西瓜品质检测
基于声学特性的西瓜糖度检测系统
特征频率点数量范围的确定
由图 2 可见，选取的频率点数量越多，则模型的相关 系数越高。频率点数量在 1～4 之间时，相关系数 R 小于 0.8 或在 0.8 附近；频率点数量在 4～10 之间时，相关系 数在 0.85～0.95 之间；频率点数量大于 10 之后，相关系 数均大于 0.95。 比较图3和图4，随着模型的校正均方根误差值降低， RMSEC 与 RMSEP 相差逐步增大。选取的频率点数量小于 5 时，模型普遍稳定但相关性不高；选取的频率点数量大于 10 时，检测精度和模型稳定性普遍降低，因此频率点数量 选择在变化较稳定的 6～10 范围较为适宜。
测试点的标记 在西瓜表面选择6 个典型位置作为测试点,试验时，敲 击处的测试点称为敲击点，其余点均称作接收点，并分别 进行标记：1 号点为梗部，2 号点为蒂部，3 号至6 号点均 布在西瓜赤道部位，其中3 号点为西瓜靠地点或靠地点附 近，5 号点位于3 号点对侧，4 号点和6 号点分别均布在3 号 点和5 号点之间。 在每一个测试点都贴上1 个压电式加速度传感器，并标 记为对应的编号。试验时，敲击点i 和接收点j 的加速度信 号共同组成一个敲击-接收点组合ij(i,j 为测试点编号，且 i≠j)。
声学检测方法受干扰较少，检测装置成本低廉、可在野外等各种环境中 工作，且料的声学特性是指物料在声波作用下的反射特性、散射特性、透射特性、 吸收特性、衰减系数和传播速度及其本身的声阻抗与固有频率等，它们反映了声波与 物料相互作用的基本规律。近年，声学特性在农产品无损检测技术中的研究和应用发 展那很快。目前，美国在这方面的研究处于领先地位。
肖珂等提出使用短时能量和过零率提取打击信号的算法来准确判断打击信号 的起始点，可以较准确地检测西瓜成熟度。
於锋在研究西瓜非生物学信息基础上完善了声学检测西瓜系统。
西瓜无损检测方法
原理： 西瓜成熟度的根本是 果蔬糖度、酸度、果 肉软硬程度等内部品 质指标。而有损检测 的最大特点就是要打 开西瓜才能验明正身
方法：糖度计等检测
ห้องสมุดไป่ตู้
无损检测
• NDT （Non-destructive testing），就是利 用声、光、磁和电等特性，在不损害或不 影响被检对象（西瓜）使用性能的前提下， 检测被检对象中是否存在缺陷或不均匀性， 给出缺陷的大小、位置、性质和数量等信 息，进而判定被检对象所处技术状态（品 质等）的所有技术手段的总称。
其他方法
除此之外, 还常利用密度、硬度、强制变形及生物传 感器等技术方法对果蔬进行无损检测与分选。
各种方法的评价与展望
对于各种无损检测方法, 它们各有自己的优缺点。 光学检测中利用红外光照射和红外反射所得的图像进行分析,
