分析在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)中如何運(yùn)用無損檢測(cè)技術(shù)

陸論學(xué)

（崇左市江州區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站廣西 崇左 532200）

分析在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)中如何運(yùn)用無損檢測(cè)技術(shù)

陸論學(xué)

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隨著改革開放以來，我國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的要求也越來越高，同時(shí)也越來越重視農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)的研究和發(fā)展。為了能更好地走向國(guó)際市場(chǎng)，要重視無損檢測(cè)技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)中的應(yīng)用，這對(duì)加大我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的參與度，縮短我國(guó)與國(guó)際優(yōu)秀的檢測(cè)水平的距離有著至關(guān)重要的積極影響。本文簡(jiǎn)要分析了無損檢測(cè)技術(shù)的主要方法及原理，深入探討無損檢測(cè)技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)中的應(yīng)用，并對(duì)其未來的發(fā)展趨勢(shì)提出了針對(duì)性建議。

農(nóng)產(chǎn)品；質(zhì)量檢測(cè)；無損檢測(cè)技術(shù)；應(yīng)用

1 前言

近年來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，人民生活水平不斷提高，人們?cè)絹碓街匾暿称钒踩珕栴}，同時(shí)人們也對(duì)食品安全的前提——農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全提出了更高的要求。加入世界貿(mào)易組織后，中國(guó)農(nóng)產(chǎn)品邁向國(guó)際市場(chǎng)由原來的關(guān)稅問題的局限變成現(xiàn)在的技術(shù)問題的局限，同時(shí)國(guó)際市場(chǎng)對(duì)食品的安全和作用的關(guān)注度也越來越高；另外，在食品質(zhì)量檢測(cè)方面，生產(chǎn)方、消費(fèi)者及政府監(jiān)管部門對(duì)其要求有了更大的改變，要求檢測(cè)技術(shù)有著較高的無損性、實(shí)時(shí)性等。在當(dāng)前的形勢(shì)下，效率高、速度快、現(xiàn)代化的檢測(cè)設(shè)備和技術(shù)的研究和發(fā)展在科技檢測(cè)領(lǐng)域中成為了首要任務(wù)。尤其是社會(huì)越來越重視聲波、核磁共振、電學(xué)特性、光學(xué)特性、X射線、機(jī)器視覺技術(shù)等無損檢測(cè)技術(shù)的研究與應(yīng)用，而且與其有關(guān)的智能識(shí)別、多檢測(cè)手段融合等新興技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全范疇中得到拓展，為進(jìn)行無損檢測(cè)技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)中的應(yīng)用研究活動(dòng)奠定了必要的理論基礎(chǔ)。

2 無損檢測(cè)技術(shù)的主要方法及原理

無損檢測(cè)技術(shù)，簡(jiǎn)稱NDT，是指在不對(duì)檢測(cè)對(duì)象造成破壞的基礎(chǔ)上，通過農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在異常或漏洞情況從而引起對(duì)熱、光、磁等反應(yīng)的改變，來檢測(cè)農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)部及表面的漏洞，同時(shí)判斷出其類型、性質(zhì)特點(diǎn)等。按照無損檢測(cè)技術(shù)的不同原理，檢測(cè)技術(shù)的主要方法大概分為光學(xué)、聲學(xué)、電學(xué)等特性分析法以及機(jī)器視覺檢測(cè)技術(shù)、X射線檢測(cè)技術(shù)、核磁共振檢測(cè)技術(shù)等。

2.1 從光學(xué)特性來分析檢測(cè)

在當(dāng)下，從光學(xué)特性來分析檢測(cè)水果內(nèi)部品質(zhì)的方法主要有：透射法、漫反射法、規(guī)則反射法。因?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外部特性的不同，使得其在不同光波的反應(yīng)下有著不一樣的反射現(xiàn)象或者吸收現(xiàn)象，根據(jù)這一原理，結(jié)合光學(xué)檢測(cè)設(shè)備，對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行無損檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的有效檢測(cè)。

