农产品无损检测方法介绍 PPT课件
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农产品质量安全快速检测技术 PPT
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重金属汞
采用国家标准（ GB/T5009.17-2003 ）二硫腙 比色法，即样品经消化后，在酸性条件下， 汞离子与二硫腙生成橙红色络合物，溶于三 氯甲烷后，比色测定。
23
设备方法评价
商厂评价 1、性能可靠，工作稳定性均优于国家标准 JJG79-90标准5--6
倍,重复性达到光栅类分光光度计指标，采用微处理器技术，单 片机控制，触摸按键，操作简便。2、重金属测试采用联合消化 和分项测试技术，简化测试流程，减少测试时间，大大提高测 试效率，提高测试精度。3、扩展性强，该仪不仅可以专用于食 品重金属的检测还可以扩展测定蔬菜、果品中农药残留、硝酸 盐、亚硝酸盐以及土壤、肥料、植株中养分的测试，一机多用 。4、集药 ,器,仪于一体,相当于一个小型实验室 , 铝合金箱体 ，易于携带，便于现场测试，流动服务。适于基层检测部门对 含有重金属污染的蔬菜、水果等食品进行筛选。
农 残：412 nm 硝酸盐：412 nm 重金属：520 nm
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仪器技术指标
测定下限：
农残：0.01-3.0 mg/kg 硝酸盐：100.0 mg/kg 重金属：0. 50 mg/kg（以Cr计）
测定范围：
农 残：0-100% 硝酸盐:0.0-15000 mg/kg 重金属：0.0-50.0 mg/kg（以Cr计）
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重金属铬
样品经消化后，在二价锰存在条件下，铬离 子与二苯碳酰二肼反应生成紫红络合物，络 合物颜色的深浅与六价铬含量呈正比，比色 测定可得出铬含量。
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重金属镉
采用国家标准（ GB/T5009.15-2003 ）比色法 ，即样品经消化后，在碱性条件下，镉离子 与 6- 溴苯丙噻唑偶氮萘酚生成红色络合物， 溶于三氯甲烷后，比色测定。
农产品质量检测课件—农产品质量检测
1 掌握农产品质量安全检测的任务
学习目标 2 了解农产品质务
一、农产品质量检测的任务
农产品质量包括两个方面的内容：一是产品的 品质质量，包括外观、口感、营养、耐贮性等，二 是产品的食用安全性，即安全质量，主要指农药残 留、兽药残留、重金属污染等。
农产品质量检测，是指根据产品标准或检测规 程，对农产品的一个或多个质量特性进行观察、试 验或测量，并把所得到的检测结果和规定的质量要 求进行比较，以判断出被检产品或成批产品合格与 否的技术性检查活动。
02 农产品质量检测的作用
农产品质量检测的作用
（一）在农产品生产企业的作用 1.指导与控制生产工艺过程 农产品生产企业通 过对农产品原料、辅料、半成品的检测，确定工艺参 数、工艺要求以控制生产过程。 2.保证农产品企业产品的质量 农产品生产企业 通过对成品的检验，可以保证出厂产品的质量符合农 产品标准的要求。
农产品质量检测的作用
（二）为经销商、消费者或政府部门等提供技术依据
• 1.为经销商消费者提供产品验收依据 • 2.为政府质量监督部门提供监管依据 • 3.为农产品质量纠纷提供仲裁依据 • 4.为海关农产品进出口放行提供依据 • 5.为突发的食品中毒事件提供技术依据
小结