来检测西瓜产品是否有损伤, 但只能对西瓜表面的损伤进 行较好的检测; 力学检验中撞击技术则容易对西瓜造成新的损伤; 电学检测 尚在研究； 核磁共振检测、电子鼻检测其实验仪器成本较高； 声学特性则是实现硬度自动检测的有效方法; 机器视觉技术的应用是实现西瓜产品品质自动识别和分级的 最有效的方法。
很多学者就对果蔬产品的声波振动特性进行过深入研究, 他们把坚硬系数f 2m 2ö3 (f 和m 分别各自代表第二共鸣频 率和果蔬的质量) [5][6][7]作为果蔬产品硬度品质的独立指 标。
利用核磁共振技术
果蔬在成熟过程中，水、油和糖的氢质子的迁移率会随其 含量的变化而变化。另外，水、油、糖的浓度和迁移率还 与其他一些因素( 如机械破损、组织衰竭、腐烂、虫害以 及霜冻损害等)有关[8]。 基于以上特点，核磁共振可用于检测西瓜的压伤、虫 害、成熟度等。
期
挑选瓜果知识点总结
挑选瓜果知识点总结
1. 水果的香味：许多水果在成熟的时候会散发出浓郁的香味。
因此，在挑选瓜果的时候，可以先用鼻子闻一下水果的香味，如果水果有香味，那就说明它很可能已经成熟了。
2. 视觉检查：观察瓜果的外观是挑选瓜果的一个重要步骤。
果皮应该光滑、无明显的裂纹或磕碰，颜色应该均匀，没有烂熟或淡黄色的部分。
另外，一些瓜类水果应该有清晰的纹路，如西瓜应该有清晰的条纹，甜瓜应该有清晰的网纹。
3. 触摸检查：用手指轻轻按一下瓜果的表面，如果果肉有一些弹性，但不是太硬或太软，那就说明水果的成熟度适中。
如果果肉太硬可能还没有成熟，如果果肉太软可能已经过熟了。
4. 敲击检查：有些瓜类水果，如西瓜和哈密瓜，可以通过敲击来判断成熟度。
成熟的瓜果应该发出浑厚而空洞的声音，如果声音很浑浊或沉闷，可能瓜果并不是很成熟。
5. 尾梗检查：一些水果的尾梗可以通过其形状和颜色来判断成熟度。
比如香蕉的尾梗颜色应该是金黄色，如果是绿色可能还不够成熟。
6. 大小检查：一般来说，成熟的水果会比较饱满，大小适中，太小或者太大的水果可能并不是很好的选择。
7. 产地和季节：选择当地产的水果是比较好的选择，因为这样的水果一般在采摘后的时间短，营养和口感会更好。
另外，选择在成熟季节采摘的水果也有利于挑选到新鲜的水果。
总的来说，挑选瓜果是一个综合考虑多种因素的过程，需要依靠观察、嗅觉、触觉等多种感官来判断。
掌握好这些挑选瓜果的技巧和知识点，相信大家在以后的生活中会更加得心应手。
不同西瓜品种产量及品质对比试验_王光锋
SHANGHAI VEGETABLES
2016（2）:12~4
不同西瓜品种产量及品质对比试验
王光锋 1 孙利利 1 孙志伟 1 王成军 1 卢红霞 2 甘 良 2 徐志豪 3*
（1. 浙农农业科技有限公司，浙江杭州 310015；2. 浙江农资集团有限公司，浙江杭州 310053； 3. 浙江省农业科学院蔬菜研究所，浙江杭州 310021）
[2] 吴晓燕 . 晋城西瓜各生育期病虫害防治技术[J]. 农 业技术与装备，2014（02）：46~48.
