探究材料热成像技术在茶叶无损检测方面的应用
农产品外部品质无损检测中高光谱成像技术的应用研究进展
农产品外部品质无损检测中高光谱成像技术的应用研究进展农产品外部品质无损检测中高光谱成像技术的应用研究进展摘要：高光谱成像技术是一种传统图像及光谱的融合技术,可以同时获取研究对象的空间及光谱信息.由于图像数据能反映农产品的外部特征、表面缺陷及污斑情况,而光谱数据又可以对物体内部物理结构及化学成分进行分析.因此,近几年在农产品品质无损检测中引起越来越多的关注,成为一个研究热点.为了跟踪国内外的最新研究成果,对高光谱反射及荧光成像技术应用于农产品(水果、蔬菜、肉类、谷物等)的外部品质检测进行了分类综述,以期为高光谱技术在农业方面更广阔的'应用提供参考. 作者：李江波饶秀勤应义斌Author：LI Jiang-bo RAO Xiu-qin YING Yi-bin 作者单位：浙江大学生物系统工程与食品科学学院,浙江杭州,310029 期刊：光谱学与光谱分析ISTICEISCIPKU Journal：Spectroscopy and Spectral Analysis 年，卷(期)：2011, 31(8) 分类号： S126 TP391.4 关键词：高光谱成像技术农产品外部品质无损检测机标分类号： O65 TN2 机标关键词：农产品品质无损检测光谱成像技术研究进展 Quality Agricultural Products Nondestructive Detection 高光谱反射荧光成像研究热点研究对象研究成果物理结构外部特征图像数据融合技术品质检测技术应用化学成分光谱信息基金项目：国家自然科学基金农产品外部品质无损检测中高光谱成像技术的应用研究进展[期刊论文] 光谱学与光谱分析 --2011, 31(8)李江波饶秀勤应义斌高光谱成像技术是一种传统图像及光谱的融合技术,可以同时获取研究对象的空间及光谱信息.由于图像数据能反映农产品的外部特征、表面缺陷及污斑情况,而光谱数据又可以对物体内部物理结构及化学成分进行分析.因此,近几年在...。
近红外光谱分析技术在茶叶检测中的应用
34江西化工2017年第6期近红外光谱分析技术在茶叶检测中的应用熊利华U’3耿响2’3乐长高1(1.东华理工大学化学生物与材料科学学院，江西南昌330013;2.江西出人境检验检疫局综合技术中心，江西南昌330038;3.江西省光谱应用工程技术研究中心，江西南昌330038)摘要:近红外光谱(N IR)分析技术是近年来分析化学领域迅猛发展的新型光学检测 技术，是目前发展最快和最具有前景的分析技术之一，本文介绍了近红外光谱的原理、特点，并介绍了该技术在茶叶成分检测中的已有研究及其应用前景。
关键词:近红外光谱分析技术原理特点应用1前言中国是茶的故乡，对茶的种植、制造、审评等有源 远流长的历史，是世界上茶园面积和产量最大,茶树种 质资源最丰富的国家。
中国人饮茶的历史已有四千多 年了。
茶叶产品分为六大类，按生产规模的大小顺序 排列分别为:绿茶、黑茶乌龙茶、红茶、白茶、黄茶[1]。
茶叶含有较多的有益成分:茶多酚、茶色素、茶氨 酸、茶多糖、Y-氨基丁酸等，茶叶的主要保健作用有：①降低脑血管发病和死亡风险;②降低胆固醇和血压;③有助于防治老年痴呆;④有抗压力和抗焦虑作用;④ 提高免疫力;⑤提高杀菌力；⑥有减肥瘦身效果;⑦其 他保健作用。
近年来，随着人们生活水平的不断提高，消费者对 茶叶品质的追求也不断提高。
传统的化学检测一般通 过化学分析、仪器分析、感官评定、筛选分析等损坏性 检测手段来完成，不能满足大批量快速、无损等检测的 需求。
近红外光谱分析技术作为一种绿色分析技术，具有客观、快速、无损、精确、多指标、可再现、易操作、经济等优点[2]。
目前近红外光谱技术在茶叶成分检测 中有较广泛的应用。
2近红外光谱技术简介2.1近红外光谱分析技术原理近红外光谱（Near Infared Spectroscopy,简称 NIRS) 是介于中红外光谱和可见光谱之间的光谱，其光谱是 在(700 ~ 2500) n m间的分子吸收辐射。
