典型水果表面蜡含量的测量系统设计与实现

发布时间：2020-05-15 13:00

【摘要】：水果表面打蜡使水果表面光鲜亮丽且有对水果保鲜的功效。由不同种类的水果表面添加的食用蜡也是不同的,通常是无毒且无害的,食用蜡进入人体内,碳水化合物,脂类,有机酸都可以被人体消化吸收。一般情况下人也不会一次摄入大量的食用蜡,对人体不会造成危害,但食用过多会对人体排毒和分解器官如肝脏等造成负担过重,影响健康。为了确保食品安全和人体健康,加强水果表面残留量的检测已成为当前食品安全研究的热门话题。随着我国社会经济的快速发展,成分定性和定量检测方法的种类也各不相同。目前,国外有化学方法以及核磁共振,微波,介电,红外光谱等。在国内主要有浮力法、微波衰减法等,而对于一般的透明液体使用物理化学法、分光光度计检测法、液相色谱法、免疫分析法检测。虽然化学分析法作为国标法且检测准确,但该方法具有周期长、操作不方便等不足之处,所以通常采用的近红外光谱分析法,虽然操作较为简便但是检测灵敏度也相对较低,且相对误差较大。因此,研究操作简便、检测准确,同时具有低成本特点的检测方法就成为了一个急需解决的问题。本研究基于光电与传感技术,提出并设计了基于光散射的典型水果表面蜡含量测量的光电测量系统和基于Y型光纤的典型水果表面蜡含量测量的光电系统。设计的测量系统利用间接无损测量法,具有样品不受损的特点;同时采用高集成电子器件,实现了便携式的实时现场测量并分析水果表面的蜡含量。本研究的结果为检测水果表面蜡的残留量提供了一种有效的方法,具有重要的实际应用价值。论文主要研究内容如下:(1)提出并设计了光散射的典型水果表面蜡含量测量的光电测量系统。基于光散射原理,设计了一种基于光散射的小型测量系统。通过比较不同模型的评价参数选择了最佳测量距离。同时,预测了未知样品表面上的蜡含量来验证测量系统的可靠性。所设计的系统不仅具有小型化和无损测量,测量成本低等优点,还能够实时显示测量结果,测量速度快,实现了水果表面蜡含量近场测量。(2)提出并设计了一种基于Y型光纤的典型水果表面蜡含量测量的光电传感系统。基于光电传感技术,为了实现入射光和出射光的有效分离,采用多通道光纤作为传感器,设计的Y型光纤作为传感器的小型测量系统主要包括光源模块,光纤传感器模块,光电转换模块和数据处理模块等。结果表明,所设计测量系统的测量结果可靠性较高,满足对水果表面的蜡含量进行无损测量的要求,具有成本低,集成度高,实时测量的优点,实现了水果表面蜡含量远场测量。(3)对设计的典型水果表面蜡含量测量的光电系统和Y型光纤测量系统进行建模分析,并且对两种系统的模型进行稳定性、线性、可回收性几个方面的分析和评估,以验证该测量系统的可行性。研究结果表明,两种测量系统模型在稳定性、线性、可回收性方面都有很好的效果,两种测量系统完全能够满足测量的要求,可靠性较高。
【图文】：

理化指标,酯类,羟基酯,单酯

典型水果表面蜡含量的测量系统设计与实现蜂蜡主要由各种有机化合物组成[2]，主要成分是高级脂肪酸和一元醇合成的酯类，脂肪酸糖类。然而，由于蜂种，蜂蜜粉源植物和精制方法的差异，其成分具有一定的差异。为了对水果表面打蜡进行鉴别与监管，全球市场对于食用蜡含量的安全监管力度呈加强的势，也率先对食用蜡残留标准、规则进行了调整，根据食用蜡成分和含量制定了质量标准，内容与要求主要包括了食用蜡质量标准的适用范围、定义、检测方法及其理化指标等数据。食用蜡的主要理化指标如图 1.1 所示。

光电检测系统,检测系统

下是世界的支柱产业。它是竞争激烈，，发展最快的高科技产业的主力军。电子技术中最重要的功能系统是光电检测系统，它将光学信息或其他可以转换息转换成电信息。一般而言，主动检测系统与被动检测系统是光电检测系统的两如图 1.1(a)(b)所示[40]。信息源来自被测物体本身的辐射，称为被动检测系统，以是来自被测物体的信号，其反射和散射自然辐射源，例如太阳。主动检测系光学量，主动检测系统不利用信息源本身的辐射。主动检测系统通常将非光量号，然后通过调制器将信息加载到电信号上以进行传输；主动检测系统目前已制导和激光检测等领域。(a) 被动探测系统的组成
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS255.7;TN253;O439

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