便携式光谱分析仪对叶菜失水程度的无损检测研究

利用自行研发的线性可调谐滤光片(LVF)便携式光谱仪对蔬菜失水程度进行了无损检测研究。通过获取小白菜、菠菜、叶菜生菜、油菜4种叶菜蔬菜叶片,分别在失水0 h、失水12 h、失水24 h、失水48 h的平均光谱曲线图进行对比分析。结果表明:蔬菜在失水过程中,便携式LVF光谱仪能有效快速反映其内部叶绿素的变化,并通过4种蔬菜叶片在同一个失水时间段下的光谱反射率曲线对比分析,表明利用便携LVF光谱仪可快速、无损的对叶菜类蔬菜失水程度的判别进行定性区分。与此同时,根据叶菜蔬菜叶片的光谱曲线构建蔬菜叶片叶绿素SPAD含量平均值综合预测模型,结果显示,叶菜类蔬菜叶片的平均光谱值在新鲜状态下的SPAD值建模相关系数为0.73,表明利用自行研发的便携式LVF光谱仪对叶菜类蔬菜叶片失水程度进行定量分析是可行的。

基于LVF的光谱测量系统

为了实时、快捷、无损获取作物生长信息,采用新型的线性可调谐滤光片(LVF)分光技术,研制了作物生长信息光谱测量系统。选取线性可调谐滤光片为分光单元,硬件系统单元采用线阵CMOS探测器,在驱动单元脉冲信号的作用下完成光电转换、存储和转移等功能,并采用USB数据采集板对光电信号进行AD转换。上位机界面采用MFC和OpenGL语言编程。在室内用卤钨灯光源对玉米叶片进行验证,试验表明该系统能够较好地实现玉米冠层反射光谱的实时检测,在玉米叶绿素快速诊断方面具有可行性,为作物生长监测设备的研发提供了有力支持。