第四章 食品無損檢測：光學特性檢測

1、第四章 光學特性檢測潘磊慶 南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院LOGO18 February 20222南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院第一節(jié)第一節(jié) 物理光學基礎物理光學基礎 一、光的本性一、光的本性 在電磁波譜中在電磁波譜中: 紫外光紫外光：波長波長200-400 nm; 可見光可見光：波長波長400-780 nm; 紅外光紅外光：波長波長0.78-1000um。 0.78-2.5 um 2.5-40 um 40-1000 um0.78-2.5 um 2.5-40 um 40-1000 um 近紅外區(qū)近紅外區(qū) 中紅外區(qū)中紅外區(qū) 遠紅外區(qū)遠紅外區(qū) 18 February 20223南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院1光的

2、單色性光的單色性 單色光單色光：具有：具有單一波長單一波長的光。的光。 顏色顏色：在可見光區(qū)域，不同波長的單色光通過人的：在可見光區(qū)域，不同波長的單色光通過人的視覺器官視覺器官反反映。映。 紫外光和紅外光紫外光和紅外光由于不在人眼覺察范圍內，由于不在人眼覺察范圍內，無顏色無顏色可言?？裳?。 從長段波長開始分別為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫。從長段波長開始分別為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫。 二、光的單色性、偏振性與相關性二、光的單色性、偏振性與相關性18 February 20224南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院 人眼對同樣功率輻射的可見光的人眼對同樣功率輻射的可見光的敏感程度敏感程度不同；不同； 在特

3、別情況下在特別情況下( (能量加大能量加大) )，人眼的，人眼的感受范圍可擴大感受范圍可擴大到近紅外線到近紅外線(1150nm)(1150nm)和紫外線部分和紫外線部分(312.5nm)(312.5nm)。 18 February 20225南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院 CIECIE推薦推薦： 明視覺明視覺光譜光效率曲線光譜光效率曲線 (555nm) (555nm)； 暗視覺暗視覺光譜光效率曲線光譜光效率曲線 (510nm) (510nm) 用算術坐標表示形成為兩條用算術坐標表示形成為兩條近似對稱的圓滑鐘形曲線。近似對稱的圓滑鐘形曲線。 18 February 20226南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院

4、分離單色光分離單色光： 可以從可以從復合光的光譜復合光的光譜中將單色光分離出來。中將單色光分離出來。 常用的方法有常用的方法有棱鏡、平面光柵、干涉濾光片、干涉光圖棱鏡、平面光柵、干涉濾光片、干涉光圖等方法。等方法。18 February 20227南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院 偏振光的振動方向和傳播偏振光的振動方向和傳播方向所形成的面稱為方向所形成的面稱為振動面振動面； 和振動方向和振動方向相垂直而包含相垂直而包含傳播方向的面稱為傳播方向的面稱為偏振面偏振面。2.2.光的偏振性光的偏振性 光是橫波，光矢量光是橫波，光矢量E E和光的傳播方向和光的傳播方向相垂直相垂直。 如果光矢量正在一個固定平面內

5、只沿著一個固定方向作振動，如果光矢量正在一個固定平面內只沿著一個固定方向作振動，這種光稱作這種光稱作線偏振光或面偏振光線偏振光或面偏振光( (簡稱為偏振光簡稱為偏振光) )。 18 February 20228南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院v 自然光是非偏振的自然光是非偏振的，在所有可能的方向上，在所有可能的方向上，E E的振幅的振幅都可看作完全相等。如圖都可看作完全相等。如圖4-44-4所示。所示。v 在光學實驗中，常采用某些裝置移去自然光中的一部在光學實驗中，常采用某些裝置移去自然光中的一部分振動而分振動而獲得偏振光獲得偏振光。v 至于縱波，由于振動方向就是傳播方向，至于縱波，由于振動方向就是傳

6、播方向，縱波是沒縱波是沒有偏振性可言的有偏振性可言的。 （聲波聲波）18 February 20229南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院3 3光的相干性光的相干性 波動是具有波動是具有疊加性的疊加性的。光是一種波動，所以兩束單色自然光。光是一種波動，所以兩束單色自然光在空間相遇處的在空間相遇處的E E振動，將是各自的振動，將是各自的E E振動的矢量和。振動的矢量和。 相干波相干波必須同頻率、同振動方向、同周相或有恒定周相差等必須同頻率、同振動方向、同周相或有恒定周相差等條件。條件。 只有從同一部分發(fā)出的光通過某些裝置后，才能獲得符合相只有從同一部分發(fā)出的光通過某些裝置后，才能獲得符合相干條件的兩束光干條

7、件的兩束光。18 February 202210南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院水滴水滴肥皂泡肥皂泡干涉條紋干涉條紋) ) 楊氏干涉條紋楊氏干涉條紋 薄膜的等厚干涉薄膜的等厚干涉 薄膜的等厚干涉薄膜的等厚干涉 18 February 202211南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院4 4光源光源 發(fā)光的物體稱為發(fā)光的物體稱為光源光源。 熱光源：熱光源：利用熱能激發(fā)的光源。利用熱能激發(fā)的光源。 例如：白熾燈；例如：白熾燈； 18 February 202212南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院 冷光源：冷光源： 利用利用化學能、電能或光能化學能、電能或光能激發(fā)的激發(fā)的光源。光源。 例如：例如： 螢火蟲的光就是螢火蟲的光就是化

8、學發(fā)光化學發(fā)光的現(xiàn)象的現(xiàn)象； 稀薄氣體在通電時發(fā)出的輝光，稀薄氣體在通電時發(fā)出的輝光，就是常見的就是常見的電致發(fā)光電致發(fā)光； 某些物質如某些物質如堿土金屬堿土金屬的氧化物和的氧化物和硫化物等，在可見光或紫外線照射硫化物等，在可見光或紫外線照射下被激發(fā)而發(fā)光就是下被激發(fā)而發(fā)光就是光致發(fā)光光致發(fā)光。18 February 202213南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院v 三、光在介質表面的反射、折射及光的吸收三、光在介質表面的反射、折射及光的吸收v 1 1光的反射定律光的反射定律v 如圖如圖4-54-5所示，一束平行光沿所示，一束平行光沿BABA方向照射在垂直表面方向照射在垂直表面DEDE一一部分光從表面沿

