基于介电特性的水果成熟度无损检测研究进展

介绍了近年来应用在水果的成熟度判定和品质筛选上的一种无损检测技术——介电特性检测技术,详细介绍了介电特性测定水果成熟度的基本原理、介电特性测量技术及各测量技术的优缺点,综述了平行极板技术与同轴探头技术在水果成熟度检测上的应用。同时,指出了目前我国在该领域研究中存在的问题和今后的研究重点。      

芒果介电特性与内部品质的关系

为了探索芒果的介电特性与内部品质之间的关系,构建了基于介电特性的无损检测系统,测试芒果的介电参数(相对介电常数和介质损耗因数);同时,用化学方法检测了芒果的理化参数(总糖含量、含水率、维生素C含量和pH值),建立了频率与芒果介电参数的拟合方程,并用SAS软件分析芒果的介电特性与其内部品质的关系,建立了回归方程。因此,可以通过检测芒果的介电参数来预测芒果内部品质的理化参数参考值,从而对芒果进行分选。     

人工神经网络在猕猴桃种类识别上的应用

在猕猴桃介电特性研究的基础上,将人工神经网络技术应用于猕猴桃的种类识别。该种类识别属于模式识别,其关键在于提取样品的特征参数,在获得特征参数的基础上,选取合适的网络通过训练来进行识别。猕猴桃种类识别的研究为自动化识别果品的种类、品种和新鲜等级等提供了一种新方法,为进一步研究果品介电特性与其内在品质的关系提供了一定的理论与实践基础。     

基于介电特性的苹果内部品质预测方法研究

快速无损检测水果糖度、硬度及含水率等内部品质对确定水果的营养价值和分级销售有着重要意义。为准确利用理化特征对苹果内部口感品质进行无损分级,提出了一种基于随机森林的苹果内部口感品质多语义分类模型。采用苹果的介电参数作为随机森林模型的输入,基于TF-IDF算法对苹果内部口感品质进行分类,依据介电参数推断苹果的理化特征。实验结果表明:该方法可有效实现对苹果内部口感品质的多语义分类,均方根误差为0. 51,可为水果等农产品的无损检测及分级提供参考。     

水果电特性的无损检测在水果分选中的应用

介绍了水果电特性参数的检测原理，讨论了在低频段（0.1-100kHz)内苹果和梨等水果电特性参数的频率特征，研究了水果品质与电特性参数之间的关系。提出了基于电特性参数无损检测的水果品质自动分选系统分类阈值的确定方法。试验结果表明，当苹果直径在7-8.5m之间、等外品腐败部分直径大于2cm、电容传感器的测量频率为1kHz时，分类准确性可达到80％以上。     

基于介电特性的果品种类识别试验

对苹果、梨和猕猴桃介电参数的电压特性进行了测定。结果表明,信号频率一定时,果品介电参数值随信号电压而变,且存在电压临界值。当信号电压小于该临界值时。电容和损耗角正切值保持不变,当信号电压大于临界值时。电容值随电压的增加呈反比减小,损耗角正切值随电压的增加呈正比增大。根据电压临界值的不同,提出了基于介电特性的果品种类识别方法。采用损耗角正切作为果品种类判别指标。对苹果、梨和猕猴桃的识别率分别为100％、90％和93％。     

水果品质检测与分级技术

介绍了国内外水果品质检测与分级技术的研究进展；通过对水果的尺寸、形状、颜色、表面缺陷和水果的生物特性等特征来对水果的品质进行检测．进而进行分级处理，有效地提高了水果的品质和市场竞争力；同时，对国内外水果品质检测与分级技术研究中存在的问题及发展前景做了概括。     

苹果无损检测和品质分级技术研究进展及展望

中国苹果总产量高,但出口量占比低,高端苹果市场多被进口苹果所占领,主要原因是缺乏果品品质分级精选技术与装备,采摘后处理自动化程度低,大部分果品未经加工或简单粗加工后进入消费市场,果品品质不稳定,大大降低了市场竞争力。本文分别对苹果品质无损检测和分级技术的现状进行了研究进展分析,并对其发展进行了展望。苹果无损检测技术主要包括光谱、电特性、CT、色谱、电子鼻和计算机视觉技术,针对各种技术的功能特点和优缺点,提出了发展基于新型传感器技术的苹果气味检测方法;苹果品质分级则主要采用基于机器视觉的多特征分级方法,苹果品质无损检测技术与分级技术的有机结合是苹果品质分级技术的发展方向,同时这对于提高苹果产业竞争力具有促进作用。整体而言,中国苹果品质无损检测和分级技术发展需求紧迫,检测新技术如采用纳米科学、生物技术和人工智能方法的传感器技术及产品在苹果无损、品质分级检测方面具有巨大潜力,多技术的融合如集成电、光、气和计算机视觉等实时、高效、高精度的苹果品质分级系统可能是提高苹果分级品质和提升苹果产业竞争力的重要发展方向。     

高压脉冲电参数对果蔬介电特性的影响机理分析

高压脉冲电场预处理果蔬可以提高果蔬冻干速率、降低能耗。但研究运用果蔬介电特性在线监测冻干水分变化时,需要考虑高压脉冲电场电参数对果蔬介电特性的影响。为此,针对高压脉冲电场作用果蔬细胞层面,分析了电参数对果蔬介电特性的影响,对果蔬生物组织等效电路模型和电参数对果蔬等效电容、等效阻抗等介电特性的影响等方面进行了综述分析及机理分析,为高压脉冲电场预处理果蔬工艺参数优化提供了参考。     

基于电学特性的水果品质无损检测研究进展

无损检测技术(NDT)是指在不破坏待测样品的原始状态情况下,对其品质进行检测的一种方法.由于其快速、简便、高效,特别是非破坏性的优点,在果实品质检测中得到了广泛的应用.对水果品质的检测、定量评价和品质分级有助于提高水果经济价值和市场竞争力.近年来,基于光学特性、电子鼻、机器视觉、核磁共振、声学特性及电学特性等无损检测技术对果蔬品质检测的研究日益增多.     