• 1、农产品质量检测的任务 根据技术标准，检验农产品的品质质量指标和安全质 量指标是否符合规范要求。 • 2、农产品质量检测的作用 （1）在农产品生产企业，指导与控制生产工艺过程， 同时保证农产品的质量达标。 （2）为经销商、消费者或政府部门等提供技术依据。
学习目标 2 了解农产品质务
一、农产品质量检测的任务
农产品质量包括两个方面的内容：一是产品的 品质质量，包括外观、口感、营养、耐贮性等，二 是产品的食用安全性，即安全质量，主要指农药残 留、兽药残留、重金属污染等。
农产品质量检测，是指根据产品标准或检测规 程，对农产品的一个或多个质量特性进行观察、试 验或测量，并把所得到的检测结果和规定的质量要 求进行比较，以判断出被检产品或成批产品合格与 否的技术性检查活动。
02 农产品质量检测的作用
农产品质量检测的作用
（一）在农产品生产企业的作用 1.指导与控制生产工艺过程 农产品生产企业通 过对农产品原料、辅料、半成品的检测，确定工艺参 数、工艺要求以控制生产过程。 2.保证农产品企业产品的质量 农产品生产企业 通过对成品的检验，可以保证出厂产品的质量符合农 产品标准的要求。
农产品质量检测的作用
（二）为经销商、消费者或政府部门等提供技术依据
• 1.为经销商消费者提供产品验收依据 • 2.为政府质量监督部门提供监管依据 • 3.为农产品质量纠纷提供仲裁依据 • 4.为海关农产品进出口放行提供依据 • 5.为突发的食品中毒事件提供技术依据
小结
• 1、农产品质量检测的任务 根据技术标准，检验农产品的品质质量指标和安全质 量指标是否符合规范要求。 • 2、农产品质量检测的作用 （1）在农产品生产企业，指导与控制生产工艺过程， 同时保证农产品的质量达标。 （2）为经销商、消费者或政府部门等提供技术依据。
农产品质量检测课件—农产中常见检测指标和方法
2、质量指标的化学检测
（2）精细营养成分检测 A、氨基酸：高效液相色谱仪液相色谱法检测。 B、脂肪酸：核磁共振法或气色谱法检测。 C、糖类：旋光法、紫外分光光度法或色谱法。 D、核酸：高效液相色谱法检测。 E、维生素：紫外分光光度法或色谱法检测。 F、微量元素：原子吸收分光光度法检测。
3、安全指标的化学检测
细菌培养法血清学检验法
基因扩增（PCR）法
专用试剂盒酶标仪酶联免疫 紫外-可见（ UV－vis ）分光光度法 气相色谱-质谱（GC-MS）法液相色谱
法
气相色谱（GC）法液相色谱（LC）法 -串联质谱（LC-MS/MS）法
生物毒素检测方法与农药兽药残留检测法一致
安全指标的化学检测项目及方法
快速检测
一般检测
确证检测
农药残留
兽药残留 激素残留
专用试剂盒酶标仪 酶联免疫法
同上 /
紫外-可见（ UV－vis ）分光光度法 气相色谱（GC）法液相色谱（LC）法
同上 同上
气相色谱-质谱（GC-MS）法液相色谱串联质谱（LC-MS/MS）法
同上 同上
违法添加物
/
同上
同上
1
学习目标 2
3
4
物理指标的检测 质量指标的化学检测 安全指标的化学检测 安全指标的生物学检测
农产品质量安全检测过程中，必须使 用国家现行标准和农业行业现行标准规定 的检测技术标准和技术规范。
农产品检测技术标准的名称，一般会 写明检测对象和检测方法，如GB/T 196482006 蔬果和蔬菜中500种农药及相关化学 品残留的测定 气相色谱-质谱法。根据检 测对象或指标的不同，所选择的检测方法 也不同。常见的农产品检测指标和其对应 检测方法如下。
农产品无损质量检测技术
农产品无损质量检测技术为了有效满足各项改革制度的落实及政策实施，该文基于广州市白云区实际情况针对现阶段应用的无损检测技术进行探讨，介绍了基于高光谱图的计算机视觉技术、电磁特性检测技术、近红外光谱检测技术的应用原理，并阐述了这些技术在农产品质量检测中的具体应用，分析了无损检测技术的发展趋势，以期更好地保障农产品安全。
无损检测技术是农产品的重要检测技术，也是目前应用较广泛的技术。