9、部分光從表面沿AFAF方向方向反射反射出來；一部分光透過表面改變方向出來；一部分光透過表面改變方向沿沿ACAC發(fā)生光的發(fā)生光的折射折射現(xiàn)象。與現(xiàn)象。與ADAD表面垂直的表面垂直的NNNN稱為法線。稱為法線。v 反射定律反射定律指出，入射光線與反射光線及法線在同一平面內，指出，入射光線與反射光線及法線在同一平面內，并且入射角并且入射角i i與反射角與反射角相等。相等。18 February 202214南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院 18 February 202215南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院2 2光的折射定律光的折射定律 一束平行光由一介質進入另一介質時，將改變其行進方向，一束平行光由一介質進入另一

10、介質時，將改變其行進方向，這種現(xiàn)象稱作這種現(xiàn)象稱作光的折射光的折射。 原因是由于光在不同介質中的原因是由于光在不同介質中的傳播速度不等傳播速度不等。 21sinsinvvi18 February 202216南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院3 3光的吸收定律光的吸收定律 對大多數(shù)介質，當光在介質中經(jīng)過一段距離后，部分光能轉化對大多數(shù)介質，當光在介質中經(jīng)過一段距離后，部分光能轉化為熱能、電能或化學能形式。即：為熱能、電能或化學能形式。即：光已被物質吸收光已被物質吸收。 朗伯朗伯(Lamber)(Lamber)能量定律能量定律給出了光在給出了光在均勻物質中通過一距離時，到達該處的均勻物質中通過一距離時，到

11、達該處的光能中將有同樣比例的能量被該層物質光能中將有同樣比例的能量被該層物質所吸收，數(shù)學表達式為所吸收，數(shù)學表達式為: :即：即：dxIdIa/laeII018 February 202217南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院四、光與食四、光與食( (農(nóng)產(chǎn)農(nóng)產(chǎn)) )品物料的相互作用特點品物料的相互作用特點 食品與農(nóng)產(chǎn)品物料的食品與農(nóng)產(chǎn)品物料的光學特性光學特性：指物料對投射到其表面上的：指物料對投射到其表面上的光產(chǎn)生反射、吸收、透射、漫射或受光照后激發(fā)出其他波長的光等光產(chǎn)生反射、吸收、透射、漫射或受光照后激發(fā)出其他波長的光等的的性質等。的的性質等。 體反射：體反射：當一束光射向物料時，大約只有當一束光射向

12、物料時，大約只有4 4的光由物料表面的光由物料表面直接反射，其余光入射到物料表層，遇到內部網(wǎng)絡結構而變?yōu)橄蛩闹苯臃瓷洌溆喙馊肷涞轿锪媳韺?，遇到內部網(wǎng)絡結構而變?yōu)橄蛩拿姘朔缴⑸涞墓?。大部分散射光重新折射到物料表面，在入射點附面八方散射的光。大部分散射光重新折射到物料表面，在入射點附近射出物料，這種反射稱之為近射出物料，這種反射稱之為“體反射體反射”。 18 February 202218南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院原理：原理： 小部分散射光較深地擴散到內部，一部分被物料所吸收小部分散射光較深地擴散到內部，一部分被物料所吸收，一部分穿透果實。被吸收的多少與物料的性質、光的波長，一部分穿透果實。被吸收

13、的多少與物料的性質、光的波長、傳播路徑長度等因素有關。對某些物料來說，部分吸收光、傳播路徑長度等因素有關。對某些物料來說，部分吸收光轉化成熒光、延遲發(fā)射光等。轉化成熒光、延遲發(fā)射光等。 離開物料表面的光離開物料表面的光就由如下幾種組成：就由如下幾種組成：直接反射光、體直接反射光、體反射光、透射光和發(fā)射光反射光、透射光和發(fā)射光。18 February 202219南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院18 February 202220南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院光密度：光密度： ODODlg(I0Ir) 表示入射光能對透射光能表示入射光能對透射光能的比值大小。的比值大小。 物料的光透過度越低，則光密物料的光透過

14、度越低，則光密度越高。度越高。 Light: Nondestructive 18 February 202221南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院v 對于某種食品物料，一束對于某種食品物料，一束平行的入射光平行的入射光I0投射到物料投射到物料上產(chǎn)生的上產(chǎn)生的反射光反射光Ip、透射光、透射光Ir、吸收光、吸收光Ia和發(fā)射光和發(fā)射光Ie的頻譜的頻譜分布和強弱與物料的種類和結構等性質有密切關系，具分布和強弱與物料的種類和結構等性質有密切關系，具有有強烈的選擇性。強烈的選擇性。v v 利用這一原理可用來利用這一原理可用來識別物質識別物質。18 February 202222南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院五、光學特性常

15、用檢測模式五、光學特性常用檢測模式 光學特性檢測的模式主要有光學特性檢測的模式主要有透射光譜檢測透射光譜檢測和和反射光譜檢測反射光譜檢測。 透射光譜檢測透射光譜檢測：把待測樣品置于光源和探測器：把待測樣品置于光源和探測器之間之間，探測器所，探測器所 檢測的是檢測的是透過樣品的光透過樣品的光； 反射光譜檢測：反射光譜檢測：把探測器與光源置于待測樣品的把探測器與光源置于待測樣品的同一側同一側，探測，探測 器所檢測的是被樣品以各種方式器所檢測的是被樣品以各種方式反射回來的光反射回來的光。18 February 202223南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院v 1 1透射法測定透射法測定v 透射光譜檢測模式如透