桃10～4500 MHz间的介电特性与内部品质关系分析

以不同成熟度的银风桃为对象,利用同轴探头技术测量了25℃下10~4500MHz间桃肉和桃汁的介电参数,并测量了桃肉的含水率、桃汁的可溶性固形物含量、pH值和电导率,分析了介电特性和内部品质间的关系.结果表明,桃肉和桃汁的相对介电常数皆随着频率的增大单调减小,而介质损耗因数呈现"V"型的变化趋势.离子的导电性和偶极子的极化分别是引起低频和高频下介电损耗的主要原因.桃肉和桃汁的介电参数与可溶性固形物含量、pH值以及含水率间没有明显的线性关系.     

类球体果实生物力学特性研究综述

农产品果实在采集、运输、加工处理和储存等过程中不可避免会受到各种外部载荷,从而对果实造成机械损伤,因此全面深入了解果实的生物力学特性,对于现代农业的发展进步具有重要意义。尽管国内外学者对于果实的生物力学特性进行大量研究,然而尚无针对类球体果实生物力学特性的综述。为深入了解类球体果实的生物力学特性,总结果实力学特性的研究方法,重点讨论果实压缩力学特性、果皮拉伸力学特性和果实冲击力学特性三个方面的研究现状及进展。分析果实储存时间、储存温度和果实成熟度对其力学特性的影响,得出果实力学特性随影响因素变化的大致规律。通过对研究进展分析,指出果实生物力学特性的发展趋势。本文旨在为今后各种类球体农产品果实的生物力学特性研究提供研究方向和解决方法。     

基于计算机视觉技术的水果分级研究进展

较为全面地介绍了国内外基于计算机视觉技术的水果外观品质的单指标分级、多指标综合分级和水果内部品质检测分级的研究现状与方法,指出了现有研究中研究对象较单一、图像采集不全面、图像处理算法不多、精度不高等存在的主要问题.同时,提出了未来水果分级的发展方向,认为水果内外品质融合的一体化分级技术是未来的发展趋势.     

基于计算机视觉的水果实时分级技术发展与展望

概述了计算机视觉技术在农业中应用的主要方面,综合分析了目前国内外利用计算机视觉进行水果实时分级研究的现状及存在的问题,并提出了进一步研究的方向和途径。     

苹果含水率与介电常数关系模型的建构

介电常数与含水率有很高的相关性,可通过测量农产品的介电特性参数预测其干燥过程含水率,高压脉冲电场可有效加快干燥过程,但介电常数和含水率在此过程中的影响机理尚待进一步研究。为解决高压脉冲电场作用下果蔬介电常数与含水率之间关系的微观解释不明确问题,建立有效的苹果含水率与介电常数关系模型,本文以苹果为研究对象,三维模拟其内部电场参数,使用蒙特卡罗法对高压脉冲电场下苹果的介电特性进行理论模拟计算,把苹果内部宏观和微观介质作为集总参数来等效替代其内部整体结构。实验结果显示,当修正系数为8.96时,控制苹果相对水含率从88%逐步下降到18%,介电常数计算值与实测值间相对误差稳定在10%以内。研究为脉冲电场处理果蔬加工提供理论依据。     

可变透光智慧膜材料板应用于果树的经济性状对比研究

将可变透光智慧膜材料应用于低纬度高原桃树种植,对比试验结果表明,应用该材料可促进试验组花芽成长率、坐果率的提升,促进果实表皮发育,进而提升果实品质,提高桃树产量,改善桃树经济性状。可变透光智慧膜材料板可以改善果园光环境,实现果实的品质与产量双丰收,可增加果树种植户的经济效益,助力产业提升。      

两段式花生摘果特性试验研究

为探明两段式收获条件下花生摘果特性,提高花生联合收获机的收获质量,以江苏宿迁地区天府9号为试验对象,应用室内与田间试验相结合的研究方法,研究收获期影响摘果特性的主要因素,揭示花生荚果含水率、晾晒时间、果柄力学特性和摘果作业质量的内在关系。结果表明:基于不同的试验条件与方法,果柄拉断力有所差异,但随晾晒时间(含水率)变化趋势一致,在晾晒2~3天时,果柄拉断力达到峰值,且秧柄节点拉断力大于果柄节点;确定最佳摘果时间为晾晒5~6天,并经捡拾联合收获机摘果试验验证。研究结果为摘果装置的结构参数和运动参数提供了直接依据,并为两段式收获模式下最佳捡拾摘果时间提供了参考,同时为深入研究摘果效率与摘果损失提供了参考。