2.2 從聲學(xué)特性來分析檢測(cè)

可根據(jù)農(nóng)產(chǎn)品在聲波影響下所表現(xiàn)的反射、散射、吸收、透射、傳播速度及本身固有頻率等特性來判別和檢測(cè)農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量問題，從而達(dá)到無損檢測(cè)的目的。

2.3 利用機(jī)器視覺技術(shù)來進(jìn)行檢測(cè)

機(jī)器視覺技術(shù)是將計(jì)算機(jī)與圖像獲取模塊作為檢測(cè)工具，通過利用圖像處理分析、人工智能識(shí)別等技術(shù)來處理圖像信號(hào)，同時(shí)從中分析獲取特定信息。而且不用與檢測(cè)對(duì)象接觸就可根據(jù)圖像信號(hào)獲取眾多的信息，分析出產(chǎn)品的外觀特性、表面缺陷等信息，從而對(duì)其進(jìn)行外觀質(zhì)量的綜合性判別與評(píng)價(jià)。

2.4 從電磁特性來進(jìn)行檢測(cè)

根據(jù)不同樣品在電磁場(chǎng)中其電磁特性數(shù)值的變化來呈現(xiàn)樣品的各種特性。此方法在設(shè)備的需求、檢測(cè)數(shù)據(jù)的處理和信息的獲取方面都較為容易，該方法也得到了較為廣泛的應(yīng)用。

2.5 X射線檢測(cè)技術(shù)

X射線有著極高的穿透本領(lǐng)、較強(qiáng)的熒光作用、良好的反射衍射等特性。通過X射線的穿透作用來獲取樣品相關(guān)的圖像信息，從而探測(cè)樣品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；通過X射線的熒光作用和衍射作用來探測(cè)樣品重金屬元素等含量的情況。

3 無損檢測(cè)技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)中的應(yīng)用

在當(dāng)下，通過X射線、光學(xué)、聲學(xué)特性等方法，對(duì)農(nóng)產(chǎn)品蛋白質(zhì)、氨基酸、淀粉等營(yíng)養(yǎng)成分和維生素、黃酮等功能成分，以及焦油、毒素等有害物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)。如表1所示，根據(jù)不同的產(chǎn)品類別，有著不同的檢測(cè)指標(biāo)。

表1 無損檢測(cè)技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品中的應(yīng)用

3.1 在水果蔬菜等產(chǎn)品檢測(cè)中的應(yīng)用

秦文、陳宗道等[1]在對(duì)水果蔬菜等產(chǎn)品檢測(cè)研究中，采用胡蘿卜、生菜等為原料，研究原料在干燥情況下其質(zhì)量與電容、含水量等變化規(guī)律和它們之間的關(guān)聯(lián)。研究結(jié)果顯示，在60℃溫度下干燥水果蔬菜，其含水量會(huì)隨著干燥用時(shí)長(zhǎng)而降低，直到變化一定時(shí)，其質(zhì)量不發(fā)生改變，電容亦同。這表明在干燥中對(duì)含水量的檢測(cè)可以根據(jù)檢測(cè)相對(duì)的電容數(shù)值來進(jìn)行計(jì)算，從而達(dá)到無損檢測(cè)的目的。

3.2 在谷物等農(nóng)作物檢測(cè)中的應(yīng)用

米雙山等[2]在對(duì)谷物等農(nóng)作物的檢測(cè)研究方面，將谷物放置在電磁場(chǎng)不均勻的環(huán)境中，使得電介質(zhì)發(fā)生極化現(xiàn)象，與電極離得較近的兩端會(huì)出現(xiàn)相同量值、相反符號(hào)的電荷。在電場(chǎng)均勻的環(huán)境中，電介質(zhì)的極化作用的強(qiáng)弱和其介電常數(shù)有著非常密切的關(guān)系，介電常數(shù)隨著極化作用的增強(qiáng)而變大。研究結(jié)果顯示，具有較強(qiáng)生命力的谷物其介電常數(shù)較小，生命力弱的谷物其介電常數(shù)較高，根據(jù)此原理，可以通過對(duì)介電常數(shù)等特性的不同來對(duì)谷物進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)。