16、射光譜檢測模式如圖圖4-104-10和圖和圖4-114-11所示。所示。v 主要適于主要適于清澈透明試樣清澈透明試樣，吸收光程由試樣池的透，吸收光程由試樣池的透光長度決定，透光能量與光長度決定，透光能量與試樣濃度之間符合試樣濃度之間符合朗伯朗伯比爾比爾(Lambere-Beer)(Lambere-Beer)定律定律：clIIA0lg18 February 202224南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院2.2.反射法測定反射法測定 按試樣表面狀態(tài)和結構不同有按試樣表面狀態(tài)和結構不同有規(guī)則反射規(guī)則反射、漫反射漫反射和和透入漫反射透入漫反射三種不同情況?？蛇m用于三種不同情況?？蛇m用于粗糙表面試樣、粉末試樣粗糙

17、表面試樣、粉末試樣等等。18 February 202225南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院18 February 202226南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院六、食品與農(nóng)產(chǎn)品的光特性應用六、食品與農(nóng)產(chǎn)品的光特性應用(1)(1)缺陷檢測缺陷檢測 缺陷是涉及缺少關于完整性必需的東西，或是出現(xiàn)了有損于缺陷是涉及缺少關于完整性必需的東西，或是出現(xiàn)了有損于完整性的某些東西。完整性的某些東西。 如挑剔米粒中的如挑剔米粒中的石子和黃黑米粒石子和黃黑米粒等。等。(2)(2)成分分析成分分析 水分、脂肪、蛋白質、氨基酸、糖分、酸度等水分、脂肪、蛋白質、氨基酸、糖分、酸度等化學成分的含化學成分的含量量，用于品質的監(jiān)督和控制。，

18、用于品質的監(jiān)督和控制。 如：近紅外光譜分析技術。如：近紅外光譜分析技術。 18 February 202227南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院(3)(3)成熟度與新鮮度分析成熟度與新鮮度分析 果蔬產(chǎn)品果蔬產(chǎn)品成熟度和新鮮度檢測，成熟階段總是與某種物質成熟度和新鮮度檢測，成熟階段總是與某種物質的含量有密切關系，并表現(xiàn)出的含量有密切關系，并表現(xiàn)出表面或內部顏色表面或內部顏色的不同。的不同。 綜合而言綜合而言： 光學特性檢測技術的應用是為了測定光學特性檢測技術的應用是為了測定品質指標品質指標，最終目的是，最終目的是對食品物料進行對食品物料進行自動化分級、分類和分選自動化分級、分類和分選，獲得總體質量等級，獲

19、得總體質量等級的提高。的提高。 即從合格物料中即從合格物料中剔除缺陷品剔除缺陷品； 按物料中某種按物料中某種成分含量成分含量進行進行分類分類； 把把成熟度成熟度不同的產(chǎn)品進行不同的產(chǎn)品進行分類分類，以便分別貯藏和銷售。，以便分別貯藏和銷售。 18 February 202228南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院第二節(jié)第二節(jié) 可見光檢測可見光檢測 可見光檢測可見光檢測：最常用的物理方法之一。：最常用的物理方法之一。 必要性必要性：食品含有異種異色顆粒、變霉變質粒、機械損傷等：食品含有異種異色顆粒、變霉變質粒、機械損傷等 傳統(tǒng)傳統(tǒng)：人工分選人工分選/ / 生產(chǎn)率低、勞動力費用高、容易受主觀因素生產(chǎn)率低、勞動

20、力費用高、容易受主觀因素的干擾、精確度低。的干擾、精確度低。 18 February 202229南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院 優(yōu)勢：優(yōu)勢： 既能檢測既能檢測表面表面品質，又能檢測品質，又能檢測內部內部品質，而且檢測為品質，而且檢測為非接觸性非接觸性的，的，非破壞非破壞性性的，經(jīng)過檢測和分選的產(chǎn)品可以的，經(jīng)過檢測和分選的產(chǎn)品可以直接出售或進行后續(xù)工序直接出售或進行后續(xù)工序的處理；的處理； 排除了主觀因素排除了主觀因素的影響，對產(chǎn)品進行的影響，對產(chǎn)品進行全數(shù)全數(shù)(100(100) )檢測檢測，保證了分選的精，保證了分選的精確和可靠性；確和可靠性； 勞動強度低，自動化程度高，生產(chǎn)費用降低，便于實現(xiàn)勞動

21、強度低，自動化程度高，生產(chǎn)費用降低，便于實現(xiàn)在線檢測在線檢測； 機械的適應能力強機械的適應能力強，通過調節(jié)背景光或比色板，即可以處理不同的物料，通過調節(jié)背景光或比色板，即可以處理不同的物料，生產(chǎn)能力大生產(chǎn)能力大，適應了日益發(fā)展的商品市場的需要和工廠化加工的要求。，適應了日益發(fā)展的商品市場的需要和工廠化加工的要求。 常用的方法常用的方法主要有主要有折射法、反射法、透射法和延時發(fā)光法等折射法、反射法、透射法和延時發(fā)光法等。18 February 202230南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院(1)(1)顏色的分類和特性顏色的分類和特性 顏色可分為顏色可分為非彩色和彩色非彩色和彩色兩大類。兩大類。 顏色顏色是

22、非彩色和彩色的是非彩色和彩色的總稱總稱。 非彩色非彩色是白色、黑色和各種深淺不同的灰色。是白色、黑色和各種深淺不同的灰色。它們可以排列成它們可以排列成一個系列，由白色漸漸到淺灰，到中灰，再到深灰，直到黑色，該一個系列，由白色漸漸到淺灰，到中灰，再到深灰，直到黑色，該系列叫做系列叫做白黑系列白黑系列。 1 1色度學基礎知識色度學基礎知識18 February 202231南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院v 純白純白是理想的是理想的完全反射完全反射的物體，其光的物體，其光反射率反射率等于等于1 1；v 純黑純黑是理想的是理想的無反射無反射的物體，其光的物體，其光反射率反射率等于等于0 0。v 在現(xiàn)實生活中

