分析在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測中如何運用無損檢測技術(shù)

陸論學(xué)

（崇左市江州區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站廣西 崇左 532200）

分析在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測中如何運用無損檢測技術(shù)

陸論學(xué)

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隨著改革開放以來，我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟不斷發(fā)展，對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的要求也越來越高，同時也越來越重視農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測技術(shù)的研究和發(fā)展。為了能更好地走向國際市場，要重視無損檢測技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測中的應(yīng)用，這對加大我國農(nóng)產(chǎn)品在國際市場經(jīng)濟的參與度，縮短我國與國際優(yōu)秀的檢測水平的距離有著至關(guān)重要的積極影響。本文簡要分析了無損檢測技術(shù)的主要方法及原理，深入探討無損檢測技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測中的應(yīng)用，并對其未來的發(fā)展趨勢提出了針對性建議。

農(nóng)產(chǎn)品；質(zhì)量檢測；無損檢測技術(shù)；應(yīng)用

1 前言

近年來，隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，人民生活水平不斷提高，人們越來越重視食品安全問題，同時人們也對食品安全的前提——農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全提出了更高的要求。加入世界貿(mào)易組織后，中國農(nóng)產(chǎn)品邁向國際市場由原來的關(guān)稅問題的局限變成現(xiàn)在的技術(shù)問題的局限，同時國際市場對食品的安全和作用的關(guān)注度也越來越高；另外，在食品質(zhì)量檢測方面，生產(chǎn)方、消費者及政府監(jiān)管部門對其要求有了更大的改變，要求檢測技術(shù)有著較高的無損性、實時性等。在當(dāng)前的形勢下，效率高、速度快、現(xiàn)代化的檢測設(shè)備和技術(shù)的研究和發(fā)展在科技檢測領(lǐng)域中成為了首要任務(wù)。尤其是社會越來越重視聲波、核磁共振、電學(xué)特性、光學(xué)特性、X射線、機器視覺技術(shù)等無損檢測技術(shù)的研究與應(yīng)用，而且與其有關(guān)的智能識別、多檢測手段融合等新興技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全范疇中得到拓展，為進行無損檢測技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測中的應(yīng)用研究活動奠定了必要的理論基礎(chǔ)。

2 無損檢測技術(shù)的主要方法及原理

無損檢測技術(shù)，簡稱NDT，是指在不對檢測對象造成破壞的基礎(chǔ)上，通過農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在異?；蚵┒辞闆r從而引起對熱、光、磁等反應(yīng)的改變，來檢測農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)部及表面的漏洞，同時判斷出其類型、性質(zhì)特點等。按照無損檢測技術(shù)的不同原理，檢測技術(shù)的主要方法大概分為光學(xué)、聲學(xué)、電學(xué)等特性分析法以及機器視覺檢測技術(shù)、X射線檢測技術(shù)、核磁共振檢測技術(shù)等。

2.1 從光學(xué)特性來分析檢測

在當(dāng)下，從光學(xué)特性來分析檢測水果內(nèi)部品質(zhì)的方法主要有：透射法、漫反射法、規(guī)則反射法。因為農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外部特性的不同，使得其在不同光波的反應(yīng)下有著不一樣的反射現(xiàn)象或者吸收現(xiàn)象，根據(jù)這一原理，結(jié)合光學(xué)檢測設(shè)備，對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量進行無損檢測，從而實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的有效檢測。

2.2 從聲學(xué)特性來分析檢測

可根據(jù)農(nóng)產(chǎn)品在聲波影響下所表現(xiàn)的反射、散射、吸收、透射、傳播速度及本身固有頻率等特性來判別和檢測農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量問題，從而達到無損檢測的目的。

2.3 利用機器視覺技術(shù)來進行檢測

機器視覺技術(shù)是將計算機與圖像獲取模塊作為檢測工具，通過利用圖像處理分析、人工智能識別等技術(shù)來處理圖像信號，同時從中分析獲取特定信息。而且不用與檢測對象接觸就可根據(jù)圖像信號獲取眾多的信息，分析出產(chǎn)品的外觀特性、表面缺陷等信息，從而對其進行外觀質(zhì)量的綜合性判別與評價。

2.4 從電磁特性來進行檢測

根據(jù)不同樣品在電磁場中其電磁特性數(shù)值的變化來呈現(xiàn)樣品的各種特性。此方法在設(shè)備的需求、檢測數(shù)據(jù)的處理和信息的獲取方面都較為容易，該方法也得到了較為廣泛的應(yīng)用。

2.5 X射線檢測技術(shù)

X射線有著極高的穿透本領(lǐng)、較強的熒光作用、良好的反射衍射等特性。通過X射線的穿透作用來獲取樣品相關(guān)的圖像信息，從而探測樣品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；通過X射線的熒光作用和衍射作用來探測樣品重金屬元素等含量的情況。

