农产品质量检测中无损检测技术发展研究
基于遗传算法的农产品品质无损检测研究进展
行 了发展… 。Ｇ Ａ数 据处 理方法 结合 图像 处理 技术 、 近 红外 光谱技术和 电子鼻技 术等无损 检测技术 ， 可 以对检测 的原始
数据进行优化 ， 从而为开发 在线无损 的 自动检 测系统 打下 良
好 的基 础 。
１ 遗传算法基本原理简介
作 为一 种搜索算 法 ， Ｇ Ａ的搜索 过程是从 一组 随机产 生 的初始解（ 群体 ） 开始 的， 问题的每个解对应 于群体 中的一个 个体 （ 染色体 ） ， 其好坏 的判 断依据是适应度 函数 。“ 遗传 ” 就
１ ． ３ 遗 传操 作
中的某些基因 ， 从而 形成一 个新 的个体 。Ｇ Ａ 中的变 异运算 是一种随机算法 ， 只是产生新个 体的辅助算法 ， 它决 定 了 Ｇ Ａ 的局部搜索能力 。交叉运算 和变异运算 的相互配合 ， 共 同完 成对搜索空 间的全局搜索和局部搜索 Ｊ 。
从 而得 到较好 的个体 ， 获取 问题 的近似最优解 的过程 。其 原
理 如图 １ 所示 。Ｇ Ａ的处理过程包含 以下几个环节和步骤 。
１ ． １ 编 码
Ｇ Ａ把 问题空 间 的研 究对 象通 过编 码机 制按 一定顺 序 ，
由特定 的符号排成遗传空 间的字符 串 ， 而 不对研究 对象直 接
以坚持统一 、 客观 的标难 。 目前 ， 基 于机 器视 觉 、 近红外光谱 、
电子鼻技术等的快速检测技术在农 产品的品质无损检测 中得 到 了很好的应用 。遗传算法 （ Ｇ Ａ） 作为一 种全局优化 搜索算
法， 模拟 了 自然界遗传选择和 自然淘汰的生物进化模式 ， 由美 国密执安大学 Ｈ ｏ ｌ ｌ ａ ｎ ｄ教 授首先 提 出 ， 他 的学 生对 该理论 进
现代农业监测技术与数据分析方法汇总
现代农业监测技术与数据分析方法汇总近年来，随着科技的进步和农业现代化的推进，农业监测技术和数据分析方法得到了广泛应用。
这些技术和方法的使用，为农业生产提供了更加精确的数据支持，帮助农民、农业企业和政府部门做出更加科学的决策，促进了农业的可持续发展。
本文将对现代农业监测技术和数据分析方法进行汇总，并介绍它们的应用领域和优势。
一、遥感技术遥感技术是指利用卫星、飞机等空中平台获取地面表面信息的一种技术。
在农业监测中，遥感技术可以用于土地利用、作物生长监测等方面。
1. 土地利用监测遥感技术可以获取大范围、多时相的土地利用信息，包括农田、林地、水体等。
这些数据可以帮助农业企业和政府部门评估土地利用现状，制定合理的土地利用规划和管理政策，提高土地利用效率。
2. 作物生长监测通过遥感技术获取的植被指数（例如NDVI指数）可以反映作物的生长情况。
利用这些数据，农业生产者可以监测作物的健康状态、确定灌溉和施肥计划，提高农作物产量和质量。
二、无人机技术无人机技术的快速发展为农业监测提供了新的工具和方法。
无人机可以携带各种传感器，对农田进行高分辨率的图像采集和监测。
1. 农田勘测与测绘无人机可以利用高分辨率相机对农田进行勘测和测绘，生成高精度的农田地图。
这些地图可以帮助农民了解农田的地形、土壤质量和水资源状况等，为农业生产提供科学依据。
2. 病虫害监测通过搭载红外传感器，无人机可以对作物上的病虫害进行快速无损检测。
这样的监测可以帮助农民及时发现和控制病虫害，减少农作物的损失。
三、物联网技术物联网技术将传感器和互联网相连，实现了农业设备和农田的智能化监测和控制。
农业物联网技术的应用主要包括土壤水分监测、气象监测和农机作业监测等。
1. 土壤水分监测物联网技术可以将分布在农田中的土壤水分传感器与互联网连接，实时监测土壤的含水量。