23、，在現(xiàn)實生活中，并沒有純白和純黑并沒有純白和純黑的物體。的物體。v 氧化鎂氧化鎂只能接近純白，只能接近純白，黑絨黑絨的顏色接近純黑。的顏色接近純黑。v 白黑系列白黑系列代表物體的光反射率的變化，在視覺上是代表物體的光反射率的變化，在視覺上是明度的變明度的變化化。愈接近白色，明度愈高；反之，愈接近黑色，明度愈低。愈接近白色，明度愈高；反之，愈接近黑色，明度愈低。 18 February 202232南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院18 February 202233南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院 彩色彩色是指白黑系列以外的各種顏色。是指白黑系列以外的各種顏色。 彩色有彩色有三種特性三種特性：明度、色調、飽和度

24、。：明度、色調、飽和度。 明度明度 彩色光的亮度愈高，人眼就愈覺得明亮，或者說有較高的明彩色光的亮度愈高，人眼就愈覺得明亮，或者說有較高的明度。度。 彩色物體表面的彩色物體表面的光反射率愈高光反射率愈高，它的，它的明度就愈高明度就愈高。 18 February 202234南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院 色調色調 色調是彩色彼此色調是彩色彼此相互區(qū)分相互區(qū)分的特性。的特性。 可見光不同波長的輻射可見光不同波長的輻射視覺上表現(xiàn)視覺上表現(xiàn)為各種色調，如紅、橙、為各種色調，如紅、橙、黃、綠、藍等。黃、綠、藍等。 光源的色調光源的色調決定于輻射的光譜組成對人眼所產(chǎn)生的感覺。決定于輻射的光譜組成對人眼所產(chǎn)生的

25、感覺。 物體的色調物體的色調決定于光源的光譜組成和物體表面所反射決定于光源的光譜組成和物體表面所反射( (透射透射) )的各種波長輻射的比例對人眼所產(chǎn)生的感覺。的各種波長輻射的比例對人眼所產(chǎn)生的感覺。 18 February 202235南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院飽和度飽和度 飽和度是指彩色的飽和度是指彩色的純潔性純潔性。 可見光譜的各種可見光譜的各種單色光是最飽和單色光是最飽和的彩色。的彩色。 當光譜色當光譜色摻人白光成分愈多摻人白光成分愈多時，就愈不飽和。當光譜色摻人時，就愈不飽和。當光譜色摻人白光成分達到很大比例白光成分達到很大比例時，在眼睛看來，它就不再成為一個彩色光，時，在眼睛看來，它

26、就不再成為一個彩色光，而成為而成為白光白光了。了。 18 February 202236南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院 物體色的飽和度物體色的飽和度決定于該物體表面反射光譜的決定于該物體表面反射光譜的選擇程度選擇程度。 物體對光譜某一窄波段的反射率很高物體對光譜某一窄波段的反射率很高，而對其他波長的，而對其他波長的反反射率很低或沒有反射射率很低或沒有反射，表明它有，表明它有很高的光譜選擇性很高的光譜選擇性，僅一顏色，僅一顏色的飽和度就高。的飽和度就高。 非彩色非彩色只有明度的差異，而沒有色調和飽和度這兩種特性只有明度的差異，而沒有色調和飽和度這兩種特性 . .18 February 202237南京

27、農(nóng)業(yè)大學食品科技學院(2)(2)顏色方程顏色方程 1854 1854年年格拉斯曼格拉斯曼( (H HGrassman)Grassman)將顏色混合現(xiàn)象總結成將顏色混合現(xiàn)象總結成顏色混顏色混合定律合定律。 人的視覺人的視覺只能分辨只能分辨顏色的顏色的三種變化三種變化：明度、色調、飽和度：明度、色調、飽和度。 在由兩個成分組成的混合色中，如果在由兩個成分組成的混合色中，如果一個成分連續(xù)地變化一個成分連續(xù)地變化，混合色的混合色的外貌也連續(xù)變化外貌也連續(xù)變化。 由這一定律導出兩個定律。由這一定律導出兩個定律。 18 February 202238南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院a a補色律補色律 每一種顏色都

28、有一個每一種顏色都有一個相應的補色相應的補色。 如果某一顏色與其補色以適當?shù)谋壤旌希惝a(chǎn)生如果某一顏色與其補色以適當?shù)谋壤旌?，便產(chǎn)生白色白色或灰色或灰色；如果二者按其他比例混合，便產(chǎn)生近似比重大的顏；如果二者按其他比例混合，便產(chǎn)生近似比重大的顏色成分的非飽和色。色成分的非飽和色。 例如例如: :黃與藍，紅與藍綠即為互補色。在混合時，如果比例黃與藍，紅與藍綠即為互補色。在混合時，如果比例不對則成為不飽和的彩色，色調偏于過多的一色。不對則成為不飽和的彩色，色調偏于過多的一色。18 February 202239南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院b b中間色律中間色律 任何兩個非補色相混合，便產(chǎn)生中間色任

29、何兩個非補色相混合，便產(chǎn)生中間色，其，其色調色調決定于兩顏色的決定于兩顏色的相對數(shù)量相對數(shù)量，其，其飽和飽和度度決定于二者在決定于二者在色調順序上的遠近色調順序上的遠近。 例如例如: : 紅與綠混合產(chǎn)生橙色紅與綠混合產(chǎn)生橙色, ,藍與紅混合產(chǎn)生紫藍與紅混合產(chǎn)生紫色。色。 中間色的色調偏于較多的一色，飽和度中間色的色調偏于較多的一色，飽和度決定于二色在光譜軌跡中的位置，越近則越?jīng)Q定于二色在光譜軌跡中的位置，越近則越飽和。飽和。18 February 202240南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院 顏色外貌相同的光，不管它們的光譜組成是否一樣，在顏色顏色外貌相同的光，不管它們的光譜組成是否一樣，在顏色混合中

