用于水果組織光傳輸特性檢測的單積分球系統(tǒng)研制及應(yīng)用.pdf

1、積分球測量技術(shù)主要用于實(shí)現(xiàn)對生物組織光學(xué)特性參數(shù)的離體檢測。針對這種情況，一方面可以采用基于積分球的農(nóng)產(chǎn)品組織光學(xué)特性檢測裝置直接檢測農(nóng)產(chǎn)品組織的光學(xué)特性參數(shù)并對農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)做定性的分析;另一方面根據(jù)測得農(nóng)產(chǎn)品組織的光學(xué)特性參數(shù)建立農(nóng)產(chǎn)品組織光學(xué)模型，為農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)部品質(zhì)無損檢測裝置的設(shè)計(jì)提供更為可靠的參考數(shù)據(jù)。
　　本文自行設(shè)計(jì)并搭建了基于單積分球技術(shù)的農(nóng)產(chǎn)品組織光傳輸特性參數(shù)手動和自動檢測裝置，并以獼猴桃不同部分組織為對象進(jìn)行了測量

2、組織光學(xué)特性參數(shù)的應(yīng)用。
　　主要研究內(nèi)容如下:
　　1、搭建了基于單積分球的農(nóng)產(chǎn)品組織光學(xué)特性手動檢測裝置。在手動檢測裝置的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化，研制了基于積分球的農(nóng)產(chǎn)品組織光學(xué)特性自動測量系統(tǒng)。與基于積分球的農(nóng)產(chǎn)品組織光學(xué)特性手動檢測裝置相比，農(nóng)產(chǎn)品組織光學(xué)特性自動檢測裝置包含了兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)改進(jìn):一是引入積分球蓋自動開合裝置和自動樣品臺，通過運(yùn)動控制箱的控制實(shí)現(xiàn)一次放樣自動完成暗場和參比的采集以及樣品徑向15 mm范圍

3、內(nèi)自定義間距自定義位置上的漫反射率和透射率的自動測量;二是通過自行設(shè)計(jì)與編寫的上位機(jī)控制界面與運(yùn)動控制箱配合和光譜儀，自動保存測量結(jié)果。這兩項(xiàng)改進(jìn)大大簡化了實(shí)驗(yàn)步驟，降低了實(shí)驗(yàn)過程中人為因素對光路的影響;在保證精度的前提下，極大地提高了系統(tǒng)的檢測速度。以采樣間距2mm、5點(diǎn)測量為例，每樣測量時(shí)間從原有的15分鐘減少到1分50秒。
　　2、測量了Intralipid溶液、聚苯乙烯顆粒溶液和Biomimic固體幻影的總透射率和總漫反射

4、率，通過IAD方法計(jì)算得到了不同濃度下的各樣品的光學(xué)特性參數(shù)。計(jì)算結(jié)果與已報(bào)道的文獻(xiàn)和理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，結(jié)果表明，兩套系統(tǒng)的測量精度均能滿足實(shí)驗(yàn)要求，驗(yàn)證了系統(tǒng)的可靠性。
　　3、分別使用基于單積分球的農(nóng)產(chǎn)品組織光傳輸特性參數(shù)手動和自動檢測裝置對獼猴桃不同部分組織的光傳輸特性進(jìn)行了測量。結(jié)果表明:獼猴桃不同部分組織的光學(xué)特性存在顯著的差異，手動檢測裝置測得的獼猴桃組織的吸收系數(shù)μa和約化散射系數(shù)μs'的平均值范圍分別為:0.0

5、644-0.3415 mm-1，0.1330-0.7565 mm-1;自動檢測裝置測得的獼猴桃組織的吸收系數(shù)μa和約化散射系數(shù)μs'的平均值范圍分別為:0.0308-0.3085 mm-1，0.1198-0.9461 mm-1。與已報(bào)道的結(jié)果進(jìn)行比較，本研究測得的獼猴桃組織的光學(xué)特性參數(shù)處于合理的區(qū)間內(nèi)。
　　本研究較好地完成了預(yù)期目標(biāo)，解決了單積分系統(tǒng)測試過程中需要改變光路的布置、測試過程中易受到人為因素干擾、測量過程比較耗時(shí)、