內容簡介
本書介紹了幾種典型農產品品質光電無損檢測技術及原理;另一方面,本書凝聚作者多年教學和科研實踐經驗及相關成果,著重介紹了農產品品質光電無損檢測技術及裝置方面的一些典型套用實例。作者將多年的研究成果滲透到各章,使全書達到理論與實踐相結合的效果。
圖書目錄
目錄
第1篇 理論基礎篇
第1章 光電無損檢測技術基礎 1
1.1 無損檢測技術概述 1
1.1.1 無損檢測技術定義 1
1.1.2 無損檢測技術的作用 1
1.1.3 無損檢測技術分類和特點 2
1.2 光電無損檢測原理及系統構成 4
1.2.1 光電無損檢測原理 4
1.2.2 光電無損檢測系統構成 5
1.3 信號檢測新型感測器 6
1.3.1 光電感測器 6
1.3.2 光纖感測器 7
1.3.3 CCD感測器 9
1.3.4 生物感測器 9
1.3.5 超音波感測器 11
1.4 光電無損檢測技術的實際套用與發展趨勢 13
1.4.1 在工業生產中的套用 13
1.4.2 在農業生產中的套用 14
1.4.3 光電無損檢測技術的發展趨勢 14
第2章 典型農產品品質光電無損檢測系統 15
2.1 近紅外光譜檢測系統 15
2.2 高光譜成像系統 18
2.3 拉曼光譜檢測系統 21
2.4 機器視覺檢測系統 22
2.5 太赫茲時域光譜檢測系統 27
2.6 LIBS檢測系統 30
第3章 光電無損檢測技術在農產品品質檢測中的套用 32
3.1 近紅外光譜檢測技術在農產品品質檢測中的套用 32
3.1.1 水果品質無損檢測 32
3.1.2 蔬菜品質無損檢測 33
3.1.3 糧食品質無損檢測 35
3.1.4 攜帶型近紅外檢測儀器 36
3.1.5 水果品質NIRS線上分選裝備 38
3.2 高光譜檢測技術在農產品品質檢測中的套用 40
3.2.1 水果品質檢測 40
3.2.2 蔬菜品質檢測 41
3.2.3 糧食品質檢測 42
3.3 拉曼光譜檢測技術在農產品品質檢測中的套用 43
3.3.1 果蔬質量安全檢測 44
3.3.2 糧食品質檢測 45
3.3.3 食用油品質檢測 46
3.4 機器視覺檢測技術在農產品品質檢測中的套用 47
3.4.1 水果檢測與分級 47
3.4.2 蔬菜檢測與分級 49
3.4.3 糧食品質檢測與分級 50
3.4.4 經濟作物檢測與分級 51
第二篇 關鍵技術篇
第4章 近紅外光譜檢測技術及套用 53
4.1 近紅外光譜檢測技術原理與特點 53
4.1.1 近紅外光譜檢測原理 53
4.1.2 近紅外光譜檢測特點 54
4.2 近紅外光譜檢測系統 54
4.2.1 近紅外光譜檢測方式 54
4.2.2 近紅外光譜檢測分析步驟和方法 55
4.3 近紅外光譜檢測關鍵技術 56
4.3.1 近紅外光譜預處理方法 56
4.3.2 近紅外光譜定量分析方法 56
4.3.3 數學模型的評價指標 58
4.4 套用案例——雞蛋內部品質及新鮮度判別傅立葉近紅外光譜檢測研究 59
4.4.1 實驗部分 59
4.4.2 建模與分析 60
4.4.3 套用效果 64
第5章 高光譜檢測技術及套用 65
5.1 高光譜檢測技術原理與特點 65
5.1.1 高光譜檢測原理 65
5.1.2 高光譜檢測特點 65
5.2 高光譜成像系統 65
5.2.1 高光譜成像裝置 65
5.2.2 高光譜圖像採集流程 67
5.3 高光譜檢測關鍵技術 69
5.3.1 樣品高光譜圖像校正 69
5.3.2 實驗樣品光譜的提取 70
5.3.3 高光譜檢測技術分析預處理 70
5.4 套用案例——基於高光譜檢測技術的黃桃損傷和可溶性固形物含量檢測套用 71
5.4.1 實驗部分 71
5.4.2 建模與分析 72
5.4.3 套用效果 76
第6章 拉曼光譜檢測技術及套用 77
6.1 拉曼光譜檢測技術原理與特點 77
6.1.1 拉曼光譜檢測原理 77
6.1.2 拉曼光譜檢測特點 77
6.2 拉曼光譜檢測系統 78
6.3 拉曼光譜檢測關鍵技術 79
6.3.1 SERS採集螢光去除方法 79
6.3.2 SERS基底製備及表征 79
6.3.3 拉曼光譜數據建模方法 80
6.3.4 拉曼光譜數據模型評價 80