30、具有相同的效果混合中具有相同的效果。即：凡在視覺上相同的顏色都是等效的。即：凡在視覺上相同的顏色都是等效的。 由這一定律導出顏色的代替律由這一定律導出顏色的代替律: : 顏色方程顏色方程： (C)R(R)+G(G)+B(B)(C)R(R)+G(G)+B(B)（“”“”號表示匹配，即視覺上相等）號表示匹配，即視覺上相等） (C) (C)代表被混合的顏色；代表被混合的顏色； (R) (R)，(G)(G)，(B)(B)分別代表產(chǎn)生混合色的紅、綠、藍三原色；分別代表產(chǎn)生混合色的紅、綠、藍三原色； R R，G G，B B分別代表紅、綠、藍三原色的數(shù)量分別代表紅、綠、藍三原色的數(shù)量( (三刺激值三刺激值)

31、 )； 18 February 202241南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院v (3)(3)三原色定律三原色定律 v 實驗證明，用紅、綠、藍三種實驗證明，用紅、綠、藍三種基本顏色基本顏色可以可以混合出混合出其他各種顏色其他各種顏色。v 組成各種顏色的三個基本色稱為組成各種顏色的三個基本色稱為三原色三原色。18 February 202242南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院增色三原色增色三原色: :電視機上的基色電視機上的基色 顏料三原色（顏料三原色（減色三原色減色三原色) )：C(C(青綠青綠Cyan) Cyan) ，M(M(品紅品紅Magenta)Magenta)，Y(Y(黃黃 Yellow) Yellow

32、) 18 February 202243南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院 (1)(1)光電分選機光電分選機 光電分選機可以看成是按光電分選機可以看成是按尺寸大小尺寸大小進行選別的裝置進行選別的裝置一、反射法檢測一、反射法檢測18 February 202244南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院(2)(2)色選機色選機 利用物料的光學特性將顏色利用物料的光學特性將顏色不正常、表面有缺陷或內部變質不正常、表面有缺陷或內部變質的的 疵品及雜質物料自動分選剔除的食品機械。疵品及雜質物料自動分選剔除的食品機械。 用于在合格品與疵品因用于在合格品與疵品因粒度或密度十分接近粒度或密度十分接近，無法用傳統(tǒng)的篩，無法用傳統(tǒng)的篩選

33、或比重分選機械分離的場合。選或比重分選機械分離的場合。 方法：方法： 水果表皮的顏色可以利用水果表皮的顏色可以利用光反射特性光反射特性來鑒別，將一定波長的光來鑒別，將一定波長的光照射水果，根據(jù)照射水果，根據(jù)反射光的強弱反射光的強弱可以判別其表面顏色?？梢耘袆e其表面顏色。 18 February 202245南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院果皮顏色分選裝置果皮顏色分選裝置18 February 202246南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院 光電色選機系統(tǒng)的工作原理光電色選機系統(tǒng)的工作原理18 February 202247南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院(3)(3)茶鮮葉的葉綠素檢測茶鮮葉的葉綠素檢測 茶鮮葉茶鮮葉反射

34、光譜特性反射光譜特性的檢測系統(tǒng)的檢測系統(tǒng): :18 February 202248南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院18 February 202250南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院概述青花菜青花菜(Brassica oleracea, cv. Italica) (Brassica oleracea, cv. Italica) 抗癌物質抗癌物質芥子油芥子油 ，葡萄糖異硫氰酸鹽，葡萄糖異硫氰酸鹽 美國產(chǎn)量占其蔬菜總量美國產(chǎn)量占其蔬菜總量18%18% 我國種植面積我國種植面積1414萬公頃萬公頃 ，9999以鮮菜形式銷售以鮮菜形式銷售 呼吸強度大，極易衰老呼吸強度大，極易衰老 ，2020下下 2 2天天失水萎蔫、

35、黃化和失水萎蔫、黃化和開花開花 主要運輸方式：主要運輸方式：冷藏冷藏，冰藏冰藏18 February 202251南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院國內外研究動態(tài)品質標準品質標準品質基本要求新鮮潔凈，無異常氣味或滋味，不帶不正常的外來水新鮮潔凈，無異常氣味或滋味，不帶不正常的外來水分，細心采摘，充分發(fā)育，具有適于市場或貯存要求的成分，細心采摘，充分發(fā)育，具有適于市場或貯存要求的成熟度。熟度。特級同一品種，同一品種，花球緊密，花蕾未開，具品種固有色澤，花球緊密，花蕾未開，具品種固有色澤，無腐爛，莖無空心，無腐爛，莖無空心，無病蟲害及其他傷害無病蟲害及其他傷害。 一級同一品種，同一品種，花球尚緊密，色澤良好

36、，花球尚緊密，色澤良好，無腐爛，莖無空無腐爛，莖無空心，心，無嚴重病蟲害及其他傷害無嚴重病蟲害及其他傷害。 二級同一品種，次于一級，但仍保持本品種果實的基本特同一品種，次于一級，但仍保持本品種果實的基本特征，仍有商品價值者。征，仍有商品價值者。v 我國目前行業(yè)分級標準，暫無國標我國目前行業(yè)分級標準，暫無國標級別級別花蕾黃化分級標準花蕾黃化分級標準0 0目測不到花蕾變黃目測不到花蕾變黃, ,球堅挺球堅挺1 1花球中有輕微變黃或花球中有花球中有輕微變黃或花球中有1 13 3?；ɡ僮凕S?；ɡ僮凕S3 3花蕾變黃花蕾變黃, ,占整個花球的占整個花球的5%5%5 5花蕾變黃花蕾變黃, ,占整個花球的占整個

37、花球的50%50%7 7花球變黃花球變黃, ,占整個花球的占整個花球的75%75%9 9100%100%的花蕾變黃的花蕾變黃花蕾黃化分級標準（李長纓等1999年）18 February 202253南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院【目的】【目的】建立采后青花菜顏色變化模型建立采后青花菜顏色變化模型 挑選與人工分級指標相關聯(lián)的顏色參數(shù)并給出參數(shù)閾值挑選與人工分級指標相關聯(lián)的顏色參數(shù)并給出參數(shù)閾值【材料】【材料】青花菜青花菜 ( (品種：品種：海芝海芝) ) 【處理方法】【處理方法】試驗組分為試驗組分為00、55、1010下分別在包裝與不包裝下分別在包裝與不包裝 兩種情況下進行貯藏。兩種情況下進行貯藏。1