- 13 -
上海蔬菜 ·良种选育·
SHANGHAI VEGETABLES
番茄新品种比较试验*
2016（2）:14~15
潘 红 1 孔令娟 2** 杨春艳 1
（1. 上海市浦东新区农Байду номын сангаас技术推广中心，上海 201201；2. 上海市农业技术推广服务中心，上海 201103）
1 材料与方法
1.1 试验材料 供试品种为绿凤凰、黄凤凰、农科 703、蜜童、新
仙都、美都、新蜜都、金都、嘉年华五号，对照品种为 8424。 1.2 试验方法
2015 年试验设在浙江农资集团现代农业示范 园试验大棚内，大棚规格为 60m×8m，土壤为壤土偏 粘 ，前 茬 为 水 稻 。 每 棚 施 有 机 肥 1000kg、硫 酸 钾 10kg、糖 醇 钙 镁 调 理 肥 12.5kg、复 合 肥（15- 15- 15） 37.5kg 作基肥。各参试西瓜品种于 7 月 22 日播种， 2 叶 1 心时移栽定植，株行距为 50cm×200cm，双蔓整 枝，其他栽培管理措施同常规。 1.3 调查统计方法
每 小 区 取 10 株 ，调 查 果 形 、单 瓜 质 量 、果 皮 厚 度、果实中心糖含量和边缘糖含量等品质性状。10 月
国内外瓜果品质的无损检测技术
国内外瓜果品质的无损检测技术滕 斌 王 俊(浙江大学农业工程与食品科学学院 杭州 310029) 摘要 介绍国内外瓜果品质的无损检测技术,通过对瓜果的电学特性、声学特性、光学特性、核磁振及振动特性来对一些瓜果的品质进行检测,检测结果更加准确。
关键词 瓜果品质 无损检测 应用 进展 近年来,随着对水果需求的提高,国内外水果品种增多,产量逐年上升,人们对水果品质也有了更高的要求。
许多研究表明水果在采摘、包装、储运及加工等作业环节中的损失率高达30.45%,其主要原因:一是不同成熟度的水果相互混杂,二是病害果掺杂在正常果之间,三是作业中受到各种力的作用而导致机械损伤。
若能根据水果的不同物理特性对果品品质进行评定与分级,从而对过于成熟和不新鲜的水果能及时加工,对提高储藏质量是非常重要的,而在流通及销售中,如能实现严格的质量分级和大小分级,既能保护消费者的利益,又可提高水果的加工质量和出品等级。
为此,国内外许多科研工作者对水果的物理特性进行了大量的研究。
1 利用水果的电学特性进行果品品质评价国外对水果电学特性的研究起步较早,Thompson and Zaehariah (1971)在300～900MHz 的频率范围对苹果的介电特性进行了研究,发现苹果的介电特性随其成熟度的不同而变化,未成熟果的介电常数在这个频率范围内几乎保持不变,而成熟的苹果随着频率的增加介电常数减少。
Nelson 等人(1993～1995)在0.2～20GHz 的频率范围上对一些水果进行了研究,结果介电常数随水果种类的不同而不同,但是在这段频率范围内,所测试水果的介电常数随频率增加均匀稳定减少,损耗因数随频率的增加开始呈减少趋势,但对水果的电特性和水果内部品质之间的相互关系没有进一步研究。
张立彬等人(1996)进行了苹果、梨的电学特性与新鲜度的关系的研究,随着水果新鲜度的降低,在切片组织腐烂或损伤与非腐烂或无损伤的两种情况下,它们的电特性与正常组织相比,呈现相反的变化,在切片组织已有腐烂或损伤的情况下,其等效阻抗值显著地比新鲜的正常果肉要小,而相对介电常数及损耗因数则比正常组织来得大。
西瓜质量检测标准
西瓜质量检测标准主要包括以下几个方面：
1. 外观质量：西瓜的外观应该完整无损，没有病虫害和机械损伤。
表皮颜色应均匀一致，没有明显的斑点或瑕疵。
瓜蒂部分应该干燥，没有腐烂现象。