6.4 套用案例——基於表面增強拉曼光譜技術的臍橙表皮兩種農藥殘留同時定量檢測套用 81
6.4.1 實驗部分 82
6.4.2 建模與分析 82
6.4.3 套用效果 86
第7章 太赫茲光譜檢測技術及套用 87
7.1 太赫茲光譜檢測技術原理與特點 87
7.1.1 太赫茲光譜檢測原理 87
7.1.2 太赫茲光譜檢測特點 87
7.2 太赫茲光譜檢測系統 88
7.3 太赫茲光譜檢測關鍵技術 91
7.3.1 太赫茲光譜數據校正方法 91
7.3.2 太赫茲光譜數據波段篩選 92
7.3.3 太赫茲光譜數據建模方法 92
7.3.4 太赫茲光譜檢測模型評價 92
7.4 套用案例——基於太赫茲光譜檢測技術的麵粉中苯甲酸濃度檢測套用 93
7.4.1 實驗部分 94
7.4.2 建模與分析 95
7.4.3 套用效果 98
第8章 LIBS檢測技術及套用 99
8.1 LIBS檢測技術原理與特點 99
8.1.1 LIBS檢測原理 99
8.1.2 LIBS檢測特點 99
8.2 LIBS檢測系統 100
8.3 LIBS檢測關鍵技術 102
8.3.1 LIBS數據預處理方法 102
8.3.2 LIBS數據特徵譜線特徵提取 103
8.3.3 LIBS數據建模方法 103
8.4 套用案例——基於LIBS檢測技術的油茶炭疽病無損檢測套用 105
8.4.1 實驗部分 105
8.4.2 建模與分析 108
8.4.3 套用效果 114
第9章 機器視覺檢測技術及套用 115
9.1 機器視覺檢測技術原理與特點 115
9.1.1 機器視覺檢測原理 115
9.1.2 機器視覺檢測特點 116
9.2 機器視覺檢測關鍵技術 116
9.2.1 圖像增強處理技術 116
9.2.2 圖像平滑處理技術 120
9.2.3 圖像分割技術 121
9.2.4 圖像識別技術 126
9.3 套用案例——基於PSO最佳化的混合核函式SVM茶葉品質等級識別方法研究 129
9.3.1 實驗部分 129
9.3.2 建模與分析 131
9.3.3 套用效果 135
第三篇 實踐套用篇
第10章 基於漫反射方式的檢測裝置及套用 136
10.1 基於漫反射方式的光電無損檢測裝置結構 136
10.1.1 光路系統 137
10.1.2 高速分選機構 138
10.1.3 位置跟蹤及自動控制系統 139
10.1.4 裝置特性及技術參數 139
10.2 糖度預測方法及步驟 140
10.3 基於漫反射方式的套用案例 142
10.3.1 試驗材料和方法 142
10.3.2 水果糖度線上檢測數學模型建立 142
10.3.3 水果糖度線上檢測數學模型驗證 144
10.3.4 蘋果線上分選套用 145
第11章 基於漫透射方式的檢測裝置及套用 146
11.1 基於漫透射方式的光電無損檢測裝置結構 146
11.1.1 光路系統 146
11.1.2 傳動與分選系統 148
11.1.3 控制系統 150
11.1.4 裝置特性及技術參數 151
11.2 水果線上檢測分選軟體設計及使用 152
11.3 基於漫透射方式的套用案例 154
11.3.1 馬家柚糖度線上檢測模型建立及套用 154
11.3.2 套網豐水梨糖度線上檢測模型建立及套用 157
11.3.3 鴨梨黑心病線上檢測模型建立及套用 161
第12章 基於漫反射的攜帶型水果品質無損檢測裝置 165
12.1 **代攜帶型水果糖度無損檢測裝置 165
12.1.1 裝置結構及技術參數 165
12.1.2 光路設計 166
12.1.3 數據處理方法 166
12.2 第二代攜帶型水果糖度無損檢測裝置 167
12.2.1 裝置結構及技術參數 167
12.2.2 基於Android系統的水果品質檢測軟體設計 168
12.2.3 水果品質檢測軟體套用條件 169
12.2.4 水果品質檢測裝置使用流程 169
12.3 第三代攜帶型水果糖度無損檢測裝置 173
12.3.1 裝置結構及技術參數 173
12.3.2 攜帶型檢測裝置探頭設計及結果顯示 174
12.3.3 水果貨架期預測套用 175
參考文獻 176