《2024年基于高光谱技术的红茶茶多酚可视化研究》范文
《基于高光谱技术的红茶茶多酚可视化研究》篇一一、引言红茶作为世界范围内广受欢迎的饮品，其品质与成分的多样性一直是研究的热点。
茶多酚作为红茶的主要成分之一，其含量与品质直接关系到红茶的口感与营养价值。
传统的茶多酚检测方法主要依赖于化学分析手段，虽然准确但过程繁琐，且无法实现快速、非破坏性的检测。
近年来，高光谱技术作为一种新兴的检测技术，因其具有快速、无损、高精度的特点，在农业、食品等领域得到了广泛应用。
本研究基于高光谱技术，对红茶茶多酚进行可视化研究，旨在为红茶品质的快速检测与评估提供新的方法与思路。
二、材料与方法1. 材料准备实验所需红茶样品采购自不同地区，保证样品的多样性与代表性。
同时，为保证实验的准确性，所有红茶样品在采集后均进行预处理，以去除杂质与外界干扰因素。
2. 高光谱技术原理高光谱技术通过获取物质在不同波长下的反射或透射光谱信息，进而对物质的成分、结构等信息进行识别与分析。
本实验中，利用高光谱成像技术对红茶样品进行扫描，获取其光谱信息。
3. 实验方法（1）对红茶样品进行高光谱扫描，获取其光谱数据；（2）通过化学分析法测定红茶中茶多酚的含量；（3）利用统计软件对光谱数据与茶多酚含量进行相关性分析；（4）建立基于高光谱技术的红茶茶多酚含量预测模型。
三、结果与分析1. 光谱数据分析通过对红茶样品进行高光谱扫描，我们获得了丰富的光谱信息。
这些信息在不同波长下反映了红茶的成分、结构等特性。
进一步分析这些光谱数据，可以了解红茶中茶多酚等成分的变化规律。
2. 相关性分析通过统计软件对光谱数据与茶多酚含量进行相关性分析，我们发现两者之间存在显著的正相关关系。
这表明高光谱技术可以用于预测红茶中茶多酚的含量。
3. 预测模型建立基于高光谱技术与统计软件，我们建立了红茶茶多酚含量的预测模型。
该模型具有较高的预测精度与稳定性，可以为红茶品质的快速检测与评估提供新的方法与思路。
四、讨论本研究利用高光谱技术对红茶茶多酚进行可视化研究，取得了较好的成果。
近红外光谱分析(NIR)无损快速检测茶叶中咖啡碱含量模型研究
近红外光谱分析(NIR)无损快速检测茶叶中咖啡碱含量模型研究周昌海;吴畅;林其斌;葛浩【摘要】目的:近红外光谱分析(NIR)无损快速检测茶叶中咖啡碱成分,并建立模型.方法:按照国标GB/T8303-2002方法,将样品磨碎并测得化学值浓度,在近红外波段结合偏最小二乘法(PL S),建立20种不同浓度的茶叶近红外光谱和咖啡碱浓度的数学模型.结果:咖啡碱在1900 nm处建立的校正模型相关系数为0.9317,均方根误差0.07489.在2212 nm处所建立的校正模型相关系数为0.9864,均方根误差为0.00208.结论:近红外光谱法可作为一种快速有效地检测茶叶品质的方法.【期刊名称】《安徽科技学院学报》【年(卷),期】2018(032)003【总页数】5页(P54-58)【关键词】茶叶;近红外光谱;偏最小二乘法;咖啡碱【作者】周昌海;吴畅;林其斌;葛浩【作者单位】滁州学院电子与电气工程学院,安徽滁州 239000;重庆理工大学电气与电子工程学院,四川重庆 400054;滁州学院电子与电气工程学院,安徽滁州239000;滁州学院电子与电气工程学院,安徽滁州 239000;滁州学院电子与电气工程学院,安徽滁州 239000【正文语种】中文【中图分类】O657.3咖啡碱是一种生物碱类物质，它在茶叶中的含量一般为(2%～5%)。
可溶于水，刺激大脑神经，起到提神、醒脑作用[1]。
不同种茶叶所含有的咖啡碱含量有所不同。
比较经典的测定方法有比色滴定法、气相色谱法和高效液相色谱法[2-3]等。
其中色谱法是一种分析和分离方法，以高效液相色谱法较为常用，但设备昂贵。
紫外分光光度法可根据咖啡碱的吸收峰进行定量分析[4-7]。
这种方法虽然较简单，但是操作复杂费时费力。