2. 大小和形状：西瓜的大小和形状应该符合品种特征。
一般来说，西瓜的形状应该是圆形或椭圆形，直径在5-10厘米之间。
过大或过小的西瓜可能会影响其口感和品质。
3. 重量：西瓜的重量也是一个重要的质量指标。
一般来说，每个西瓜的重量应该在2-5公斤之间。
过轻或过重的西瓜可能会影响其口感和营养价值。
4. 内部质量：西瓜的内部应该肉质饱满，颜色鲜艳，没有空心或烂心的现象。
切开后，可以看到水分充足，瓜肉细腻，没有硬块或杂质。
5. 糖度和口感：西瓜的糖度是衡量其甜度的一个重要指标。
一般来说，成熟的西瓜糖度应该在10-12度之间。
此外，西瓜的口感也应该清脆多汁，没有干涩或粘稠的感觉。
6. 营养成分：西瓜含有丰富的维生素和矿物质，如维生素C、钾、镁等。
高质量的西瓜应该含有适量的这些营养成分。
7. 安全性：西瓜应该是无污染、无农药残留的安全食品。
在购买和食用西瓜时，应该注意检查其是否有病虫害和农药残留的迹象。
农产品品质的无损检测技术
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第 ３期
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君 ： 产 品 品 质 的 无 损 检测 技 术 农
２３ ６
西 瓜 的打击声 波功 率谱 曲线 如 图 ３ 示 。 所
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针 对木瓜 果进行 了成熟 度 和 硬 度 测 试 。２ ０ ０ ０年 ， Ｃ ａｋ发 现声 波通过 西 瓜 的 衰 减 时 间 和西 瓜 的 硬 ｌｒ
ｆ Ｈｚ ／
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度 密切相 关 ， 且 衰 减 时 间 随 着 西 瓜成 熟 度 的 提 并
（）适 成 熟 西瓜 ｂ
（） 成 熟 西 瓜 ｃ过
图 ２ 西瓜的声学特性 曲线
收 稿 日期 ： ０ ６０ — ５ ２ ０ —４ １
基 金 项 目 ：江苏 省 自然科 学 基 金 资 助 项 目 （ Ｋ２０ ０ ６ Ｂ ０３４）
作 简 学 ． １ ８ ） 湖 春 黄 理 学 高 工 师，要从 品 械产 的 计与 造 教 者 介： 研 ９ 一 ， 北蕲 人，石 工 院 级 程 主 事食 机 品 设 制 及 畸． ６ 女， 究 茎（
维普资讯
第 ２ 卷 第 ３期 ７ 长 春 工 业 大 学 学 报（ 自然 科 学 版 ） ２０ ０ ６年 ９月 Ｊ ｕｎ ｌ ｆ ｈ ｎ ｃ ｕ ｎｖｒｉ ｆ ｅｈ ｎ ｌｇ （ ｔｒｌ ｃｅｃ ｄｔ ｎ ｏ ｒ ａ ｏ ａ ｇｈ ｎＵ ｉｅｓ ｙｏ ｅｏ ｏｏ ｙ Ｎａｕａ Ｓ ｉｎｅＥ ｉｏ ） Ｃ ｔ Ｔ ｉ
文 章 编 号 ： ０ ６２ ３ （０ ６ ０ —２ ２０ １０ —９ ９ ２ ０ ）３０ ６—５
Ｖ １ ７ Ｎ ． ｏ． ． ｏ ３ ２ Ｓ ｐ２ ０ ｅ． ０ ６
西瓜评判标准
西瓜评判标准
西瓜评判标准主要包括以下几个方面：
1. 外观品质
形状：优质西瓜通常形状规整，无明显畸形，瓜形饱满且对称。
外皮颜色：表皮颜色鲜艳，成熟西瓜的色泽会随品种而变化，常见有深绿、浅绿、墨绿等，表面纹路清晰，无斑点和病虫害痕迹。
瓜蒂：新鲜西瓜的瓜蒂通常是绿色或稍带黄色，若瓜蒂干燥甚至脱落，可能表明西瓜采摘已久，不那么新鲜。
2. 敲击声音
成熟西瓜敲击时会发出清脆响亮的声音，类似“咚咚”声，这是因为内部组织紧实，水分充足，空腔小。
反之，如果声音沉闷或者过于高亢，则可能是生瓜或过熟瓜。