此技术主要针对作物内部进行研究，明确组织构造存在的缺点，同时分析作物产生的磁、热反应，可快速检测出作物的内部基因缺陷，对农业的可持续发展有一定的促进作用。
一、农产品质量检测中的常用无损检测技术1、基于高光谱图的计算机视觉技术计算机视觉技术在无损检测技术中应用率较高，主要基于图像识别等技术展开相关检测，主要检测产品的新鲜度和颜色，还可明确产品的成熟度。
快速检验时通常用于明确新鲜度和色度，如检测水果或牛肉时可快速了解产品的具体情况。
近几年计算机技术发展较快，视觉系统有了长足进步，可有效打破可见光区域的局限性，有效延伸到远红外线和X射线等领域。
视觉技术中，高光谱图是一种新兴技术，采用特定长度的光波，相比于传统光谱，高光谱在分辨率方面提升显著。
基于高光谱图技术的视觉检测技术已经逐渐成为机器视觉系统，应用率较高，未来应用前景广阔。
2、电磁特性检测技术电磁特性检测技术应用率也较高，物体的磁场、电场会表现出不同的磁、电特性参数，科学分析可明确产品特性。
电磁特性技术比近红外检测、视觉检测技术更加简单，处理相关数据时更加简单便捷。
尤其是检测蔬菜和水果质量时，该技术检测成熟度效果更佳。
3、近红外光谱检测技术检测辣椒品质时，传统检测通常仅能测定外形、颜色以及体积大小等，近红外光谱检测则可对各物质的具体含量进行判定，还不会导致产品被破坏，因为此技术可通过辐射光中的相关频率波段光进行选择性吸收完成产品检测。
光谱采集所需时间不多，需要检测的产品也不用进行预处理，具体可检测维生素C、辣度以及SSC等项目。
无损检测方法课件
磁粉检测设备
磁粉检测设备包括电磁或永磁体、电源、控制器、磁粉和辅助设备等。电磁体或永磁体用于产生磁场，电源和控 制器用于提供能量和控制磁场的大小和方向。磁粉用于显示缺陷，辅助设备包括放大镜、紫外线灯等用于观察和 记录结果。
磁粉检测应用与案例
磁粉检测应用
磁粉检测广泛应用于机械制造、航空航天、石油化工等领域。对于铁磁性材料，如铸件、锻件、焊缝 等，磁粉检测是一种常用的无损检测方法。在实际应用中，需要根据待检测工件的材质、形状和尺寸 等因素选择合适的磁粉检测工艺和设备。
详细描述
常规超声波检测使用高频声波信号，通过探头发射超声波并接收回波信号，分析回波信号的特征来判断被检测 材料或构件内部是否存在缺陷或异常情况。该方法适用于各种不同类型的材料和构件，如金属、非金属、复合 材料等。常规超声波检测具有较高的检测精度和灵敏度，同时对被检测材料或构件无损伤，是一种广泛使用的 无损检测方法。
VS
涡流检测设备
涡流检测设备包括探头、电源、控制器和 数据处理系统等。其中，探头是核心部件， 由线圈和磁芯组成，用于产生交变磁场。 电源和控制器的功能是提供能量和控制信 号。数据处理系统则是对检测数据进行采 集、分析和处理，最终得出检测结果。
涡流检测应用与案例
涡流检测应用
涡流检测被广泛应用于各种金属材料的无损 检测，如钢管、钢板、线材等。此外，涡流 检测还可以用于电力设备的无损检测，如变 压器、电机等。在航空航天领域，涡流检测 也被广泛应用于各种金属材料和复合材料的 无损检测。
要点二
详细描述
衍射时差法超声波检测使用高频声波信号，通过探头发射 超声波并接收回波信号，分析回波信号的特征来判断被检 测构件内部是否存在缺陷或异常情况。该方法适用于大型 构件和厚壁构件，如桥梁、压力容器等。衍射时差法超声 波检测具有较高的检测效率和灵敏度，同时对被检测构件 无损伤，是一种高效率的无损检测方法。
磁粉检测设备包括电磁或永磁体、电源、控制器、磁粉和辅助设备等。电磁体或永磁体用于产生磁场，电源和控 制器用于提供能量和控制磁场的大小和方向。磁粉用于显示缺陷，辅助设备包括放大镜、紫外线灯等用于观察和 记录结果。
磁粉检测应用与案例
磁粉检测应用
