便携式番茄多品质参数可见/近红外检测装置研发

该文针对番茄独特的囊室结构及整体成熟度不均等问题,基于可见/近红外全透射光谱,研发了便携式番茄内外品质快速无损实时检测装置。该装置的硬件系统主要包括光源模块、信号采集模块、信号处理模块、电源模块、散热模块和打印模块,基于该硬件系统,采集了番茄630～1 100 nm范围内可见/近红外透射光谱,选取650～1 100 nm范围的光谱进行SG卷积平滑（savitzky-Golay smooth,SG-smooth）、标准正态变量变换（standard normal variable transformation,SNV）和多元散射校正（muliplication scattering correction,MSC）等预处理,建立了番茄颜色、硬度、总酸、总糖含量的偏最小二乘预测模型。基于QT开发框架编写了番茄多品质无损检测实时分析控制软件,植入番茄多品质参数预测模型,实现了番茄多品质参数检测一键式操作。为了测试该装置的检测精度和稳定性,选取与建模无关的20个同品种样品对每个样品的内外品质重复检测8次,结果表明:番茄颜色预测值与实测值相关系数为0.952 8,均方根误差为2.703 8,硬度预测值与实测值相关系数为0.940 5,均方根误差为0.448 6 kg/cm2,总酸含量的预测值与实测值相关系数为0.953 7,均方根误差为0.326 3%,总糖含量预测值与实测值相关系数为0.9610,均方根误差为0.197 4%。番茄样品颜色、硬度、总酸和总糖重复检测最大相对误差分别为2.9%、1.9%、2.0%和1.6%。该便携式检测装置基于可见近红外全透射光谱,实现了番茄颜色、硬度、总酸、总糖含量的同时快速无损实时检测,预测精度及稳定性较好,可以满足实时评价番茄品质的市场需求。