近红外光谱技术利用氢氧基团的倍频和合频吸收，结合现代化学计量法,能够实现咖啡碱浓度和特征吸收峰模型建立，据此可以对该化学物质成分以及性质进行定量分析。
韩立苹等通过多元回归分析法对多组绿茶样品成分进行分析，分别对茶氨酸、含氮量、茶多酚以及咖啡碱成分模型进行定量分析[8]。
浅谈红外热成像无损检测技术及其应用
浅谈红外热成像无损检测技术及其应用摘要：随着社会的进步，科学技术的发展也越来越快，传统的无损检测技术渐渐已经不能满足时代的需求了，此时红外热成像无损检测技术被广泛的应用起来，红外热成像无损检测技术在现代各种新型企业和传统的工业中发挥着很大的作用。
关键词：红外热成像；无损检测技术；优缺点从现在的新型科技企业来说，很多企业的设备在车间生产线上都安装和设置了无损检测程序，之前也有很多传统的无损检测技术出现，不过这些技术不管是在管理方面还是在实践上都存在一定的缺点，而红外热成像无损检测技术能较好的改善一些传统的无损检测技术不能达到的一些检测效果，如今它在很多领域也得到了应用，因为有它检测的便捷、准确性高等优点逐渐得到人们的认可。
1 红外热成像无损检测技术的简介红外热成像无损检测技术是利用红外热成像原理来工作的。
它是由热成像技术、红外标定技术、图象处理技术和图象压缩与恢复技术等多项高技术的集成。
举个例子，就石油化工企业生产程序来说，对这个生产线所需要的仪器设备进行检测，首先是启动设备，之后在设备工作的时候就会散发出热量，每个仪器所散发出的热量是不一样的，在设备工作的时候，可以利用红外热成像仪器检测被测仪器的热量，这些热量会发射出辐射，在自然界中一切物体都会有电磁波辐射，之后根据辐射就会在红外热成像仪器上成像，根据成像的不同可以判断被测仪器的工作状态。
2 红外热成像无损检测技术的原理相位法红外无损检测利用调制激励源在被测物体内部产生周期热波，由于物体内部缺陷产生的反射受到入射波的干扰而在物体表面形成一个可被红外热像仪记录的波形，用红外热像仪采集多幅热图像，经过图像序列信号重构，得到被测物体表面温度变化信号，提取被测物体表面各点温度变化的相位图和幅值图，据此判定缺陷的存在和特征。
图1给出了采用红外相位法技术进行无损检测的原理。
2.1 红外无损检测系统的组成如图2所示，一个典型的红外无损检测系统由以下几部分组成：热激励系统、红外热成像系统、红外图像采集、处理和分析系统。
近红外光谱技术结合特征变量筛选快速检测绿茶滋味品质
近红外光谱技术结合特征变量筛选快速检测绿茶滋味品质吴瑞梅;赵杰文;陈全胜;黄星奕【摘要】The present paper was attempted to study the feasibility to determine the taste quality of green tea using FT-NIR spectroscopy combined with variable selection methods. Chemistry evaluation, as the reference measurement, was used to measure the total taste scores of green tea infusion. First, synergy interval PLS (siPLS) was implemented to select efficient spectral regions from SNV preprocessed spectra; then, optimal variables were selected using genetic algorithm (GA) from these selected spectral regions by siPLS, and the optimal model was achieved with Rp=0.890 8, RMSEP=4.66 in the prediction set when 38 variables and 6 PLS factors were