3. 重量和手感
用手轻轻拍打西瓜，感觉分量适中且稍微有些下沉感，这通常表示瓜肉紧实且水分充足。
摸瓜皮的手感应该光滑且有一定的硬度，太硬可能未完全成熟，太软则可能过熟。
4. 底部圆圈
西瓜底部有一处被称为“瓜脐”的地方，一般根据瓜脐大小判断成熟度，圈越小且平整的，往往说明西瓜更甜，因为这部分是花蒂的位置，生长过程中吸收营养的通道，成熟后闭合良好。
5. 内部品质
切开后的内部品质包括瓜瓤颜色、质地和种子分布等。
优质的西瓜瓜瓤色彩鲜艳（如红色、黄色或橙色），色泽均匀，无白筋或发黄现象；质地应细腻多汁，口感甜美；种子分布均匀，籽粒较小，对于无籽西瓜则要求无籽或极少籽。
以上几点是常见的西瓜评判标准，具体还需结合不同品种的特点进行评估。
同时，在购买时应注意季节性和产地，以确保获得当季、当地的最佳品质西瓜。
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2.2 动态特性测试法
▪ 在不同预加载荷、激振功率、成熟程度等条 件下，测定动态试验的弹性模量和相位角。 测试原理是正弦交变应力- 应变动态试验。 作轴向加载时，正弦力由正弦波发生器经过 放大器后，由电动式振荡器产生，一个压电 加速度传感器固定到振荡器轴上，样品夹在 两个圆盘之间，一个圆盘连接到振动器上， 另一个经动态力传感器连接到刚性支撑之间， 以测定静态预载荷，加速度和力传感器的信 号经放大，通过水平和垂直通道输入存储示 波器，通过调节功率放大器改变激振功率 （测定输入激振器的功率获得激振功率）
托盘运动到成熟度测定处，两个定位臂自动动作，使其停止在 预定位置上。三个互成120℃可沿导杆垂直上下移动的听筒状声 波传感器根据果高测定装置测出的果高，自动下移至西瓜赤道 高度后，再水平移动，与西瓜表面接触。此时，和声波传感器， 同步下移的打击装置动作打击西瓜。打击声波被三个传感器检 测，经放大及模式转换后，输入电子计算机进行声波解析，并 根据预定的鉴别基准，判断成熟度和内部空洞，判定结果输出 到成熟度表示装置，控制臂动作压下托盘上相应的表示装置。 然后传感器和打击装置离开西瓜并升起，完成一次测定。该装 置测定一个西瓜只需4s。
西瓜物理ห้องสมุดไป่ตู้质主要包括质量、硬度、 等方面。
判定西瓜物理品质的方法主要有声 波振动法、动态特性测试法
2.1声波振动法
利用打击声波解析测定装置，判定 西瓜的成熟度及内部空洞。
2.1.1 西瓜声波检测装置示意图
2.1.2 基本检测原理
果品的声波特性随内部果肉的性质不同而 变化。西瓜果实受到打击时，产生的声波 的特点与西瓜的内部品质有关。
声波的特点：波形 功率谱峰值频率 对称度 指数衰减率
未熟西瓜
▪ 打击声波为非对称 波 形，波形对称度 为 0.55-0.80，指 数衰减率为0.400.76由快速傅立叶 变换法解析出的功 率谱峰值频率为 164-280Hz
适熟西瓜
▪ 打击声波呈规则 的指数衰减波形， 对称度为0.92— 0.98，指数衰减 率为0.12-0.18， 功率谱峰值频率 为132-164HZ
1.2形状
品质好的椭圆瓜种，应该要两端大小 差不多，若呈现头小尾大的柚子形， 代表品质较差；圆形瓜种的瓜形则要 接近圆形，越圆越好，若像木瓜一般 表皮有果瓣状，则品质、风味也较差。
1.3光泽
一般来讲，成熟的西瓜表皮比较光 滑，有光泽，如果看上去还有绒毛， 那就说明这个西瓜成熟度可能不够。
2.物理品质
未成熟 适成熟 过成熟
对称度
衰减率
频率Hz
0.55-0.80 0.40-0.76 164-280