磁粉检测广泛应用于机械制造、航空航天、石油化工等领域。对于铁磁性材料，如铸件、锻件、焊缝 等，磁粉检测是一种常用的无损检测方法。在实际应用中，需要根据待检测工件的材质、形状和尺寸 等因素选择合适的磁粉检测工艺和设备。
详细描述
常规超声波检测使用高频声波信号，通过探头发射超声波并接收回波信号，分析回波信号的特征来判断被检测 材料或构件内部是否存在缺陷或异常情况。该方法适用于各种不同类型的材料和构件，如金属、非金属、复合 材料等。常规超声波检测具有较高的检测精度和灵敏度，同时对被检测材料或构件无损伤，是一种广泛使用的 无损检测方法。
VS
涡流检测设备
涡流检测设备包括探头、电源、控制器和 数据处理系统等。其中，探头是核心部件， 由线圈和磁芯组成，用于产生交变磁场。 电源和控制器的功能是提供能量和控制信 号。数据处理系统则是对检测数据进行采 集、分析和处理，最终得出检测结果。
涡流检测应用与案例
涡流检测应用
涡流检测被广泛应用于各种金属材料的无损 检测，如钢管、钢板、线材等。此外，涡流 检测还可以用于电力设备的无损检测，如变 压器、电机等。在航空航天领域，涡流检测 也被广泛应用于各种金属材料和复合材料的 无损检测。
要点二
详细描述
衍射时差法超声波检测使用高频声波信号，通过探头发射 超声波并接收回波信号，分析回波信号的特征来判断被检 测构件内部是否存在缺陷或异常情况。该方法适用于大型 构件和厚壁构件，如桥梁、压力容器等。衍射时差法超声 波检测具有较高的检测效率和灵敏度，同时对被检测构件 无损伤，是一种高效率的无损检测方法。
《农产品安全检测》PPT课件
2020/2/16
7
农药残留测定
农药名称：毒死蜱（chlorpyrifos） 分子式：C9H11Cl3NO3PS 分子量：350.5 理化性质：原药为白色颗粒状结晶，室温下稳定，
有硫醇臭味，密度1.398(43.5℃)，熔点 41.5~43.5℃，蒸气压为2.5mPa(25℃)，水中溶解 度为1.2mg/L，溶于大多数有机溶剂。 有机磷类农药毒死蜱具有高效低毒广谱杀虫效果， 具有触杀、胃毒和熏蒸作用，广泛应用于叶菜类和 瓜果类蔬菜的害虫防治。目前有关毒死蜱残留的研 究主要集中在检测方法、残留监控(标准)、植物修 复以及残留去除(降解)技术等方面。
2020/2/16
12
References
[1]Simonich S L，Hires RA．Organic pollutant accumulation in vegetation[J]．Environmental Science&Technology，1995，29(12)： 2905一-2914．
2.毒死蜱在有植物种植的系统中的降解速度明显快于无 植物种植的系统，因此对受到毒死蜱污染的水体和土壤 可以考虑采用种植适当植物的方式来修复。
3.部分叶菜类蔬菜（诸如生菜）对毒死蜱有很强的吸收 作用；但不同吸收部位之间对毒死蜱的吸收和累积差异 较大，吸收累积能力为：根>茎>叶。
2020/2/16
[2]Li H，Sheng GY，Chiou CT，ct al．Relation of organic contaminant equilibrium sorption and kenetic uptake in plants[J].Environmental Science＆Technology，2005，39：4864一 -4870．
农产品质量安全检测培训资料(ppt 54页)_12235
❖
❖ 毒豆芽事件 ❖ 地点：辽宁沈阳
❖ 时间：2011年4月17日 ❖ 罪魁祸首：各种添加剂
❖ 毒豆芽是一种对人体有害的豆芽，它外表看似 新鲜，但是至少含4种违法添加剂，尿素超标27 倍。2011年4月17日，沈阳警方端掉一黑豆芽加 工点，老板称这种豆芽“旺季每天可售出2000 斤” 沈阳市农委法规处杨宏介绍：“生产豆芽 过程中是不允许使用任何添加剂的。而该黑加 工点使用了至少4种添加剂，其中尿素严重超标， 恩诺沙星是一种兽用药，6-苄氨基腺嘌呤是一种 激素。加入尿素和6-苄氨基腺嘌呤可使豆芽长得 又粗又长，而且可以缩短生产周期，增加黄豆 的发芽率。但是人食入后，会在体内产生亚硝 酸盐，长期食用可致癌。”