38、8 February 202254南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院 二、透射法檢測技術二、透射法檢測技術理論基礎：理論基礎： 朗伯朗伯比爾定律（吸收光譜）比爾定律（吸收光譜） 主要應用：主要應用： 定性分析定性分析 純度檢查純度檢查 結構測定結構測定 定量分析定量分析18 February 202255南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院 1 1定性分析定性分析v 透射法透射法( (多為多為液體物質液體物質) )v (1) (1) 與標準物、標準圖譜與標準物、標準圖譜對照對照 v (2) (2) 比較比較最大吸收波長最大吸收波長和和吸收系數(shù)吸收系數(shù)的一致性的一致性18 February 202256南京農(nóng)業(yè)大學食

39、品科技學院2 2純度檢測純度檢測 可見或紫外吸收光譜可見或紫外吸收光譜能測定化合物中含有的具有可見或能測定化合物中含有的具有可見或紫外吸收的紫外吸收的雜質雜質。 如果化合物在可見或紫外光區(qū)沒有明顯的吸收峰，而它如果化合物在可見或紫外光區(qū)沒有明顯的吸收峰，而它的的雜質雜質在可見或紫外光區(qū)有較強的吸收峰，就可檢測出化合物在可見或紫外光區(qū)有較強的吸收峰，就可檢測出化合物中所含的雜質。中所含的雜質。 如如：乙醇中含有：乙醇中含有雜質苯雜質苯，苯的最大吸收峰為，苯的最大吸收峰為256nm256nm而乙醇而乙醇在此波長處無吸收。在此波長處無吸收。 18 February 202257南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學

40、院 3 3結構測定結構測定 屬于分析化學中物質鑒定的范疇，屬于分析化學中物質鑒定的范疇，不作詳細討論不作詳細討論。 4 4定量分析定量分析 采用采用工作曲線法工作曲線法需要事先把樣品中的待測的純物質分別配置需要事先把樣品中的待測的純物質分別配置一系列已知濃度一系列已知濃度的的標準試樣標準試樣，分別測出它們在，分別測出它們在選定分析波長選定分析波長處處的吸光度值，然后將濃度和吸光度分別作為橫坐標和縱坐標畫的吸光度值，然后將濃度和吸光度分別作為橫坐標和縱坐標畫出出AcAc之間的關系曲線即工作曲線。之間的關系曲線即工作曲線。18 February 202258南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院三、延時發(fā)光法檢

41、測技術三、延時發(fā)光法檢測技術 所有的光合作用生物都能發(fā)生一種所有的光合作用生物都能發(fā)生一種“后發(fā)光后發(fā)光”，這種后發(fā)光，這種后發(fā)光叫做叫做“延時發(fā)光延時發(fā)光”，也叫，也叫滯后發(fā)光滯后發(fā)光。 例如例如：植物被光照一段時間后放到：植物被光照一段時間后放到暗處暗處，能繼續(xù)發(fā)出，能繼續(xù)發(fā)出微弱的紅微弱的紅光光。 延時發(fā)光是一種延時發(fā)光是一種熒光發(fā)光現(xiàn)象熒光發(fā)光現(xiàn)象，它與農(nóng)產(chǎn)品的諸多，它與農(nóng)產(chǎn)品的諸多生命活動生命活動密切相關密切相關，如氧化代謝、細胞分裂、細胞凋亡、生長調節(jié)、光合，如氧化代謝、細胞分裂、細胞凋亡、生長調節(jié)、光合作用等。作用等。18 February 202259南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院葉

42、片與葉綠體之間發(fā)光光譜的一致性說明：葉片的延時發(fā)光主要來自葉片與葉綠體之間發(fā)光光譜的一致性說明：葉片的延時發(fā)光主要來自葉綠體葉綠體。18 February 202260南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院圖圖4-29(a)4-29(a)是是白菜葉片白菜葉片；圖圖4-29(b)4-29(b)是是葉綠體的延時發(fā)光光譜隨時間葉綠體的延時發(fā)光光譜隨時間的變化情況。的變化情況。 試驗的過程如下試驗的過程如下： 樣品經(jīng)過樣品經(jīng)過60W60W白熾燈照射白熾燈照射2min2min后放人樣品室，暗置后放人樣品室，暗置20s20s后開始后開始記錄。記錄。 從圖中可以看出，葉片與葉綠體的延時發(fā)光光譜從圖中可以看出，葉片與葉綠體

43、的延時發(fā)光光譜很相似很相似，二，二者在者在485nm485nm、580nm580nm、590nm590nm、650nm650nm、685nm685nm、725-735nm725-735nm附近都有較附近都有較強的峰，發(fā)光強度隨時間很快衰減，但光譜分布基本保持不變。強的峰，發(fā)光強度隨時間很快衰減，但光譜分布基本保持不變。 18 February 202261南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院 紫外光（紫外光（ultraviolet light）：波長在波長在200200400nm400nm范圍內的光稱范圍內的光稱為紫外光。紫外光波長比可見光短，但比為紫外光。紫外光波長比可見光短，但比X X射線長的電磁輻射

44、。射線長的電磁輻射。 紫外光用途紫外光用途： 功能一：功能一： 殺菌殺菌 功能二功能二 ：鑒定與透視：鑒定與透視 功能三功能三 ：健康與醫(yī)療：健康與醫(yī)療 功能四功能四 ：為昆蟲指路：為昆蟲指路 第三節(jié)第三節(jié) 紫外光的檢測技術紫外光的檢測技術18 February 202262南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院18 February 202263南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院18 February 202264南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院 方法：方法： 折射檢測方法折射檢測方法 透射檢測方法透射檢測方法 反射檢測方法反射檢測方法 原理：原理： 將將高能量的紫外光高能量的紫外光作為激勵光源，通過光學系統(tǒng)照射到待檢測的