included. Experimental results showed that the performance of siPLS-GA model was superior to those of others. This study demonstrated that NIR spectra could be used successfully to measure taste quality of green tea and siPLS-GA algorithm has superiority to other algorithm in developing NIR spectral regression model.%茶汤滋味是茶叶品质的核心,该研究利用近红外光谱技术快速榆测绿茶滋味品质.试验以滋味化学鉴定法作为绿茶滋味品质检测的标准方法,试验得到的滋味总得分值作为近红外光谱预测模型的参考测量值.在模型建立过程中,首先利用联合区间偏最小二乘法(sipLS)筛选特征子区间;然后,用遗传算法(GA)在特征子区间内优选特征变量.最优模型在优选出38个特征变量,主成分因子数为6时获得,模型预测集相关系数(Rp)为0.890 8,预测均方根误差(RMSEP)为4.66.研究结果表明,利用近红外光谱技术结合siPLS-GA算法检测绿茶滋味品质是可行的,同时表明siPLS-GA算法相对于其他方法在本研究中的应用具有一定的优越性.【期刊名称】《光谱学与光谱分析》【年(卷),期】2011(031)007【总页数】4页(P1782-1785)【关键词】近红外光谱;联合区间偏最小二乘法;遗传算法;绿茶;滋味品质【作者】吴瑞梅;赵杰文;陈全胜;黄星奕【作者单位】江苏大学食品与生物工程学院,江苏镇江212013;江西农业大学工学院,江西南昌330045;江苏大学食品与生物工程学院,江苏镇江212013;江苏大学食品与生物工程学院,江苏镇江212013;江苏大学食品与生物工程学院,江苏镇江212013【正文语种】中文【中图分类】O657.3茶叶就饮用价值,主要体现在溶解于茶汤中对人体有益物质含量多少及有味物质组成配比是否适合于消费者要求。
茶的保健效果浸透通过FTIR负红外线体内组装优技
茶的保健效果浸透通过FTIR负红外线体内组装优技茶的保健效果是人们研究和探索了几千年的成果，而红外线(FTIR)技术则是近年来发展迅速的一种分析和检测方法。
本文将通过FTIR负红外线技术，探讨茶叶中的有效成分及其对人体健康的益处，以及这种优质技术在茶叶保健效果研究中的应用。
茶叶是一种广泛饮用的饮品，具有丰富的抗氧化剂、茶多酚、氨基酸等有效成分。
这些成分对人体健康起到了积极的作用。
茶的保健效果主要通过茶叶中的天然化合物来实现。
首先，茶叶中的茶多酚被广泛认为是茶的主要功效成分之一。
茶多酚具有较强的抗氧化能力，能够中和自由基，并减缓氧化反应的进程。
通过FTIR负红外线技术的分析，可以准确检测茶叶中茶多酚的含量和种类，为茶叶的保健效果提供可靠的科学依据。
其次，茶叶中的氨基酸也是茶的保健效果不可忽视的成分之一。
氨基酸是构成人体蛋白质的基本组成部分，能够促进人体的新陈代谢，调节免疫系统，并提高人体对应激情况的适应能力。
FTIR负红外线技术可以分析茶叶中氨基酸的含量及种类，为茶叶的保健功效研究和评估提供了技术支持。
此外，茶叶中还含有多种维生素、微量元素和植物鞣质等成分。
这些成分具有提高人体免疫力、促进血液循环、抗菌消炎等作用，对心脑血管疾病、癌症、糖尿病等疾病的预防和治疗具有一定的效果。
通过FTIR负红外线技术的应用，可以对茶叶中这些成分进行定量和定性的分析，为茶的保健效果提供科学依据。
除了分析茶叶中的有效成分，FTIR负红外线技术还可以通过测量体内组装优技，来研究茶叶中的成分对人体的影响。
体内组装优技是指饮用茶叶后，茶中的活性成分与人体内部的其他成分发生反应，从而产生新的化合物。
这些化合物可能有助于提高免疫力、减少炎症反应、抗肿瘤等。
