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番茄电特性的无损检测与生理特征关系的研究

陈志远  
【摘要】: 探讨与果实品质有关的电物理特性以及这些特性与标志水果品质之间的生理生化指标间的内在联系,是在前人对物理参数与果实成熟状况、品质关系研究基础上所进行的新发展。本研究是以典型呼吸跃变型果实——番茄为试材,利用电参数的变化来反映水果内部的生理生化变化,目的是通过果实成熟与衰老过程中电学参数的变化规律,以及电学指标与生理生化指标间的相关性的动态研究,确立标志果实成熟度及内在品质的特征电学指标体系,为创建果实质量的无伤害检测途径、开发果实质量的无伤害检测新技术提供理论依据。 应用LCR电子测量仪测试番茄果实的电指标,研究了电指标与番茄的成熟度,储藏时间及有损和无损之间的关系,主要结论如下: 1、电指标与测试所选的频率有着密切的联系。处于低频率时,参数值不稳定,对测试结果影响非常明显;高频时的测试结果比较稳定,有利于果品分级实验的进行。根据与频率的关系,测试所选的参数基本可以分为两类。第一类参数与测试频率有着明显的线性相关性,代表为复阻抗Z、电感L、电导G、电阻R;第二类参数与测试频率呈非线性关系,代表为相对介电常数ε、损耗系数D、复阻抗相角deg、Q因子。 2、复阻抗Z、电感L、相对介电常数ε、电导G和电阻R与果实的硬度有着显著的相关性,其中前三个参数随着测试频率的提升,与硬度的相关性明显增强,而电导和电阻则是在局部区域频率内表现出很强的相关性。此外复阻抗Z、电感L、相对介电常数还是番茄成熟度的敏感参数,复阻抗和电感都是随着成熟度的增加而减小,相对介电常数随着成熟度的增加而增大。 3、复阻抗Z、电感L、相对介电常数与番茄的储藏时间有着明显的相关性。随着番茄储藏时间的延长,复阻抗Z和电感L有降低的趋势,而相对介电常数则有增大的趋势。 4、在未损伤与已损伤的果实之间,电参数复阻抗Z、相对介电常数和电阻R表现出显著的差异性,可作为区分果实是否损伤的依据参数。 5、应用BP神经网络建立了番茄果实成熟度的预测模型,此模型的预测能力较好,预测准确率达到70%;建立了番茄果实损伤程度的预测模型,此模型的预测能力很好,准确率可到90%。


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