这种监测方式可以帮助农民准确判断灌溉时机，合理用水，节省水资源。
2. 气象监测利用物联网技术，农田中的气象传感器可以实时采集温度、湿度、降雨量等气象参数。
农产品质量安全检测中存在的问题及其对策思考
农产品质量安全检测中存在的问题及其对策思考农产品质量安全一直是人们关注的焦点问题。
随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，人们对农产品的质量安全要求也越来越高。
农产品质量安全检测中存在着一系列的问题，严重影响着农产品质量的保障。
本文将对农产品质量安全检测中存在的问题进行分析，并提出相应的对策思考。
农产品质量安全检测中存在的问题之一是检测手段不足。
目前，农产品质量安全检测仍主要依靠传统的化学分析和微生物检测技术，这些技术在检测速度、准确性和成本方面存在诸多局限性。
特别是在农产品中农药残留、重金属污染等方面的检测，传统的化学分析方法需要较长的时间，而且存在交叉反应等问题。
微生物检测技术也存在着对检测人员的专业要求较高，成本较大等问题。
针对以上问题，可以加强农产品质量安全检测手段的创新。
随着现代科学技术的发展，新型的检测手段如光谱分析、生物传感技术、基因检测技术、无损检测技术等逐渐应用于农产品质量安全检测中。
这些新技术具有检测速度快、准确性高、成本低等优势，可以有效弥补传统检测手段的不足，提高农产品质量安全检测的效率和水平。
农产品质量安全检测中存在的问题之二是监管缺失。
由于农产品生产链条长，参与主体众多，监管不到位容易导致监管盲区和监管漏洞。
目前，我国农产品质量安全监管存在以下问题：一是监管部门的监管责任不清，监管标准不统一；二是农产品生产经营主体的主体责任意识不强，存在违法违规行为；三是农产品流通环节监管不到位，存在以次充好等现象；四是监管手段和手段滞后，无法有效应对诸如网络销售等新兴渠道的监管问题。
针对以上问题，可以加强农产品质量安全监管体制建设。
完善农产品质量安全分级监管制度，对不同风险等级的农产品实施不同程度的监管，确保监管资源的有效利用。
建立健全农产品质量安全追溯体系，通过信息技术手段实现对农产品生产、流通、销售全程的监控和追溯。
加强监管执法力量建设，提高监管执法水平和能力，督促农产品生产经营主体严格执行相关质量安全标准和要求。
无损检测技术在果品检测中的应用
无损检 测（ ｎ ｅｔ ｃｉｅＤ ｔｒ ｎ ｔ ｎＴ ｃ ｎ ｌ Ｎｏ ｄ ｓ ｕ ｔ ｅｅｍｉａ ｏ ｅｈ ｏｏ ｒ ｖ ｉ
—
检测 技术可 进 行果 品 的 自动分 级 ， 分级标 准更 加合 使
理， 有利 于 果 品的加 工和 销售 。其 中 ， 红外光谱 的 近
ｇｅ， ｉ 简称 ＮＤＴ） 称非 破坏 检测 ， 一种在 不 破坏 ｓ 又 是
１ 力学特性检测技术 ． ４
力学特性检测技术是基于
１１ 计 算机视 觉检 测技 术 ．
计 算机 视 觉技 术 即用 各
动力 学 原理 的农 产 品硬 度 检 测 方法 。主 要 采用 振 动 频率 分 析 法和 冲 击 力检 测法 对 果 品坚 实度 进 行检 测 从而 判 断 果 实成 熟 度 。力 学 特 性 检测 技 术有利 于判
主要 针对 水果 成熟 度 、 硬度 和 内部质 量缺 陷等无 损检
测 。声学 无损 检 测技术 与 光学 、 电学及其 他无损 检测 技 术相 比， 适应 性 强 、 资较 低 、 作简 便快捷 等优 有 投 操 点， 用 于在线 检 测 ， 农产 品检 测领域 的应用 前 景 适 在
良好 。
利用 果 品对光 的吸 收、散射 、反射 和透 射等 特性 测定 品质 的一种方 法 ， 主要 包括 紫 外光谱 法 、 见光 谱法 可