通过FTIR负红外线技术的监测，可以对体内组装优技的生成进行研究，深入了解茶叶的保健效果在人体内发挥的作用机制。
综上所述，茶的保健效果一直备受人们关注，而FTIR负红外线技术作为一种高效、准确的分析工具，在茶叶中的应用已经取得了令人瞩目的成果。
基于近红外光谱的茶叶品质检测技术研究
基于近红外光谱的茶叶品质检测技术研究茶叶是我国重要的农产品之一，对于茶叶的品质检测一直是茶叶行业关注的焦点。
传统的检测方法需要大量时间和人力，且误差较大，为了解决这一问题，近年来基于近红外光谱的茶叶品质检测技术研究受到了重视。
一、近红外光谱技术简介近红外光谱技术是一种光谱分析技术，它是通过对物质吸收和反射的光谱进行分析，来推断样品中化学成分的含量、结构、状态等相关信息。
与传统的化学分析方法相比，近红外光谱技术具有快速、高效、无需样品处理等优点，因此被广泛应用于食品、化妆品、药品等领域的质量检测。
二、近红外光谱在茶叶品质检测中的应用茶叶品质是指茶叶的味道、香气、色泽、滋味等多个方面的综合评价，其中主要的成分为茶多酚、咖啡碱、氨基酸等。
茶叶的品质检测对于茶叶生产、加工和销售都具有重要意义。
传统的茶叶品质检测方法主要是靠人工进行，存在着误差大、效率低等问题。
基于近红外光谱的茶叶品质检测技术则可以快速准确地评价茶叶品质。
1. 建立光谱库建立光谱库是进行近红外光谱分析的前提。
光谱库是通过采集茶叶的近红外光谱数据，并对数据进行处理建立的。
建立光谱库的关键在于样品的选择和分类，样品的数量和质量直接影响到建立的光谱库的可靠性和精度。
2. 分析光谱数据对于所采集的近红外光谱数据进行处理是进行茶叶品质检测的关键。
针对不同的茶叶品种和产地，需要使用不同的分析方法。
光谱数据处理的主要方法包括：主成分分析、偏最小二乘法等多元统计分析方法。
3. 对检测结果进行验证为了保证光谱库的可靠性，需要对检测结果进行验证。
验证的方法包括交叉验证、样本外验证等。
通过对验证结果的分析，可以确定光谱库的精度和准确性。
三、结论基于近红外光谱的茶叶品质检测技术是一个快速、准确、可靠的检测方法。
与传统的检测方法相比，近红外光谱技术不仅具有高效性和精准性，而且可以实现非破坏性检测，避免了其他检测方法可能会带来的影响。
因此，基于近红外光谱的茶叶品质检测技术将成为茶叶行业的重要工具，对茶叶的品质评判和质量控制起着积极的促进作用。
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探究材料热成像技术在茶叶无损检测方面的应用
茶叶中含有儿茶素、胆甾烯酮、咖啡碱、肌醇、叶酸、泛酸等多种对人体有益的成分,在综合作用下,有预防疾病和抑制肥胖等功效.因此在古代,茶叶就作为我国的重要出口商品换取了大量外汇,不仅积累了丰富的物质财富,并在此过程中继承和发展了宝贵的茶文化.现如今,茶叶仍是我国重要的农产品之一,其经济及社会价值仍不可小视.随着现代科学技术的进步,茶叶的品质检验已不单单地停留在人为的对色、香、味、意、形的主观感受,而是要求对茶叶品质、营养价值、加工方式等进行科学客观的技术表征.茶叶的热成像无损检测技术作为一项前沿实用技术,正逐步完善并进入产品中试阶段.该技术可对茶叶的某些细部特征进行综合在线无损测试,为茶叶质量的科学评价给出一定依据,以期辅助提升茶叶的品质.
1 茶叶热成像无损检测原理
1.1 茶叶的红外成像原理
任何材料,包括茶叶,在常态( 非理想状态)下,其温度均高于绝对零度,物体表面都会向外界发出热辐射.该热辐射通常以红外射线形式存在,且红外波长的大小与物质的温度密切相关. 由于受材料的自有理化性能、原子及分子间排列组合及加工方式等因素影响,其内部温度场会产生一定扰动,形成热波.而热波在物体内部传播及表面辐射过程中产生的差异会被红外检测设备一一捕获,通过进一步分析处理即可形成待捡物质的红外热像.红外热像不仅可以在常温/变温状态下对茶叶表面的温度分布进行直接观察,而且还可对茶叶叶片厚度分布、脉络走向、微孔均一性等细节信息做出更为准确的判断.