45、物料上，作為激勵光源，通過光學系統(tǒng)照射到待檢測的物料上，由于由于某些化學成分某些化學成分和和某些微生物某些微生物( (或霉菌或霉菌) )在紫外光的激勵下會在紫外光的激勵下會發(fā)出發(fā)出熒光熒光( (或磷或磷光光) )； 物體發(fā)出的熒光物體發(fā)出的熒光( (或磷光或磷光) )的的波長及強度波長及強度與物體的與物體的構成、某些成分的含量構成、某些成分的含量以及以及激勵紫外光激勵紫外光的頻率的頻率( (波長波長) )與強度與強度( (振幅振幅) )等外界因素有關。等外界因素有關。18 February 202265南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院 任何能發(fā)出熒光的物質都具有任何能發(fā)出熒光的物質都具有兩種特征光譜兩

46、種特征光譜： 激發(fā)光譜激發(fā)光譜 熒光光譜。熒光光譜。 激發(fā)光譜：激發(fā)光譜： 用用不同波長的單色光不同波長的單色光激發(fā)熒光物質使之發(fā)光，然后測定激發(fā)熒光物質使之發(fā)光，然后測定每一每一波長的激發(fā)光波長的激發(fā)光所產(chǎn)生的所產(chǎn)生的熒光強度熒光強度； 以激發(fā)光波長以激發(fā)光波長為橫坐標，熒光強度為橫坐標，熒光強度I I為縱坐標作圖，便可得為縱坐標作圖，便可得到到熒光物質的激發(fā)光譜熒光物質的激發(fā)光譜。 18 February 202266南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院發(fā)射光譜：發(fā)射光譜： 固定激發(fā)光波長和強度固定激發(fā)光波長和強度，而讓物質所發(fā)射的，而讓物質所發(fā)射的熒光熒光通過單色器通過單色器分光分光，以測定不同波長

47、時的熒光強度，以熒光的波長，以測定不同波長時的熒光強度，以熒光的波長為橫坐為橫坐標，熒光強度標，熒光強度I I為縱坐標作圖，便得到熒光光譜，又稱熒光發(fā)射為縱坐標作圖，便得到熒光光譜，又稱熒光發(fā)射光譜。光譜。 熒光光譜表示該物質所產(chǎn)生的熒光中各種不同波長的組熒光光譜表示該物質所產(chǎn)生的熒光中各種不同波長的組分所占的分所占的相對強度相對強度，熒光光譜的形狀與激發(fā)光，熒光光譜的形狀與激發(fā)光波長無關波長無關。 一般地講：一般地講： 氣態(tài)、蒸氣態(tài)氣態(tài)、蒸氣態(tài)的熒光物質的熒光表現(xiàn)為的熒光物質的熒光表現(xiàn)為線狀線狀光譜；光譜； 液態(tài)和固態(tài)液態(tài)和固態(tài)的熒光物質表現(xiàn)為的熒光物質表現(xiàn)為帶狀帶狀光譜。光譜。18 Feb

48、ruary 202267南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院二、紫外光的檢測技術應用二、紫外光的檢測技術應用 1 1熒光檢測花生的黃曲霉素熒光檢測花生的黃曲霉素334-365nm 在目鏡處觀察到的是在目鏡處觀察到的是藍色熒光藍色熒光，該藍光是，該藍光是黃曲霉素黃曲霉素B B1 1發(fā)出的熒發(fā)出的熒光光. . 18 February 202268南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院從兩幅圖可以得出如下結論：從兩幅圖可以得出如下結論： 隨著花生仁隨著花生仁變色變質程度變色變質程度的發(fā)展，的發(fā)展，表面熒光強度表面熒光強度明顯增強。明顯增強。 三類花生仁的三類花生仁的最佳激發(fā)波長最佳激發(fā)波長，即產(chǎn)生熒光最強的波長約為，即產(chǎn)生熒

49、光最強的波長約為300nm300nm。 （但要得到此激發(fā)光較難，特別是在實際生產(chǎn)中現(xiàn)場檢測，而（但要得到此激發(fā)光較難，特別是在實際生產(chǎn)中現(xiàn)場檢測，而普通高壓汞燈普通高壓汞燈很容易產(chǎn)生波長很容易產(chǎn)生波長365nm365nm的激發(fā)光）的激發(fā)光） 在此條件下的在此條件下的熒光峰值熒光峰值在在430480nm430480nm之間，即呈現(xiàn)的熒光顏色之間，即呈現(xiàn)的熒光顏色為為藍光藍光。正常仁的熒光強度低于霉變嚴重仁。正常仁的熒光強度低于霉變嚴重仁(類類) )和霉變較輕仁和霉變較輕仁(類類) )，而峰值波長基本相同。，而峰值波長基本相同。 18 February 202269南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院 問題：

50、問題： 在常用在常用白色日光燈白色日光燈下，目視可檢出受損傷的柑橘；下，目視可檢出受損傷的柑橘； CCDCCD攝像機攝像機攝取的圖像有時攝取的圖像有時很難清晰地區(qū)別很難清晰地區(qū)別正常部位和損傷部正常部位和損傷部位，這是受損柑橘的正常部位和損傷部位的位，這是受損柑橘的正常部位和損傷部位的顏色差別不大顏色差別不大的緣故；的緣故； 紫外光源紫外光源下可利用圖像檢測。下可利用圖像檢測。 18 February 202270南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院v 原理原理：v 在柑橘果皮的細胞里含有被稱為在柑橘果皮的細胞里含有被稱為精油精油的物質；的物質；v 當該物質從當該物質從破損的細胞破損的細胞中漏出果皮表面受

51、到中漏出果皮表面受到紫外光照射紫外光照射時時，在波長，在波長560nm560nm處發(fā)出處發(fā)出很強的熒光很強的熒光，而正常部位的熒光強度，而正常部位的熒光強度很弱很弱；v 就產(chǎn)生了正常部位與損傷部位的就產(chǎn)生了正常部位與損傷部位的輝度差輝度差，利用正常部位與，利用正常部位與損傷部位的損傷部位的熒光發(fā)光強度熒光發(fā)光強度的不同，通過計算機進行數(shù)據(jù)處的不同，通過計算機進行數(shù)據(jù)處理后即可以進行理后即可以進行柑橘的分級柑橘的分級。18 February 202271南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院波長波長560nm18 February 202272南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院 柑橘的正常部位和損柑橘的正常部位和損傷部