和近 红外光谱检验 分析法 ， 用于 果品 内外 品质 的检测 。
于检 测 果品 的压伤 、 虫害 、 熟度 ， 测定 苹果 、 成 在 香蕉 的糖度 等 方 面 也 具有 潜 在 价值 。对 于采 收 成熟 度直 接 影 响品质 的 品种 ， 利用 核磁 共振 技术 可大大 提高 收 获、 运输 的可靠 性 。 目前 ， 项技 术真 （ 该 下转 第 ｌ ） ７页
农产品质量安全快速检测方法
检测方法
生物化学反应结果判断农药残留物浓度
蔬菜、水果等鲜果的快速检测
快速、便捷、成本较低、操作简单、结果稳定
准确性相对较低，可能存在假阳性或假阴性
免疫分析法
抗体识别农药残留，灵敏度高、准确性强
农产品中剧毒农药残留检测
灵敏度高、准确性强、操作简便、成本较低
对检测环境和操作人员要求较高
光谱声波X射线检测法
利用光谱、声波、X射线等无损检测技术
农产品全面检测，不损坏农产品形态
检测效率高、成果明显、可大面积集体检测
设备成本较高，需要专业人员操作
滴定法
利用化学试剂与农产品中的有害物质反应产生颜色变化
多种有害物质的定性检测
快速、简便、成本低
只能定性检测，不能定量检测
比色法
通过比较样品与标准色阶的颜色差异来判断有害物质含量
适用于多种有害物质的快速检测
操作简单、结果直观
准确性受多种因素影响，如光源、比色器精度等
荧光法
利用荧光物质与有害物质反应产生荧光信号进行检测
灵敏度高，适用于低浓度有害物质的检测
灵敏度高、检测速度快
可能受到背景荧光干扰，需要严格控制检测环境
果蔬食品原料的质量检测的无损检测方法及适用果蔬品种
果蔬食品原料的质量检测的无损检测方法及适用果蔬品种1、高光谱成像技术该技术是遥感技术的一个部分，在近些年来，该技术备受人们的关注，在农业领域中得到了广泛的应用。
该技术乃是在近些年来被用于农产品质量安全评定的，在今后的发展过程中，该技术在农产品无损检测方面会有较大的发展前景。
在果品种，有学者应用该技术检测脐橙表面的农药残留，证明了该技术可以具有不错的检测效果，尤其是在对高浓度的农药残留检测上。
2、 X 射线技术所谓 X 射线检测，指的是利用射线穿透物质来进行检测的。
在对样品进行检测时，可以利用其衍射作用，或者是利用激发荧光的特性，通过对 X 射线与样品作用时激发的荧光进行捕捉。
该技术对于样品中所含的多种元素情况进行检测，尤其是对于重金属的检测更具有效果。
3、生物传感器法该技术是近几十年发展起来的一项技术，它是利用生物活性物质做敏感器件，然后配以适当的换能器构成分析检测工具。
当被测样品与分子识别元件结合之后，就会发生生物化学反应，然后通过对信号转换元件的利用，可以将其浓度转化为电信号，也可以转化为光信号，所得的信号经过放大之后，就能够对其进行分析检测。
较为常用的生物传感器分为以下几种：(1）免疫传感器、(2）细胞传感器、(3）酶传感器。
现如今，在食品添加剂、果品食品成分等检测工作中得到了广泛的应用。
4、激光诱导荧光技术该技术乃是利用激光激发物质发射荧光，这样就能够获得荧光光谱的谱线宽度，能够获得荧光谱峰值强度，这样就可以对物质进行定量以及定性分析。
从每种物质分子的能级结构来看，不同的物质分析，其能级结构肯定会有所不同，即便激发的条件一致，每种物质分子所发射的荧光特性也会有所差异，那么就可以通过以此为依据来对不同物质的数量以及种类进行检测。
由于该技术的灵敏度较好，这使得该技术的发展较快，其浓度检出限可以达到2X10-13mol/ L ,在未来的果品质量检测中，势必会有更大的发展潜力。
软X射线检测技术在农产品无损检测中的应用
软 ｘ射线检测技术在农产品无损检测中的应用
杨 强
２ ５ ５ ０ ０ ０ 淄博 市质 量技 术监 督局淄川分局 山东 淄博
