显示电路温度补偿电路测量控制电路接口光电二极管信号放大电路电源接口二图三实物图附录源程序代码部分函数功能模数转换初始化参数无返回无说明转换端口使能通道打开内核内部参考电压发生器打开参考电压采样时钟单通道单次转换内部时钟源无分频选择通道使能转换使能转换转换完成存储结果函数功能系统时钟配置参数无返回无说明没有高频时钟。
振荡器故障只可由单独的允许位屏蔽,即使通用中断允许复位也不能禁止。
使能调制器配置的晶体振荡器开启总中断,,,附录外文翻译译文近红外便携式糖度检测仪的开发目前,近红外光谱分析技术已经广泛应用到农业和石化行业的材料和产品的质量控制和定量分析中。
化工企业高分子化学石油化学农业食品纺织等行业也开始涉及近红外光谱技术。
在本研究中,我们开发了种近红外便携式用于这些领域产品的光谱仪,该仪器可以进行商业销售和推广使用。
仪器包括光源多色仪波导管光学纤维束和数据处理单元。
我们测试了便携式仪器在苹果含糖量检测方面的性能,并对光谱的半宽度进行了测试,比较了近红外光谱在石英和塑料纤维吸收度的不同。
含糖量与苹果糖度高度相关,校正试验也显示出仪器在实际应用中的准确度。
该仪器不仅可以应用于苹果,同样可以应用于水果和蔬菜的含糖量检测。
关键词光谱多色仪衍射光栅苹果含糖量导言传统的苹果品质检测方法通常是采用破坏性实验,耗时又耗力。
目前,近红外光谱技术不仅用于桃子和番茄的含糖量检测中,而且应用于水果的分选传送系统中。
这样,在苹果生长过程中也可以使用仪器对其含糖量进行测试。
由于生产线仪器太大而不适合携带,便携式仪器得以大量发展。
因此,我们开发了款能够检测苹果糖度的便携式仪器。
二材料和方法光谱分析系统的主要组成元件是个多色仪,它是由个凹面的光栅衍射器和多通道检测器组成,如图所示。
凹面衍射光栅器参数图便携式糖度检测仪包括光源,分光器,纤维束和数据处理单元图便携式糖度检测仪外观光源波长范围从,凹槽密度为。
衍射命令使用,凹面衍射光栅耦合到多通道检测器。
多通道检测器通道数为,装置倾斜度。
使用的是光源功率为基准电压为的卤素灯,其寿命为小时。
滤波器用于滤去小于的波长,同轴光纤检测器检测范围为,发光范围为,从样品内反射出的漫反射光通过衍射光栅被多通道检测器接收,电源电压由电池提供。
在附加光源照明情况下,仪器可以使用小时,电路使用和转换器毫秒,位控制检测器和处理信号。
电路结构如图所示。
它将多通道检测器检测到的微弱反射光转换为电信号。
仪器的参数如表所示。
本研究对便携式糖度检测仪对很多方面进行了测量评估,包括光谱半宽度值的测量,入射狭缝宽度改变时输出光的亮度的改变和苹果糖度值的检测。
三结果和讨论分光镜模块的大小为。
近红外便携式糖测量仪器整体大小为图。
光谱分析仪使用的是日本安利型号为的产品。
频谱和亮度在波长时,测量半宽度为,的缝隙宽度,狭缝高度为毫米。
使用卤素灯光源,从频谱图中得到半宽度如图所示。
在波长为时,半高宽为,半宽度随着入射狭缝增大而增大,同时狭缝的宽度也增加了光源亮度。
光谱仪的分辨率随着有限缝宽的倒数呈线性倍增,和几点处实际的半宽度值和计算所得狭缝值致,如图所示。
分光镜的分辨率大约为。
研究还对锗掺杂石英纤维或塑料纤维束作为波导的情况进行了测试。
用两种材料产生的样品吸收范围比较了苹果,聚四氟乙烯样品和镜子的光谱。
尺寸波长范围入射角入射狭缝宽度入射光到狭缝距离衍射级检测器长度滤光镜多通道检测器参数通道数装置倾斜度尺寸光谱敏感度暗电流光纤参数材料塑料类型同轴纤维束光源参数卤素灯,表便携式糖度检测仪参数图仪器的电路结构,将多通道检测器检测到的微弱反射光转换为电信号图使用卤素灯作为光源图半宽度狭缝宽度和光强关系曲线光谱狭缝宽度为,半宽度为半宽度值与狭缝值,和致石英纤维对镜子的吸收光谱接近平滑,并且在波长范围没有不规则吸收峰。
该塑料光纤在约处有些不规则的吸收峰,超过纳米波长的和键对塑料也造成了些吸收峰。
这可以通过修改电路来补偿近处塑料纤维的光谱吸收峰,例如调整积分时间和运算放大器的放大系数。
采用青森县的耕地培育个富士苹果样品,来构建个含糖量校正曲线。
为了便于对比,使用数字折射仪,对糖度进行了测量。
对个未知糖度的苹果进行了测试校准集。
通过多元回归分析,得到相关系数为。
波长为和的含糖量校正模型如下所示。
其中是吸光度的二阶导数。
川野等人用作为第个波长测量了桃子的含糖量。
实验预测标准误差为,校准达到了足够准确预期目的。
此外,如果苹果没有移动并且对同个位置进行次重复测量,标准误差减小为,结果重复性很好。
四含糖量测量我们选用富士,王林,北斗和陆奥四个品种的个苹果作代表建立了校正模型,随机选择个富士苹果进行验证。
在校准模型中,采用苹果赤道周围测的平均光谱值作为值和参考值,图用显示了原始光谱和二阶导数光谱平均值。
使用数字折射仪将糖度作为