1.2 茶叶热成像无损检测技术应用优势
在茶叶的无损检测方面,热成像技术凭借其自身诸多的特点,在某些特定领域具有明显优势.首先,热成像技术具有非接触性、使用范围广的特点.由于检测过程中仅对物质产生的红外热波进行测量,不需要对物质进行进一步加工破坏,所以热成像技术适用范围更广,对操作者技术要求更低,工序更为简单化.其次,热成像技术具有客观精准的可视化特征.由于热成像的本质是在检验物质的热辐射差,因此热成像检测系统是完全被动的.相比于其他非接触检测手段如X 射线、
超声C、核磁共振及光学辅助软件模拟等,热成像技术的数据直接源于茶叶本身,不需要进行模拟计算及软件处理,其准确性很高.不仅如此,在保证准确性的同时,热成像技术还可提供茶叶的可视化红外图像,为直观判断茶叶的某些细部特征提供了方便.最后,热成像技术具有制样容易,方便快捷的特点.热成像技术依靠物质本体热辐射的进行测试,故不需要对茶叶进行进一步加工,这既保证了茶叶在检测过程中保持原有形态,同时简化了操作步骤,在样品制备方面相对其它检测手段大为简化,降低了操作者的工作强度,提高检测效率,降低差错率.
2 茶叶热成像无损检测技术的几个重要性能参数
2.1 热灵敏度
热灵敏度( NEDT,噪声等效温差) 考量中波( NWIR) 和长波( LWIR) 红外热像仪性能的关键参数.热灵敏度反应了温差的信噪比,该温差信号等同于热像仪瞬时噪声.故热灵敏度数值近似代表着热像仪可分辨温差的最小值. 热灵敏度数值由瞬时噪声除以响应度计算得来,单位通常用mK 表示.所以灵敏度数值越小,代表着热像仪灵敏度越高,成像越清晰.一般来说,热像仪的光圈数、积分时间和测量时的具体温度决定了每次热成像过程的热灵敏度,因此根据测量需要选用合适的热成像设备至关重要.
2.2 分辨率
分辨率( Resolution) 是衡量影像清晰度或浓度的标准,它代表垂直和水平方向显示的每英寸( inch) 点( dpi) 的数量.茶叶热成像过程的分辨率大致分为图像分辨率和显示分辨率两个方面. 图像分辨率与热灵敏度等测试参数密切相关,而显示分辨率则与显示器的性能有关. 热成像仪自带显示器往往尺寸较小,这主要是由于显示分辨率固定的情况下,屏幕越小图像越清晰,所以在大多数检测过程中,热像仪需经数据线连接直接在计算机显示器上进行操作,或者保持保存热像影像资料至仪器自带SD 卡中,再将卡内数据转移至电脑另行处理.
2.3 间隔与光斑比
间隔与光斑( D S) 比即红外成像仪到待测物体的间隔与被测光斑尺度之比,对仪器的成像及分辨率有重要影响.热像仪D S 比越大,其图像分辨率越好.目前在茶叶红外成像领域技术不断成熟,逐步增加了近焦距功能,可以根据茶叶尺寸针对小区域范围内进行精确测量,同时还能够降低布景温度的影响.但是在对茶
叶实际进行热成像操作过程中,布景温度的影响仍不可忽略,一般采用陶瓷、工程塑料、复合材料、分子筛薄膜等保温材料作为底板布景,以此降低、规避布景温度对热成像过程的影响.目前,新型底板材料的研发仍处在开始阶段.本课题组根据实际检测中反映出的问题,开发了新型铝基合金金表面防腐、亲水、抗菌复合分子筛薄膜,并对其制备工艺和性能做了系统表征,使其更加符合茶叶检测过程中的各项技术指标.