摘 要 ：无损检测技术属于高新技术 ，广泛应用于检 测工业材料和农产品的结构异常或表面缺陷。软 ｘ 射线属 于无损检测技术 的重要分支 ， 被 广泛引 用于农产 品特别是农产 品内部 的无损检测 。本文结合 国内外软 × 射线检测技术在农产 品无损检测 中的应用情况 ，阐述软 × 射线在农产 品品质检测中
的 Ｃ Ｔ 值来检测苹果中对应各点的含水率， 通 过 试 验 得 到 其 在 ＣＴ图 像 上 对 应 的 Ｃ Ｔ值 之 间 的相 互 关 系 。 ２ ０ ０ ５年章程辉等通过试验研 究得 到红毛 丹 的 ｘ射线特征值（ ＣＴ值） 与对应的可食 率和 可溶 性 固形 物 之 间 的 对 应 关 系 ， 为 Ｘ— ＣＴ 图像 有 效 应 用 于 水 果 的 在 线 检 测 找 到 一 条 新 途
的重要作用。
关键词 ：无损检测技术 ；软 ｘ 射线；农产 品
近年来， 无 损 检 测 技 术 在 农 业 中得 到 广 泛 应用 ，其 中 软 ｘ 射 线 检 测 技 术 被 广泛 应 用 于 不 同 ，最 终 得 到 不 同 强 度 的射 线 来 判 断 被 检 物体是否存在缺陷及缺陷程度 。
１ 、无损检测 技术
无损检测 技术是 在不损伤被 检测对象 的 条件下 ，利 用材料 结构存在异 常或缺 陷引起 的热、声 、光 、电、磁等反应变 化 ，探测物 质 内 部和 表 面 缺 陷 ， 并 对缺 陷 的 类 型 、 性 质 、 数量、形状 、位置 、尺寸 、分布 及其变化 作 出判断和评 价 。农产 品无损检测 是利用 农产 品 的 物 理 性 质 缺 陷而 发 生 变 化 实 现 的 ， 主 要 包 括 光 学性 质 、声 学 性 质 、 电磁 性 质 和 热 学 性质等。农产品品质主要包括 ３方面 内容： 是反映农产 品外表特 征的外部品质（ 主要有 表 面 颜 色 、 表 面 光 泽 、 表 面 平 整 度 、外 表 形 状以及尺寸大小等） ；二是 反映农产 品基本物 理性质的品质（ 主要有质量 、密度 、弹性以及 硬度等） ： 三 是 反 映 农 产 品 内部 特 征 的 内部 品 质（ 主 要 有 安 全 性 、成 熟 度 、新 鲜 度 、 内部 缺 陷、营养成分的组成、味觉 以及 口感等） 。 常 见 的 农 产 品 品 质 无 损 检 测 有 可 见 光一 近红外 分光法分光 、机器视觉 、介 电特 性、 声 学 特 性 、 超 声 波 、 电 磁 特 性 分 析 、 生 物 传 感器、电子鼻与电子舌、ｘ射线等技术 。可见 光 和 红 外 检 测 技 术 主 要 针 对 农 产 品 外 部 品 质 检测 ，内部 品质 检测相对 比较 困难 ， 主要依靠 近 红 外 、 核 磁 共 振 、 超 声 波 检 测 技 术 和 ｘ 射 线成像技术。 由于 农 产 品 的密 度 比金 属 内部 小 得 多 ， 对 于 农 产 品 内部 物 质 情 况 检 测 所 需 的 ｘ 射 线 强 度 很 弱 ， 所 以软 ｘ 射 线 被 成 功 应 用 在 农 产 品 内部 缺 陷 和 异 物 检 测 ，在 农 产 品 内 部 品 质 的检测上更具优势 。软 ｘ 射线运用于农产品 无损检测最早是在 ｌ ９ ６ １ 年 ，美 国化 学 分 析 学 会 运 用 软 ｘ 射 线 图像 检 测 谷 物 或 种 子 中的 钻 蛀害虫 并成为其 官方方法 。我国早期对 其应 用还停 留在外部无 损检测 ，近 年开始 迅速在 农 产 品 内部 无 损 检 测 中运 用 。
光谱技术在农畜产品安全性检测的研究进展
０ 引 言
