農(nóng)業(yè)物料的光學(xué)特性課件

第七章農(nóng)業(yè)物料的光學(xué)特性教學(xué)內(nèi)容：1光在農(nóng)業(yè)物料中的傳播及其相互作用2農(nóng)業(yè)物料的光學(xué)特性3在農(nóng)業(yè)工程中的應(yīng)用學(xué)習(xí)要求：1掌握農(nóng)業(yè)物料的光學(xué)特性包括哪些內(nèi)容2了解光學(xué)特性在農(nóng)業(yè)工程中的應(yīng)用

反射、吸收、透光和發(fā)光等構(gòu)成了農(nóng)業(yè)物料的光學(xué)特性。這些射線能量的大小與物體特性及入射能大小有關(guān)。第一節(jié)光在農(nóng)業(yè)物料中的傳播

及其相互作用圖光在農(nóng)業(yè)物料中的傳播熒光是在一定波長內(nèi)一種物料被能量激發(fā)而放射出的光能，它的波長不同于激發(fā)能的波長。延遲發(fā)光是在除去光源后由物料發(fā)射出來的光。反射光提供了農(nóng)產(chǎn)品表面特征的信息，如顏色、表面缺陷、病變和損傷等。光的吸收和透射則是農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成、內(nèi)部顏色和缺陷等信息的載體。對這些量的分析可以判斷農(nóng)業(yè)物料的不同顏色、區(qū)分質(zhì)量優(yōu)劣、指示成熟與否，從而可以對農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行分選和質(zhì)量分析。一、光的反射特性當(dāng)一束平行光照射到農(nóng)業(yè)物料表面時，如果入射光強(qiáng)度為IO，反射光強(qiáng)度為IR，則光的反射率R為被物料反射回來的光波強(qiáng)度IR與射向物料總光波強(qiáng)度IO之百分比，即R=（

IR/IO

）×100%第二節(jié)農(nóng)業(yè)物料的光學(xué)特性隨著檸檬成熟度提高、表皮逐漸由綠變黃，標(biāo)志波長反射率逐漸提高。如圖影響農(nóng)業(yè)物料光反射的因素主要有：(1)物料類型；(2)不同發(fā)育成熟階段。透射方式：下圖表示番茄在不同成熟階段的透光率曲線。由圖可知，在波長

675nm附近有明顯吸收帶，隨著番茄不斷成熟，吸光度逐漸下降。綠色的含有葉綠素的農(nóng)產(chǎn)品如番茄、桔子、柿子、茶葉等在用光照射激勵后的若干秒內(nèi)其表面會發(fā)光，我們把這種現(xiàn)象稱作延遲發(fā)光。延遲發(fā)光與光合作用的可逆性有關(guān)。延遲發(fā)光強(qiáng)度與農(nóng)產(chǎn)品葉綠素含量有明顯的相關(guān)性。隨著這些產(chǎn)品的成熟度不斷地提高。葉綠素含量不斷地下降，延遲發(fā)光強(qiáng)度也隨之下降。三、物料的延遲發(fā)光特性

利用近紅外可以檢測豆?jié){的濃度，為添加適量的凝固劑提供依據(jù)。瓶裝腐乳中成分的快速檢測3.近紅外儀在蘋果糖度檢測上的應(yīng)用1、水果漫反射光譜采集系統(tǒng)例1西梅樣品近紅外漫反射光譜圖

2、水果SSC破壞性檢測例21、漫透射光譜采集系統(tǒng)

2、光譜指標(biāo)吸收率

透過率：波長為λ時樣品光譜強(qiáng)度；：是波長為λ時暗場光譜的強(qiáng)度；：波長為λ時參比光譜的強(qiáng)度。3、光譜采集中主要需要注意的幾個問題：

積分時間（integrationtime）

、離散光譜累計采集次數(shù)（Average）、廂車法平滑寬度（Boxcar）等。

樣品光譜圖西瓜樣品的可見/近紅外光譜SSC檢測建模結(jié)果散點圖及預(yù)測結(jié)果散點圖

乙烯催熟瓜與正常成熟瓜分類試驗研究近紅外光譜定性判別分析步驟：

1）標(biāo)準(zhǔn)樣品集光譜建立；2）光譜校正及預(yù)處理；3）光譜特征提取；4）定性判別模型的建立與評價；5）未知樣品定性判別分析。例2透過率之比判別分析法

727nm和810nm處有兩個重要的特征峰，對于經(jīng)乙烯處理和未經(jīng)乙烯處理的西瓜來說727nm處和810nm處的透過率之比有較為明顯的差異。