❖ 地点：河南南阳
❖ 罪魁祸首：残余农药（磷）严重超标
❖ 中医上说，春天是生发阳气的时节，而韭菜性温，可以增强人体脾胃 之气。然而，就在3月下旬，本该补气健脾的韭菜却让河南南阳4个家 庭的10口人中毒住进医院。中毒原因系在流动菜贩购买残余农药超标 的韭菜。这些菜贩，以前他们就没有种过韭菜。就在一边庄稼地中间 种了一点，也没有种植的经验，自己私自使用一些违禁的农药，就造 成了超标的现象。
❖ 爆炸西瓜 ❖ 曝光时间：2011年5月13日 ❖ 地点：江苏镇江 ❖ 罪魁祸首：干旱及其他因素 ❖ 2011年5月8日开始,江苏省镇江市丹阳市延陵镇大吕村，某瓜农种植的40多亩西瓜
还没有成熟就纷纷炸裂开来,截止5月13日此事件被各大媒体曝光，其数十亩西瓜已 满地“开花”。因该瓜农“5月7、8、9三天，我们确实使用了膨大剂，但使用的时 候已经出现大幅度炸瓜的情况。”各媒体纷纷把“膨大剂”推至风口浪尖。
❖ 回炉面包重新卖 ❖ 4月18日，广州连锁面包店“甜心客”被员工爆料面包店回收过期
❖ 毒豆芽事件 ❖ 地点：辽宁沈阳
❖ 时间：2011年4月17日 ❖ 罪魁祸首：各种添加剂
❖ 毒豆芽是一种对人体有害的豆芽，它外表看似 新鲜，但是至少含4种违法添加剂，尿素超标27 倍。2011年4月17日，沈阳警方端掉一黑豆芽加 工点，老板称这种豆芽“旺季每天可售出2000 斤” 沈阳市农委法规处杨宏介绍：“生产豆芽 过程中是不允许使用任何添加剂的。而该黑加 工点使用了至少4种添加剂，其中尿素严重超标， 恩诺沙星是一种兽用药，6-苄氨基腺嘌呤是一种 激素。加入尿素和6-苄氨基腺嘌呤可使豆芽长得 又粗又长，而且可以缩短生产周期，增加黄豆 的发芽率。但是人食入后，会在体内产生亚硝 酸盐，长期食用可致癌。”
❖ 地点：河南南阳
❖ 罪魁祸首：残余农药（磷）严重超标
❖ 中医上说，春天是生发阳气的时节，而韭菜性温，可以增强人体脾胃 之气。然而，就在3月下旬，本该补气健脾的韭菜却让河南南阳4个家 庭的10口人中毒住进医院。中毒原因系在流动菜贩购买残余农药超标 的韭菜。这些菜贩，以前他们就没有种过韭菜。就在一边庄稼地中间 种了一点，也没有种植的经验，自己私自使用一些违禁的农药，就造 成了超标的现象。
❖ 爆炸西瓜 ❖ 曝光时间：2011年5月13日 ❖ 地点：江苏镇江 ❖ 罪魁祸首：干旱及其他因素 ❖ 2011年5月8日开始,江苏省镇江市丹阳市延陵镇大吕村，某瓜农种植的40多亩西瓜
还没有成熟就纷纷炸裂开来,截止5月13日此事件被各大媒体曝光，其数十亩西瓜已 满地“开花”。因该瓜农“5月7、8、9三天，我们确实使用了膨大剂，但使用的时 候已经出现大幅度炸瓜的情况。”各媒体纷纷把“膨大剂”推至风口浪尖。
❖ 回炉面包重新卖 ❖ 4月18日，广州连锁面包店“甜心客”被员工爆料面包店回收过期
农产品质量安全检测培训资料PPT演示文稿
• 食品安全问题主要有：微生物性危害、化学性危害、生物 毒素、食品掺假以及基因工程食品的安全性问题。
3
• 食品安全要得到保障，必须要有质量监督。质量 监督离不开标准，通过食品标准来衡量食品质量。 食品安全指标主要包括：1）严重危害人体健康的 指标，如致病菌、毒素，必须严格按照标准的规 定执行；2）食品污染指标，包括化学和微生物污 染指标，如农药残留、重金属、细菌总数、大肠 菌群；3）食品掺杂使假指标；4）安全指标，如 转基因成分。
19
七、检测样本的采集
• 物质的分析步骤通常可以分为采样、称样、 试样分解、分析方法的选择、干扰物质的 分离、分析测定和结果计算等几个环节。
