(fā)現(xiàn),剖面糖度預(yù)測模型預(yù)測的糖度分布相對更能客觀反映真實(shí)情況,而表面數(shù)據(jù)則由于受曲面成像、反光點(diǎn)的影響,結(jié)果具有明顯的“光暈”效果,盡管R
2較高,但不能客觀反映蘋果糖度的真實(shí)情況。
實(shí)驗(yàn)表明,PhenoTron
®-HSI高光譜無損檢測技術(shù)在水果品質(zhì)、糖度及可溶性固形物含量測定方面,相比傳統(tǒng)方法具有快速、無損、準(zhǔn)確的優(yōu)勢。