3 無損檢測技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測中的應(yīng)用

在當(dāng)下，通過X射線、光學(xué)、聲學(xué)特性等方法，對農(nóng)產(chǎn)品蛋白質(zhì)、氨基酸、淀粉等營養(yǎng)成分和維生素、黃酮等功能成分，以及焦油、毒素等有害物質(zhì)進行檢測。如表1所示，根據(jù)不同的產(chǎn)品類別，有著不同的檢測指標。

表1 無損檢測技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品中的應(yīng)用

3.1 在水果蔬菜等產(chǎn)品檢測中的應(yīng)用

秦文、陳宗道等[1]在對水果蔬菜等產(chǎn)品檢測研究中，采用胡蘿卜、生菜等為原料，研究原料在干燥情況下其質(zhì)量與電容、含水量等變化規(guī)律和它們之間的關(guān)聯(lián)。研究結(jié)果顯示，在60℃溫度下干燥水果蔬菜，其含水量會隨著干燥用時長而降低，直到變化一定時，其質(zhì)量不發(fā)生改變，電容亦同。這表明在干燥中對含水量的檢測可以根據(jù)檢測相對的電容數(shù)值來進行計算，從而達到無損檢測的目的。

3.2 在谷物等農(nóng)作物檢測中的應(yīng)用

米雙山等[2]在對谷物等農(nóng)作物的檢測研究方面，將谷物放置在電磁場不均勻的環(huán)境中，使得電介質(zhì)發(fā)生極化現(xiàn)象，與電極離得較近的兩端會出現(xiàn)相同量值、相反符號的電荷。在電場均勻的環(huán)境中，電介質(zhì)的極化作用的強弱和其介電常數(shù)有著非常密切的關(guān)系，介電常數(shù)隨著極化作用的增強而變大。研究結(jié)果顯示，具有較強生命力的谷物其介電常數(shù)較小，生命力弱的谷物其介電常數(shù)較高，根據(jù)此原理，可以通過對介電常數(shù)等特性的不同來對谷物進行質(zhì)量檢測。

3.3 在魚類等水產(chǎn)檢測中的應(yīng)用

徐建瑜等[3]在魚類等水產(chǎn)檢測研究方面，通過機器視覺技術(shù)將獲取圖像信息變換到HSV空間，從而獲得魚體的明度數(shù)值，同符合標準的無色玻璃蓋住的灰度等級的明度數(shù)值比較與使用以線性函數(shù)為插值函數(shù)的插值方法，大致使用明度等級來表示魚類的明暗度，探究魚類在不同環(huán)境條件下的適應(yīng)力與在應(yīng)激條件下的魚類體色的變化。研究結(jié)果表面，此方法能夠很好地顯示出魚類體色的亮暗變化。

4 對其未來的發(fā)展趨勢提出了針對性建議

光譜成像技術(shù)和計算機視覺技術(shù)的結(jié)合力度，創(chuàng)造新興的無損檢測手段和檢測技術(shù)；④為了提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測的自動化、實時性，要進一步研究多種傳感器集成技術(shù)；⑤為了增強圖像處理、智能識別的有效性、快速性和準確性等，要加強圖像處理技術(shù)和智能識別技術(shù)的探究。

5 結(jié)語

在當(dāng)前形勢下，我國農(nóng)產(chǎn)品在質(zhì)量檢測尤其是在品質(zhì)檢測方面的技術(shù)研究與國外先進檢測技術(shù)還存在一定的差距，而無損檢測技術(shù)在大多數(shù)情況下僅僅是對產(chǎn)品的某一個項目來進行檢測，對其內(nèi)在的多種品質(zhì)的綜合性檢測方法的探究很少，因此，數(shù)據(jù)處理技術(shù)、計算機技術(shù)等技術(shù)的發(fā)展給農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測方面的無損檢測技術(shù)的發(fā)展帶來了廣闊的平臺和更多的機會。加強無損檢測技術(shù)與高新技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，對提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，提高國際市場的參與度、競爭力，提高檢測人員的工作效率有著非常重要的積極意義，同時能為社會帶來更為深遠的經(jīng)濟效益。[1]秦文，陳宗道，羽倉羲雄，等.食品的介電特性在食品干燥過程中的在線無損檢測技術(shù)[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2005（8）：52～56.

[2]米雙山，李百儆，智慧.基于種子介電特性的分選試驗研究[J].中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2003，8（2）：15～17.

[3]徐建瑜，姜雄暉，劉鷹.基于計算機視覺的魚體色明暗程度量化方法.農(nóng)機化研究，2006（6）：140～142.

[4]張雷蕾，李永玉，彭彥昆，等.基于高光譜成像技術(shù)的豬肉新鮮度評價.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2012，8（7）：254～259.

[5]樊玉霞，廖宜濤，成芳.基于可見/近紅外光譜分析技術(shù)的豬肉肉糜品質(zhì)檢測研究.光譜學(xué)與光譜分析，2011，31（10）：2734～2737.

S12

A

1004-7344（2016）16-0201-02

2016-5-11

陸論學(xué)（1975-），男，助理工程師，大專，主要從事農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣工作。