3.3 在魚類等水產(chǎn)檢測(cè)中的應(yīng)用

徐建瑜等[3]在魚類等水產(chǎn)檢測(cè)研究方面，通過機(jī)器視覺技術(shù)將獲取圖像信息變換到HSV空間，從而獲得魚體的明度數(shù)值，同符合標(biāo)準(zhǔn)的無色玻璃蓋住的灰度等級(jí)的明度數(shù)值比較與使用以線性函數(shù)為插值函數(shù)的插值方法，大致使用明度等級(jí)來表示魚類的明暗度，探究魚類在不同環(huán)境條件下的適應(yīng)力與在應(yīng)激條件下的魚類體色的變化。研究結(jié)果表面，此方法能夠很好地顯示出魚類體色的亮暗變化。

4 對(duì)其未來的發(fā)展趨勢(shì)提出了針對(duì)性建議

光譜成像技術(shù)和計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的結(jié)合力度，創(chuàng)造新興的無損檢測(cè)手段和檢測(cè)技術(shù)；④為了提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)的自動(dòng)化、實(shí)時(shí)性，要進(jìn)一步研究多種傳感器集成技術(shù)；⑤為了增強(qiáng)圖像處理、智能識(shí)別的有效性、快速性和準(zhǔn)確性等，要加強(qiáng)圖像處理技術(shù)和智能識(shí)別技術(shù)的探究。

5 結(jié)語

在當(dāng)前形勢(shì)下，我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品在質(zhì)量檢測(cè)尤其是在品質(zhì)檢測(cè)方面的技術(shù)研究與國(guó)外先進(jìn)檢測(cè)技術(shù)還存在一定的差距，而無損檢測(cè)技術(shù)在大多數(shù)情況下僅僅是對(duì)產(chǎn)品的某一個(gè)項(xiàng)目來進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)其內(nèi)在的多種品質(zhì)的綜合性檢測(cè)方法的探究很少，因此，數(shù)據(jù)處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等技術(shù)的發(fā)展給農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)方面的無損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展帶來了廣闊的平臺(tái)和更多的機(jī)會(huì)。加強(qiáng)無損檢測(cè)技術(shù)與高新技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，對(duì)提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，提高國(guó)際市場(chǎng)的參與度、競(jìng)爭(zhēng)力，提高檢測(cè)人員的工作效率有著非常重要的積極意義，同時(shí)能為社會(huì)帶來更為深遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。[1]秦文，陳宗道，羽倉羲雄，等.食品的介電特性在食品干燥過程中的在線無損檢測(cè)技術(shù)[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2005（8）：52～56.

[2]米雙山，李百儆，智慧.基于種子介電特性的分選試驗(yàn)研究[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，8（2）：15～17.

[3]徐建瑜，姜雄暉，劉鷹.基于計(jì)算機(jī)視覺的魚體色明暗程度量化方法.農(nóng)機(jī)化研究，2006（6）：140～142.

[4]張雷蕾，李永玉，彭彥昆，等.基于高光譜成像技術(shù)的豬肉新鮮度評(píng)價(jià).農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2012，8（7）：254～259.

[5]樊玉霞，廖宜濤，成芳.基于可見/近紅外光譜分析技術(shù)的豬肉肉糜品質(zhì)檢測(cè)研究.光譜學(xué)與光譜分析，2011，31（10）：2734～2737.

S12

A

1004-7344（2016）16-0201-02

2016-5-11

陸論學(xué)（1975-），男，助理工程師，大專，主要從事農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣工作。