20
• 一般的说，采样误差大于分析误差，因此 掌握采样和制样的一些基本知识是很重要 的。如果采样和制样方法不争确，即使分 析工作做的非常仔细和正确，也是毫无意 义的，有时甚至给生产和科研带来很坏的 后果。
10
三、实验室的环境、安全
• 为了确保分析检测的质量，实验室环境应满足以下条件： • 1、能满足实验室工作任务的要求，一般精密仪器的一般要求为：电
源电压220V±10%，频率50Hz±0.5 Hz；室温（25±5）℃，；湿度 40%-70% • 2、不能有震动、电磁干扰、阳光直射 • 3、仪器间的噪声应小于55dB，工作间噪声不得大于70dB • 4、实验室应有良好的工作环境，保持清洁、整齐，有书面的规章制 度可遵循； • 5、化验室应有通风设备，实验室应配备必要的安全防护用具，灭火 器材。
1
• ≥50，＜500
2
• ≥500
3
23
八、检测中需要注意的事项：
• 1、蔬菜一般剪切1cm见方 • 2、对于颜色浑的蔬菜尽量取茎、叶各一半为好 • 3、对于果品，可以顺皮削下一块或取皮下部分 • 4、对于有杂质或沉淀物及较浑浊的检液可以采用
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• 食品安全要得到保障，必须要有质量监督。质量 监督离不开标准，通过食品标准来衡量食品质量。 食品安全指标主要包括：1）严重危害人体健康的 指标，如致病菌、毒素，必须严格按照标准的规 定执行；2）食品污染指标，包括化学和微生物污 染指标，如农药残留、重金属、细菌总数、大肠 菌群；3）食品掺杂使假指标；4）安全指标，如 转基因成分。
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七、检测样本的采集
• 物质的分析步骤通常可以分为采样、称样、 试样分解、分析方法的选择、干扰物质的 分离、分析测定和结果计算等几个环节。
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• 一般的说，采样误差大于分析误差，因此 掌握采样和制样的一些基本知识是很重要 的。如果采样和制样方法不争确，即使分 析工作做的非常仔细和正确，也是毫无意 义的，有时甚至给生产和科研带来很坏的 后果。
10
三、实验室的环境、安全
• 为了确保分析检测的质量，实验室环境应满足以下条件： • 1、能满足实验室工作任务的要求，一般精密仪器的一般要求为：电
源电压220V±10%，频率50Hz±0.5 Hz；室温（25±5）℃，；湿度 40%-70% • 2、不能有震动、电磁干扰、阳光直射 • 3、仪器间的噪声应小于55dB，工作间噪声不得大于70dB • 4、实验室应有良好的工作环境，保持清洁、整齐，有书面的规章制 度可遵循； • 5、化验室应有通风设备，实验室应配备必要的安全防护用具，灭火 器材。
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• ≥50，＜500
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• ≥500
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八、检测中需要注意的事项：
• 1、蔬菜一般剪切1cm见方 • 2、对于颜色浑的蔬菜尽量取茎、叶各一半为好 • 3、对于果品，可以顺皮削下一块或取皮下部分 • 4、对于有杂质或沉淀物及较浑浊的检液可以采用
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什么是电子 天甚至数月的时间内连续地、实时地监测特
鼻？
定位置的气味状况。