0.92—0.98 0.12-0.18 132-164
0.90-0.97 0.1-0.16 107-130
检测装置由机械部分和声波解析两部分组成。机械部分包括光 电式果高测定部分、打击装置、声波传感器和空洞、成熟度表 示装置、控制装置等。 随载果托盘送来的西瓜由光电式果高测定装置测出西瓜的高度。
西瓜品质检测
➢食品品质
食品的品质主要有以下三个方面： 1.外观品质:颜色、光泽、形状、大小等
2.物理品质:质量、硬度、粘度、弹性等
3.内部品质:安全性、新鲜度、营养、口感等
1.外观品质
西瓜的外观品质主要包括颜色、 光泽、形状、大小等 。
1.1颜色
西瓜常见的种类有花皮瓜类和黑皮瓜 类等。 对于花皮瓜类，要纹路清楚，深淡分 明；黑皮瓜类，则要求皮色乌黑，带 有光泽。
3.1.3 原子荧光法（AFS）
▪ 原子荧光光谱法是通过测量待测元素的原子蒸气在特定频 率辐射能激以下所产生的荧光发射强度，以此来测定待测元 素含量的方法。 原子荧光光谱法虽是一种发射光谱法，但它和原子吸收光 谱法密切相关，兼有原子发射和原子吸收两种分析方法的优 点，又克服了两种方法的不足。原子荧光光谱具有发射谱线 简单，灵敏度高于原子吸收光谱法，线性范围较宽干扰少的 特点，能够进行多元素同时测定。原子荧光光谱仪可用于分 析汞、砷、锑、铋、硒、碲、铅、锡、锗、镉锌等11种元素。 现已广泛用环境监测、医药、地质、农业、饮用水等领域。 在国标中，食品中砷、汞等元素的测定标准中已将原子荧光 光谱法定为第一法。
实验时取果实对称二侧施加一定的预载荷，预载
荷上下波动为±0.25 N，然后快速读取示波器
显示的力，加速度和力与加速度间相位角等信号 并存储，在一定频率的同批次实验结束后，在示 波器上读取平均值和标准差值
3.内部品质
▪ 西瓜内部品质主要涉及到安全性、新鲜度、 营养和缺陷等指标。
3.1安全性
影响西瓜西瓜安全性指标主要是重金属。
▪ 重金属检测方法中使用原子吸收比较多，因为它是 一种通用方法，只要有所测元素的空心阴极灯就可 以了。
3.1.2 紫外可见分光光度法（UV）
▪ 紫外可见分光光度法检测原理是：重金属与 显色剂—通常为有机化合物，可于重金属发 生络合反应，生成有色分子团，溶液颜色深 浅与浓度成正比。在特定波长下，比色检测。
3.1.1 原子吸收光谱法（AAS）
▪ 原子吸收光谱法是20世纪50年代创立的一种新型仪 器分析方法，它与主要用于无机元素定性分析的原 子发射光谱法相辅相成，已成为对无机化合物进行 元素定量分析的主要手段。 原子吸收分析过程：1、将样品制成溶液（空白）； 2、制备一系列已知浓度的分析元素的校正溶液 （标样）；3、依次测出空白及标样的相应值；4、 依据上述相应值绘出校正曲线；5、测出未知样品 的相应值；6、依据校正曲线及未知样品的相应值 得出样品的浓度值。
过熟西瓜
呈不规则的波形， 指数衰减率为 0.10-0.16 ，对 称度为0.900.97 ，功率谱峰 值频率为110130Hz。
另外，过熟或空洞西瓜的打击声波 到达检测部位的时间与适熟西瓜略 有不同。利用电子计算机解析打击 声波波形，根据由试验确定的鉴别 基准值，便可测定内部空洞、成熟 度和果肉变质状态。
通常认可的重金属检测方法有：紫外可分光光度法 （UV）、原子吸收法（AAS）、原子荧光法（AFS）、电 感耦合等离子体法（ICP）、Ｘ射线荧光光谱（XRF）、 电感耦合等离子质谱法（ICP-MS）。
也有的采用Ｘ荧光光谱（XRF）分析，优点是无损检测， 可直接分析成品，但检测精度和重复性不如光谱法。最 新流行的检测方法--阳极溶出法，检测速度快，数值准 确，可用于现场等环境应急检测。