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高光谱应用：葡萄糖度实时在线检测

高光谱应用：葡萄糖度实时在线检测 爱博能
2025-01-05
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导读：葡萄甜不甜？

阅读关键词：高光谱技术  水果分选  近红外光谱

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背景
酸甜度是水果的重要评价成分，对水果的口感、香气等品质特征具有显著影响。然而，含糖量高中的某些水果可能对人体健康产生潜在危害。对水果质量的检查，包括外观形态检测和内部品质检测。外部检测对象包括颜色、大小和外部缺陷等形态参数，而内部品质检测对象主要包括口感、糖度、酸度等。
目前，水果糖度检测，特别是以葡萄为代表的整串（串状）水果的检测方式，主要依靠破坏性取样进行，不但工作量大，而且难以实现快速、准确和连续测量。
因此对其浓度进行准确分析显得尤为重要。高光谱技术作为一种新兴的分析手段，具有光谱分辨率高、测量范围广、图谱合一等特点，在浓度分析领域具有广阔的应用前景。


2

实验设备

1、试验对象：晴王葡萄。

2、试验设备：实验室高光谱HY-8030系列。8030系列核心为900-1700nm近红外高光谱相机。

采集到的高光谱数据和可见光图像传输到采集控制和数据处理单元内，通过上位机软件进行控制与处理。根据待测物不同，提前验证算法进行建模，数据处理单元可实时对待测物进行物质成分的检测分类。




3

实验结论
根据糖度分为三类，如下图所示：


分别采集葡萄底端颗粒数据，同时对每颗样品立即进行切片，对应标号（1-12），利用测糖仪记录糖度值，结果如下图所示：


深度学习建模，分类结果如下图所示：结论：
1、经过深度学习建模，从颜色渲染图可以区分出阳光玫瑰的糖度，糖度渲染结果跟测糖仪结果吻合，其中1类为（2 11），2类为（3 4 7 8 10 12），3类为（1 5 6 9 ），部分数据还存在误识别情况，可通过提高数据量减少误差。
2、实验结果验证了可以通过900-1700nm近红外高光谱测量葡萄糖度。



4

数据模型推理
结论：测试样品真值均值为17.6 模型推理结果均值为18.32，相差结果0.72。
这是一次初步的验证和试验，根据内部评估，在测试环境更加严谨，专业化，标准化后，结合更多的数据的训练，晴王葡萄可以做到±0.5甜度差异内分类，具备市场产业化可行性。

左：上午采集用于建模， 右：下午采集用于验证





文章来源：杭州高谱

地址：广州市天河区广汕二路602号惠诚大厦B座403号
电话：020-89858550
E-mail：market@exponentsci.com
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爱博能（广州）科学技术有限公司是一家以光谱学和光电传感为基础的多元化高科技公司，致力于生物制药、生态环保、安防等多个领域内产品的研制开发、生产销售和技术服务等工作。为客户提供仪器、消耗品和应用服务。
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