• 电子鼻主要由气味取样操作器、气体传感器
电子鼻组成 阵列和信号处理系统三种功能器件组成。
电子鼻的工作原理
电子鼻识别的主要机理是在阵列中的每个传感器 对被测气体都有不同的灵敏度，例如，一号气体可 在某个传感器上产生高响应，而对其他传感器则是 低响应；同样，二号气体产生高响应的传感器对一 号气体则不敏感，归根结底，整个传感器阵列对不 同气体的响应图案是不同的，正是这种区别，才使 系统能根据传感器的响应图案来识别气体。
机器视觉的关键性技术
➢ （1）光照照明技术 ➢ （2）光学镜头 ➢ （3）CCD摄像机 ➢ （4）图像采集卡 ➢ （5）视觉传感器
机器视觉系统的工作原理
机器视觉技术的应用
❖ 第一是定位功能，能够自动判断感兴趣的物体、产品在什 么位置，并将位置信息通过一定的通讯协议输出，此功能 多用于全自动装配和生产，如自动组装、自动焊接、自动 包装、自动灌装、自动喷涂，多配合自动执行机构（机械 手、焊枪、喷嘴等）。
90年代
非线性校正在光谱分析中的应用逐 渐增多
近红外光谱分析技术近红外光分析技术的原理近红外光谱分析技术是随着计算机技术的迅速发展以及 化学计量学方法研究的日益深入而发展起来的，近红外光 NIR(Near Infrared)是介于可见光谱区和中红外光谱区 之间的电磁波,其波长范围约为780-2526nm, 有机物以及 部 分 无 机 物 分 子 中 化 学 键 结 合 的 各 种 基 团 ( 如 C-C,N-C,OC,O-H,N-H)的运动(伸缩、振动、弯曲等)都有它固定的振 动频率。当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,可以得到极为复杂的图谱。 这种图谱就表示被测物质的特征。不同物质在近红外区域有 丰富的吸收光谱,每种成分都有特定的吸收特征,这为近红外光 谱定量分析提供了基础。
核磁共振发展历史
❖ 1946年，哈佛大学珀赛尔(E.M.Purcell)用吸收发首次 观测到石蜡中质子的核磁共振（NMR），几乎同时美国斯 坦福大学布洛赫(F.Block)用感应法发现液态水的核磁共 振现象。为此，他们分享拉1952年的诺贝尔物理学奖金。
❖ 早期的核磁共振主要采取连续波技术，灵敏度较低， 1966年发展起来的脉冲傅立叶变换核磁共振技术，使信 号采集由频域变为时域，大大提高拉检测灵敏度，使研究 底自然丰度的核成为现实。
电子鼻技术的研究现状
在电子鼻系统的研究中,目前十分引人关注 的3个方面:
A. 研究对微量气体分子瞬时敏感的检测器, 以得到与气体化学成分相对应的信号
B. 研究对检测得到的信号进行识别与分类的 数据处理器,以便将有用信号与噪声加以 分离
C. 研究将测量数据转换为感官评定指标的智 能解释器,以得到与人的感官感受相符的 结果
机器视觉技术
机器视觉就是是指用摄影机和电脑代替人眼对 目标进行识别、跟踪和测量等，并进一步做图形处 理，用电脑处理成为更适合人眼观察或传送给仪器 检测的图像。
各种摄像头
• 获取被检 测物体的 面积、数 量、位置、 长度
图像分析
• 提取多类 颜色信息
构建模型
• 利用各种 建模软件 构建模型
机器视觉的工作原理
电子鼻技术的应用前景
❖ 电子鼻具有便携及实时、在线、原位分析等特点, 可用于气味鉴别、复杂环境下气体浓度鉴别和可燃 气体、有机挥发物或有毒气体的鉴别,具有广泛的 应用前景。
❖ 电子鼻技术的长处在于对气体进行定性分析。近 20年来，电子鼻研究取得了长足进展。尽管受敏 感膜材料、制造工艺、数据处理方法等方面的限制， 电子鼻的检测与识别范围与人们的期望还存在距离， 但是，将之应用于食品、化妆品、香料香精等轻工 业品香气质量评定的时机已经成熟了。
可以同时测定同一样品的多个不同组分含量,而水 果的许多品质指标，如农药残留，糖度、酸度、坚 实度，以及蔬菜的病变、维生素等物质含量，恰恰 需要无损检测因此近几年来,利用近红外光谱分析技 术进行果品品质的研究正在形成一个新的热点研究 领域。
