[发明专利]一种近红外光谱的标定方法及其应用的水果品质检测系统

说明书

本发明公开了一种近红外光谱的标定方法及其应用的水果品质检测系统，标定方法通过预先对多种对固定波长具有特征吸收峰的标准品进行标定，为0号标准机台设置标准参考板0并对其进行光谱标定；依据标准参考板0的光谱参数为随机台配套标准参考板i，对新机台进行光谱出厂标定，使得出厂的不同机台的光谱初始参数一致；在机台使用时，根据需要依据其对应的随机台配置标准参考板i对机台进行光谱参数校正，使得水果的检测模型0可以在不同机台进行随机迁移；通过应用本发明可以实现在不同机台的检测系统中进行随机迁移，不会影响其检测精度。

技术领域

本发明涉及一种光谱分析技术领域，特别涉及一种近红外光谱的标定方法，本发明还涉及了该近红外光谱的标定方法应用的水果品质检测系统。

背景技术

近红外光谱分析技术是一种快速、无损的绿色分析技术，非常适合于过程分析领域。同时，它也是一种二次测量技术，它的成功应用依赖于性能优良的校正模型的建立，而校正模型的性能又取决于实验设计的合理性、数据处理方法和校正模型建立方法的科学性。

水果内部组分十分丰富，不同组分含氢基团较多，水果主要内部品质的可溶性固形物(糖度)约占9％～16％，含量高，信号强，适宜通过光谱采集和分析来实现其品质检测。光谱采集和分析的主要工作原理包括：当水果内部的可溶性固形物分子受到红外线照射时，被激发产生共振，同时光的能量一部分被吸收，测量其吸收光，可以得到具有特征吸收峰的图谱，由于不同物质在近红外区域均有丰富的吸收光谱，每种成分均有其对应的特定吸收特征，因此这为通过近红外光谱定量分析对水果进行品质检测提供了技术基础。

通过单一可见的近红外光谱采集系统，然后采用合理的试验方法，获取稳定的水果光谱和正确的水果内部品质的理化指标，最后采用科学的数据处理方法建立校正模型，可以对水果内部品质进行比较稳定的检测效果，这方面的报道在国内外众多文献和专利中都有公开介绍。

然而申请人发现在实际生产应用中，检测效果优异的检测模型往往不能直接迁移到其他近红外光谱采集设备中，或迁移过去后所实现的检测结果很差，这主要是因为不同水果品质检测系统的近红外光谱采集系体硬件通常具有差异性，具体包括有分光传感器的差异、光源的差异以及电路系统的差异等。

为了消除不同仪器之间的台间差以利于模型迁移，已有技术提出在光谱采集过程中做实时参比，例如：专利号为ZL201210545938.2的发明专利介绍了一种通过在采集探头的光路内设计可自动切换的白板、黑板和通孔，自动采集全反射参考光谱、暗光谱和样品光谱，进行光谱的自动标定。然而该方法存在光路结构复杂、在内部结构运动的过程中容易引入新的信号干扰问题。

因此，有必要提出寻求新的技术方案来解决以上技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种近红外光谱的标定方法及其应用的水果品质检测系统，通过应用本发明可以实现在不同机台的检测系统中进行随机迁移，不会影响其检测精度。

本发明采用的技术方案如下：

一种近红外光谱的标定方法，用于水果品质检测系统，通过预先对多种对固定波长具有特征吸收峰的标准品进行标定，为0号标准机台设置标准参考板0并对其进行光谱标定；依据标准参考板0的光谱参数为随机台配套标准参考板i，对新机台进行光谱出厂标定，使得出厂的不同机台的光谱初始参数一致；在机台使用时，根据需要依据其对应的随机台配置标准参考板i对机台进行光谱参数校正，使得水果的检测模型0可以在不同机台进行随机迁移。

优选地，包括如下操作步骤：

S10)、预先对分光光度传感器的波长进行标定，其标定样品包括多种对固定波长具有特征吸收峰的标准品；

S20)、对0号标准机台进行光谱标定：将0号标准机台在光源亮度参数为PWM0条件下采集标准参考板0的参考能量光谱和暗能量光谱，依据该光谱数据建立水果检测模型0，所述PWM0包括固定的曝光时间和光源的亮度参数；