摘要：随着生活水平的提升和消费观念的转变，消费者对水果品质的要求愈发多样化。在水果市场中，同种水果价格因品质差异而不同，这促使水果销售进行分级处理。非接触式水果分选检测技术应运而生，它通过细分果品满足了不同消费市场的需求。

随着生活水平的提升和消费观念的转变，消费者对水果品质的要求愈发多样化。在水果市场中，同种水果价格因品质差异而不同，这促使水果销售进行分级处理。非接触式水果分选检测技术应运而生，它通过细分果品满足了不同消费市场的需求。

水果分选的四个维度

水果分选包含大小、重量、外观品质（颜色、新鲜度）和内部品质四个维度。其中，内部品质分选的关键指标有糖度、硬度、酸度和内部缺陷。传统的破坏性检验方法成本高且浪费资源，光谱无损检测技术因此成为行业主流。

近红外光谱技术原理

近红外光谱技术作为光谱无损检测技术的一种，有着独特的原理和显著的优势。近红外光谱属于分子振动光谱的倍频和主频吸收光谱，由分子振动的非谐振性使分子振动从基态向高能级跃迁产生，具有强穿透能力。近红外光主要吸收含氢基团Ｘ－Ｈ（Ｘ＝Ｃ、Ｎ、Ｏ）振动的倍频和合频，蕴含大多数有机化合物的组成和分子结构信息。

不同有机物的基团、能级不同，同一基团在不同物理化学环境中对近红外光的吸收波长也不同，且吸收系数小、发热少，使近红外光谱成为获取信息的有效载体。当近红外光照射样品时，频率相同的光线和基团会共振，光的能量通过分子偶极矩的变化传递给分子；频率不同则不吸收。通过连续改变频率的近红外光照射样品，因样品对不同频率近红外光的选择性吸收，透过样品后的近红外光线在某些波长范围内会变弱，透射光便携带了有机物组分和结构的信息。通过检测器分析透射或反射光线的光密度，就能确定组分含量。经过两百多年的发展与应用，在仪器进步和算法革新的推动下，国仪光子等仪器制造商和科学家们规避了近红外光谱技术的诸多劣势，发挥了其不消耗化学试剂、不污染环境等优点，使其受到广泛关注。

水果检测应用流程

在水果检测中，近红外光谱技术有具体的应用流程和装置设计。基于近红外光谱技术检测水果糖度（水分/黑心病【可见 + 近红外】），首先要选取具有代表性的水果样本，然后通过漫反射或透射方式采集水果样品的光谱数据。接着对光谱数据进行预处理，消除影响水果模型精度的误差因素，筛选出更具代表性的样品光谱数据。

之后采用国家和国际认证的化学分析方法，测量水果样品成分的准确含量，再建立预测模型。采集未知水果样品的近红外光谱，利用已建立的预测模型预测其成分含量，最后运用标准化学分析方法测量未知水果样品成分的含量，验证预测模型的准确性并进行校正和优化。

检测装置构成

检测装置主要由光路模块、附件模块和数据处理模块构成。光路模块的光源有效照射水果样品，通过光纤将光线传递给光纤探头，收集透过水果样品的光谱信息后，经光纤传输至数据处理模块的光谱分析仪。微处理器对光谱信息进行处理、计算和分析，完成对水果样品糖度的预测，并在显示屏上输出结果，实现水果糖度的无损检测。由于水果存在尺寸大小、果肉薄厚、糖酸度高低以及分布不均等情况，光谱采集模块提供了多种采集方式，如脐橙原始光谱采集（可见 + 近红外）、苹果吸收光谱（可见 + 近红外）等。

数据处理与模型建立

光谱采集完成后，数据处理是核心环节，需要建立准确化学值与光谱信息之间的化学计量学模型，该模型的建立主要包括校正和预测两个过程。

国仪光子产品矩阵

国仪光子的相关光谱分析仪产品在水果检测中也有出色的表现。如类似 JY2000 光谱仪的产品，采用线阵 CCD 探测器，具备高量子效率，通过可编程增益放大和高速 16 位 AD 转换，有较大的动态范围，性价比高。它携带方便，适用于搭建众多光谱测量场景，波段可选择紫外 - 可见（200 - 850nm）或者可见 - 近红外（400 - 1100nm），也可根据用户需求定制。

还有类似 HS2000PRO 光纤光谱仪的产品，采用高灵敏度背照式 CCD 和双闪耀光栅设计，测试灵敏度高，波长范围宽广，在紫外、可见、近红外波段均具有较高的量子效率，检测速度极快，适用于 200 - 1100nm 光谱的检测应用。该产品体积小巧、灵敏度高，适合弱光检测；稳定性好，适合长期在线检测；使用滨松背照式 CCD，感光强度更强，噪音极小，可广泛应用于弱光检测、高稳定性仪器、荧光光谱检测等领域。

以及类似 USB6500pro 光纤光谱仪的产品，是一款通用的微型光谱仪，适用于多种场合。它具有高分辨率光学平台，在不增大体积的情况下实现了高分辨率和高灵敏度；采用全谱段技术，谱段范围可达 180 - 1100nm；具备高速控制技术，最短能在 1ms 积分时间完成测试；光栅固定不扫描，保证了光学系统的稳定性；体积小、重量轻，方便用户集成到系统中，可应用于多个领域。

产品核心竞争力

国仪光子的光谱分析仪产品优势明显。在水果分选设备产线中，光谱分析仪通常工作在外触发模式，对触发的准确性要求极高。国仪光子的光谱分析仪能确保触发精准，避免因外触发时间不准确导致的水果热损伤问题，在使用高功率卤钨灯的产线中优势更突出。同时，国仪光子采用机器人自动校正技术，保证每台设备精准校调，确保每条产线的分选标准一致，满足大规模生产的需求。此外，国仪光子可为客户定制系统运行自测协议，减少人为检验步骤，提高生产效率，实现同样光谱设备在不同应用场景中发挥最佳性能。

最后的技术展望 综上所述，近红外光谱技术凭借其优势在水果分选检测领域潜力巨大，国仪光子的相关光谱分析仪产品以其卓越性能和定制化服务，为水果品质检测提供了可靠方案，推动了水果分选检测行业的发展。

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来源：国仪光子