电子鼻技术
• 电子鼻是利用气体传感器阵列的响应图案来
识别气味的电子系统，它可以在几小时、几
❖ 1971年，琴纳（E。JEENER）提出拉具有两个独立时 间变量的二维核磁共振概念。随后，1971年，恩斯特（R。 ERNST ） 等 首 次 成 功 实 现 拉 二 维 核 磁 共 振 实 验 ， 从 此 核 磁共振技术进入拉一个新时代。
核磁共振的应用
❖ 在欧美等发达国家核磁共振技术被运用于化工、 石油、橡胶、建材、食品、冶金、地质、国防、 环保、纺织及其它工业部门，其用途日益广泛。
❖ 第二是测量功能，也就是能够自动测量产品的外观尺寸， 比如外形轮廓、孔径、高度、面积测量等。
❖ 第三是缺陷检测功能，这是视觉系统用的最多的一项功能， 它可以检测产品表面的相关信息，如：包装正误，包装是 否正确、印刷有无错误、表面有无刮伤或颗粒、破损、有 无油污、灰尘、塑料件有无穿孔、雨雾注塑不良等。
机器视觉检测系统采用CCD照相机将被检测的 目标标转换成图像信号，传送给专用的图像处理 系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变 成数字化信号，图像处理系统对这些信号进行各 种运算来抽取目标的特征，如面积、数量、位置、 长度，再根据预设的允许度和其他条件输出结果， 包括尺寸、角度、个数、合格 / 不合格、有 / 无 等，实现自动识别功能。
传感器阵列数据采集系统 将模拟信号转换成数字 信号
❖ 传感器阵列的模拟输出经Ａ/Ｄ转换为数字信号输入计 算机中的数据处理和模式识别系统 被测嗅觉的强度既 可用每个传感器的输出的绝对电压、电阻或电导来表 示,也可用相对信号值如归一化的电阻或电导值,即它 们的变化率来比较嗅味的性质。
传感器阵列的数据采集系统
机器视觉的发展趋势
技术方面的趋势是数字化、实 时化、智能化
基于嵌入式的产品将取代板卡 式产品
价格持续下降，市场份额迅速 扩大
核磁共振技术
❖ 核磁共振是处于静磁场中的原子核在另一交变磁 场作用下发生的物理现象。通常人们所说的核磁 共振指的是利用核磁共振现象获取分子结构、人 体内部结构信息的技术。
❖ 并不是是所有原子核都能产生这种现象，原子核 能产生核磁共振现象是因为具有核自旋。原子核 自旋产生磁矩，当核磁矩处于静止外磁场中时产 生核进动和能级分裂。在交变磁场作用下，自旋 核会吸收特定频率的电磁波，从较低的能级跃迁 到较高能级。
农产品品质无损检测的 几种方法介绍
Contents
目
录
1 近红外光谱分析技术
2 电子鼻技术
3 机器视觉技术
4 核磁共振和声震动技术
近红外光谱分析技术
红外计算技术的发展
50年代 70年代
Norris对谷物分析是采用单波长线性 回归或多波长多元线性回归的方法得 到定量结果
Kowalski教授开始化学计量学的研究 赋予了近红外技术新的发展点
❖ 在中国，其应用主要在基础研究方面，企业和商 业应用普及率不高，主要原因是产品开发不够、 使用成本较高。但在石油化工、医疗诊断方法应 用较多。
❖ 在分子结构的测定，有机化合物的结构解析和食 品分析可以运用于农产品的检测，但是任然在起 步阶段。
Thank You!
近红外光谱学中化学计量学的内容
光谱数据预处理
多元线性回归（MLR）
定量校正 模式识别定性方法
模型传递
主成分回归法（PCR）
偏最小二乘法（PLS）
人工神经网络法（ANN） 标准正交变量变换 （SNV）
近红外光谱分析技术的特点
与传统的检测方法相比，近红外光谱法可以不经 过样品分离,直接由近红外光谱测定出其中的多种成 分含量,省去了化学分析方法中的称量、 定容等繁琐 步骤,具有速度快、效率高、成本低、重现性好、方 便等特点。