近 年来 ， 由于 市 场 利 益 驱 动 ， 市 场 监 管 以及 准 入 制 度 的不 完善 ， 导 致农 畜 产 品 污染 严 重 。很 多 “ 问题 ” 农 畜产 品大量 流 向 市场 ， 屡 屡 引发 消 费 者 中毒 甚 至 死 亡 事件 ， 对广 大消 费 者 的 权益 乃 至人 生 安 全 造 成 了极 大 的危 害 。另外 ， 很 多农 畜产 品 的 出 口也 因质 量 安 全 不 达标 而频遭 抵 制 ， 给 国 内的 生产 者 带 来 了 巨大 的经 济损 失 。近 年来 发 生 的农 畜 产 品安 全 事 故 中 ， 部 分 是 因为 黑 心商 贩为 了 一 己 私利 ， 在农 畜 产 品 中添 加 有 毒 有害物质 ， 使其具有更好 的卖相 ， 从 而 以 较 小 的投 入 换 取 较 大 的利益 ， 如 近年 发 生 的 健美 猪 、 毒大米 、 毒 面 粉 和红 心 鸭 蛋 等 事 件 。还 有 一 部 分 是 一些 企 业 为 了 降低 检测 、 检验 成 本 ， 只 对部 分 产 品进 行 抽 检 ， 甚 至不 对其 产 品进 行检 测 ， 从 而 使 得 大 量 不 合格 产 品 流 向市 场， 如三鹿奶 粉 、 龙凤 与思念 速冻食 品撤 柜等 事件 。
农畜产品安全事件 的发 生一方面 与市场监管等 因素
有关 ， 另一 方 面还 有 我 国现 有 的检 测 技 术 相 对 比较 落 后 有一 定 的关 系 。
针 对农 畜产 品的 品质 安 全 问题 ， 国 内的 科 技 工 作
者 在检 测 和监 测技 术 的研 究 方 面 进 行 了 大量 的 工作 。 例如 ， 李 晴¨ 等 开 发 了基 于 无 线 传 感 器 网络 技 术 、 手 机 通讯 、 射 频 技术 和 数 据挖 掘 技 术 的农 产 品 安 全 监 控 与追 溯 系 统 ， 该系统可对相关农 产品的产地环境 、 种
无损检测在猕猴桃质地检测中的应用
猕猴桃是水果中的“维生素C之王”，又称奇异果、藤梨等，我国是猕猴桃的原产国之一，具有悠久的种植历史[1]。
质地是猕猴桃内部评价的重要指标，猕猴桃的质地与其果实的口感、成熟度等有着紧密的关系[2]，消费者在购买时也常通过猕猴桃的质地来主观判断猕猴桃内部品质的好坏。
无损检测技术的迅速发展，能提高水果质量检测的效率，不破坏水果后续的销售和食用，不产生不良影响，增加了果农的经济效益。
传统的猕猴桃质地检测是通过捏、破皮检查等手段进行判断，但预判结果不精确，同时还会破坏猕猴桃的原有状态和化学性质。
1 猕猴桃质地无损检测方法1.1 基于计算机视觉无损检测利用特定编写的计算机程序代替人的视觉对猕猴桃的颜色、性状、大小、表面伤损等特征进行感知，捕获图像后进行识别和分析，从而作为猕猴桃分级分类的依据。
计算机视觉无损检测方法检测迅速、精确度高、信息量大，可用于猕猴桃的颜色、形状、表皮损伤等外观特征的无损检测。
李倩倩采用形态学对猕猴桃表面损伤进行处理并基于BP（Back Propagation）神经网络算法对猕猴桃进行分级分类，准确率为91.3%[3]。
1.2 基于介电特性无损检测猕猴桃内部含有大量带电粒子，随着生长、成熟、受损、腐败等过程发展，猕猴桃内部也存在能量与物质的交换，从而导致内部电荷的所带电量及空间分布发生改变，在宏观上表现出不同的电特性[4]。
与其他方法相比，介电特性无损检测方法具有快速、灵敏、装置简单、易实现等优点，可应用于猕猴桃的机械损伤、新鲜度、质地等品质特征的识别。
卢丹对猕猴桃介电特性特征频率进行提取和数据降维时，发现建模效果较好的是遗传算法，降维效果较好的是投影算法[5]。
