第31卷，第5期 2011年5月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 31,No. 5,pp1230-1235
May,2011
脐橙糖度近红外光谱在线检测数学模型优化研究
孙旭东，郝勇，高荣杰，欧阳爱国，刘燕德华东交通大学机电工程学院，光机电技术及应用研究所，江西南吕
330013
摘要目的是优化脐橙糖度近红外光谱在线检测数学模型，提高检测精度。在700.28～933.79nm光谱范围内，根据建模集样品在不同波长处的变异系数，选择基准波长点，计算样品的反射比光谱。吸光度和反射比光谱，经不同光谱预处理后，分别采用偏最小二乘法(PLS)和最小二乘支持向基回归法（LSSVR)，建立脐橙糖度近红外光谱在线检测数学模型，采用30个未参与建模的脐概样品评价模型的性能，经比较，采用一阶微分处理后的反射比光谱建立的LSSVR模型预测效果最优，模型预测相关系数为0.85，预测均方根误差为0.41“Brix，实验结果表明基准波长点、一阶微分和LSSVR相结合的优化方法在提高脐橙度近红外光谱在线检测精度方面具有可行性。
近红外光谱；在线；优化；脐橙；糖度
关键词：
中图分类号：S123；O434
引言
文献标识码：A
DOI:10.3964/j.issn.1000-0593(2011)05-1230-06
(LSSVR)，进行脐橙精度近红外光谱在线检测数学模型优化研究，提高在线检测精度。
我国水果产量居世界首位，但品种、地域差异大，品质参差不齐；而且我国的水果内部品质在线检测技术与装备起步较晚，仍以重量、色泽等外部品质在线检测为主。糖度是评价水果内部品质的重要指标之一，日本等国的水果企业纷纷标榜其水果具有最佳糖度的品质保证。因此，水果内部品质在线检测技术与装备研究是促进我国水果由数量型向质量型转变的必然需求。
近红外光谱技术因其无损、快速、样品无需前处理等优点，被广泛用于农产品品质检测"，国内外许多学者应用近红外光谱技术快速检测脐橙的糖度含量(26]，但仍以静态检测研究为主，在线检测研究报道较少7.引。随着微机电加工技术的发展，光电耦合二极管阵列等微型光谱仪，因其小巧、低功耗、成本低廉、无移动部件等优点，为近红外光谱在线检测研究提供新的硬件平台[9]。但近红外在线检测过程中，外界条件（如仪器漂移、光源稳定性、样品状态等）变化仍是影响在线检测精度的主要因素(10)，因此，建立稳健的近红外在线检测数学模型十分关键。
本文在700.28~933.79nm光讲范围内：应用基于基准波长点的反射比光谱法，结合最小二乘支持向量回归法收精日期：2010-07-08，修订日期：2010-10-12
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材料与方法
1.1样品采集
实验所采用的脐橙样品从南吕某个水果批发市场购买，将购买的脐橙表皮灰尘等清理干净，依次编号，并在20℃ 的室温和60%湿度的实验空环境下放置24h，待样品温度达到室温后，在线采集近红外光谱。光谱采集时尽量避免擦伤或伤疤等缺陷部位。共110个实验样品分为建模集和预测集，其中80个样品作为建模集，剩余30个未参与建模的样
品作为预测集，用于评价模型的预测能力。 1.2实验装置及光谱采集
近红外光谱在线检测装置如图1所示，由机器视觉分级装置改造而成，主要包括：光谱仪（USB2000十，Oceanoptics INC.，USA)、卤灯(12V/50W，飞利浦电子贸易服务有限公司，上海）、光纤（1000μm/2m，OceanopticsINC.， USA)、可编程控制器（PLC)(FX2N-32MR，南昌三夏自动化科技有限公司)、光电接近开关（E3F-DS10C4，科头飞跃科技有限公司，宁波）、编码盘、旋转电磁阀、速度可调样品输送线、电脑等。
基金项目：国家科技支撑计划项目（2008BAD96B04)，江西省自然科学基金项目（2008GQN0029，2007GZN0266)，江西省对外科技合作计划
项目（2009BHB15200)以及江西省主要学科学术和技术带头人培养对象计划项日(2009DD00700)资助
作者简介：孙旭东，1978年生，华东交通大学机电工程学院讲师
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*通讯联系人
万方数据
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