此外,温度量程、扫描制式、最大工作时间、工作环境等也是检测过程中需要考虑的主要参数.但由于茶叶热成像检测过程中受温度变化范围不大、环境要求不高等实际情况约束,以上参数相对固定且容易符合测试条件基本要求,故在此对这些测试参数不予重点讨论.
3 茶叶热成像无损检测技术应用
热成像技术在茶叶的无损检测方面具有很多方面的应用,这里仅选取几类具有代表性的应用实例进行工程实践过程分析.
3.1 茶叶厚度及分布
由于计算机普通光学扫描检测技术主要是针对茶叶叶片表面进行观测,不能或不便在三维角度对其进行评估,故传统的茶叶叶片厚度观测主要依靠茶叶的切片解剖实验进行. 该方法得到的观测结果比较准确,但其效率低下,对操作者有一定专业技艺要求,且测试过程中叶片的部分理化性能已经发生变化,不利于对其进一步的检测.而材料热成像技术则不同,它采用非接触式测量模式,不改变叶片的形状,直接得到检测结果,简单方便易于操作.其基本原理是利用茶叶叶片在不同厚度区域的热导率不同,在相对稳定的控温环境下,叶片的厚度分布决定了叶片的热像分布.通过观察热成像图像,不仅可以直接得到茶叶的厚度值,还可以同时比较茶叶叶片各区域厚度分布,这是切片技术很难完成的.另外,热成像的巨大优势还体现在可实时观测多类型、多数目叶片厚度值,并对其进行比较,不仅速度快,而且具有不同条件下的类比性.所以材料热成像检测技术是目前茶叶厚度分布的最理想检测手段之一.
3.2 茶叶叶脉及脉络走向
由于茶叶叶脉与叶肉部分的理化组成存在差异,故二者间的热导率也不同.利用此差异,可以对茶叶叶片进行热成像分析.采用近焦镜头对叶片进行观察可以
很明显发现叶脉的走向,这可以作为茶叶的指纹识别方式,对茶叶种类进行真伪辨别.其次,叶脉形貌可以客观反映出茶叶的很多加工属性.比如,叶脉热成像较宽的茶叶往往对应含水量要高,存放时间短,烘干时间短等要素.这些热成像图可以帮助我们了解不同质量、不同工艺之间茶叶的具体差别,以科学客观的角度分析并解决制茶工艺中出现的问题.此外,通过热成像的明暗程度可以区分不同茶叶间的热导率差异,进而判断茶叶的化学组成、存放时间,烘干程度及工艺方法等信息.相对普通的光学成像系统,热成像技术更加关注茶叶内部而非表面的理化结构信息,能够较深入对其进行系统研究.
3.3 茶叶叶片微孔均一性
叶片在生长、加工过程中不可避免会形成微小孔洞,由于微孔中心的热导率为零,其边缘逐渐渐变至叶片内部中心的热导率值,故在热成像过程中,孔洞处的图像将呈现渐变光谱区,这十分有利于观测和表征这些微孔.所以在微孔观测方面,热成像技术相对于普通光学扫描技术更加方便.另外,光学扫描仅对孔洞形貌做出了基本判断,一般只能得到大小、形状、面积及分布等基本信息.而热成像表征孔洞时是以红外热辐射信号为依据,这在某些情况下可以反映出孔洞的形成过程,进而推断出孔洞形成原因.这为茶叶品质的进一步提高给出了明确方向,使人们在种植、采摘、制茶过程中克服环境、手法、生产条件等不利因素,使改进措施更具指导性,而非多次重复试验和经验摸索,节省了大量人力、物力及时间.
4 结论
综上所述,本文提出了一种依靠材料热成像技术对茶叶进行无损检测的新方法. 通过合理选择及调整热成像过程中相关检测参数,并对茶叶本身红外热辐射信号进行捕捉处理后得到其热成像图像.利用此图像可对茶叶厚度及分布、叶片脉络走向、微孔均一性进行系统分析.该检测手段相比其它方法具有非接触、使用范围广、精确客观的可视化、制样简单及方便快捷等优点,为茶叶品质检测提供客观依据的同时,指明了茶叶生产加工过程中需要努力提升和改进的方向. <!--。