1.3 基于声学振动无损检测猕猴桃与检测装置接触的过程中产生声学振动信号，利用音频采集器和数据分析器对数据进行收集和分析处理，可得到猕猴桃的质地与其声学信号特征之间的关系。
声学振动方法具有操作便捷、速度快、装置便于携带等优点[6]，可应用于猕猴桃的质地、内部缺陷、成熟度等品质无损检测。
利用近红外光线无损检测水果糖度的研究
- 9 -高 新 技 术水果是人们日常生活中重要的食物。
水果质量是人们在消费过程中关注的重点。
对于水果品质的检验分为外在检测和内在检测。
外部检测包括颜色、大小和缺陷，内部检测包括味道、甜度和水分。
外部质量可以通过肉眼观察，而对于内部质量检测来说，通常通过有损检测和无损检测来检测内部质量。
有损检测技术可以准确确认果实的内在品质，但会破坏果实，即经过检测后水果就不能食用了。
不同的无损性技术（例如声学、核磁共振和近红外光谱（NIRS））均为在无损条件下测定水果品质的有效途径。
该文主要探讨近红外光谱（NIRS）的实验表现和实用价值。
1 近红外光检测水果糖度理论基础水果糖分在近红外光谱波段的光下有特殊的吸收光谱[1]，并可以通过仪器接收相应的光电信号。
我国是苹果种植大国[2]，对苹果质量的甄选分级可以提高我国产出果品的国际竞争力。
1.1 近红外光谱近红外光是指波长介于可见光和中红外光之间的电磁波。
美国材料试验协会（ASTM）将近红外光谱区定义为780 nm~2 526 nm，并将近红外波段分为2个部分：近红外短波（780 nm~1 100 nm）和近红外长波（1 100 nm~2 526 nm）[3]。
在近红外区域的吸收带内，测量信息主要是分子内部含氢基团（OH -、NH -以及CH -官能团）的倍频吸收及其伸缩振动、晚期振动合频的吸收信息[4]。
1.2 近红外光谱特征近红外光谱属于红外光谱，该谱区的信息主要由几种基频的倍频以及组合频率共同构成，具有以下特点：1） 近红外光谱是记录分子振动基频的倍频和合频的光谱区，被采集的信息主要为OH -、NH -和CH -官能团的倍频吸收，及其伸缩振动、弯曲振动合频的吸收信息。
现代近红外光谱是把光谱测量技术、化学计量学和计算机技术融为一体的间接分析技术，一般会建立校正模型，以实现定性或定量分析未知样本的目标。
2） 信息量大。
近红外光谱区域除了具有不同程度的倍频吸收外，还包括多种组合频率干扰，因此光谱波段复杂。
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农产品质量检测中无损检测技术发展研究
农产品质量检测是保障农产品安全和质量的重要环节。传统的农产品质量检测方法主
要依靠人工目测和化学分析，这种方法具有破坏性、耗时耗力的特点，并且仅能对有限的
样品进行检测。为了提高农产品质量检测的效率和准确性，无损检测技术逐渐被应用于农
产品质量检测中。
所谓无损检测技术，就是指在不破坏农产品表面和内部结构的情况下，通过检测和分
析农产品辐射、传导、散射或反射等非破坏性现象，来获取农产品内部质量信息的一种技
术手段。
无损检测技术在农产品质量检测中的应用主要包括以下几个方面：
1. 声学无损检测技术：通过对农产品内部声学信号的检测和分析，可以判断农产品
的成熟度、纹理和含水量等指标。可以通过对水果的酸度和含糖量用声学技术进行测定，
从而判断水果的成熟度。
2. 热红外无损检测技术：通过测量农产品表面的红外辐射，可以获取农产品表面温
度信息。这种技术可以用于检测蔬菜、水果等农产品的新鲜度和质量变化情况。
无损检测技术在农产品质量检测中的应用，可以显著提高农产品质量检测的效率和准
确性。无损检测技术具有非破坏性、快速、可重复和自动化等特点，可以大大节约人力和
物力资源。无损检测技术在农产品质量检测中的研究和应用具有重要的意义。