52、位之間的傷部位之間的熒光強度差熒光強度差是進行損傷果檢測的重要是進行損傷果檢測的重要參數(shù)參數(shù) 該熒光強度差該熒光強度差越越大越容易大越容易區(qū)分。區(qū)分。 在波長在波長500-600nm500-600nm范范圍內，損傷部位比正常部圍內，損傷部位比正常部位的熒光強度起伏大，平位的熒光強度起伏大，平均值均值高于正常部位高于正常部位，特別特別是在是在550-570nm550-570nm間更為明間更為明顯。顯。220nm/365nm18 February 202273南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院柑橘的柑橘的成熟度評價成熟度評價: : 成熟果成熟果的表面顏色是的表面顏色是全橙全橙紅紅色；色； 半成熟果半成熟果的

53、表面顏色為橙的表面顏色為橙紅色和綠色紅色和綠色各一半各一半； 未成熟果未成熟果的表面顏色為的表面顏色為全全綠綠色。色。 18 February 202274南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院v 柑橘發(fā)出的柑橘發(fā)出的熒光強度熒光強度按成熟果、半成熟果、未成熟果按成熟果、半成熟果、未成熟果依依次減弱次減弱，且峰值波長，且峰值波長逐漸變小逐漸變小。v 原因：原因：可以被認為隨著柑橘的成熟，可以被認為隨著柑橘的成熟，精油逐漸增多精油逐漸增多，果，果皮一旦破損，皮一旦破損，露出表面的也多露出表面的也多，熒光也隨之變強。，熒光也隨之變強。v 另外：另外：成熟度不同，成熟度不同，峰值波長峰值波長也隨之變化，反映出光的

54、也隨之變化，反映出光的顏色也在變化。顏色也在變化。18 February 202275南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院v 近紅外光近紅外光( (NIR, Near Infrared spectroscopyNIR, Near Infrared spectroscopy):):v 指波長在指波長在7807802526nm2526nm范圍內的電磁波，范圍內的電磁波，近紅外近紅外0.750.75m-2.5mm-2.5m、中紅外中紅外2.5m-25m2.5m-25m、遠紅外遠紅外25m-100025m-1000mm）。）。v 近紅外光譜主要是反映近紅外光譜主要是反映C-HC-H、O-HO-H、N-HN-H、S

55、-HS-H等化學鍵等化學鍵的信息，因此分析范圍幾乎可覆蓋的信息，因此分析范圍幾乎可覆蓋所有的有機化合物所有的有機化合物和和混合物混合物。18 February 202276南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院v 石化領域石化領域：油品的辛烷值、族組成、十六烷值、閃點、冰：油品的辛烷值、族組成、十六烷值、閃點、冰 v 點、凝固點、含量等；點、凝固點、含量等；v 農(nóng)業(yè)領域農(nóng)業(yè)領域：谷物的蛋白質、糖、脂肪、纖維、水分含量等；：谷物的蛋白質、糖、脂肪、纖維、水分含量等；v 醫(yī)藥領域醫(yī)藥領域：藥品中有效成分，組成和含量；：藥品中有效成分，組成和含量；v 樣品的種類鑒別樣品的種類鑒別：酒類和香水的真假辨別，環(huán)保廢棄物

56、的分：酒類和香水的真假辨別，環(huán)保廢棄物的分 v 檢等。檢等。18 February 202277南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院一、近紅外光譜分析原理 主要是由于分子振動的非諧振性使分子振動從基態(tài)向高能級主要是由于分子振動的非諧振性使分子振動從基態(tài)向高能級躍遷時產(chǎn)生的，記錄的主要是躍遷時產(chǎn)生的，記錄的主要是含氫基團含氫基團X-HX-H（X=CX=C、N N、O O）振動的）振動的倍頻和合頻吸收倍頻和合頻吸收。 不同基團不同基團（如甲基、亞甲基、苯環(huán)等）或（如甲基、亞甲基、苯環(huán)等）或同一基團同一基團在不同化在不同化學環(huán)境中的近紅外學環(huán)境中的近紅外吸收波長吸收波長與與強度強度都有明顯差別，都有明顯差別，N

57、IRNIR光譜具有光譜具有豐富的豐富的結構和組成信息結構和組成信息，非常適合用于，非常適合用于碳氫有機物質碳氫有機物質的組成與性的組成與性質的測量。質的測量。18 February 202278南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院1. 透射光譜法透射光譜法 2. 反射光譜法反射光譜法 常規(guī)分析方法18 February 202279南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院1. 透射光譜法v 透射光譜法透射光譜法就是把待測樣品置于作用光與檢測器之間，就是把待測樣品置于作用光與檢測器之間，檢測器所檢測到的分析光是作用光通過樣品體與樣品分檢測器所檢測到的分析光是作用光通過樣品體與樣品分子相互作用后的光。子相互作用后的光。v 若

58、樣品是若樣品是透明的真溶液透明的真溶液，則分析光在樣品中經(jīng)過的路程，則分析光在樣品中經(jīng)過的路程一定，透射光的強度與樣品組分濃度由一定，透射光的強度與樣品組分濃度由比耳定律比耳定律決定。決定。 18 February 202280南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院2. 反射光譜法v 反射光譜分析時，檢測器與光源置于待測樣品的反射光譜分析時，檢測器與光源置于待測樣品的同一側同一側，檢測，檢測器檢測到的分析光是光源發(fā)出的作用光投射到物體后，以各種器檢測到的分析光是光源發(fā)出的作用光投射到物體后，以各種方式方式反射回來的光反射回來的光。v 物體對光的反射分為物體對光的反射分為規(guī)則反射光（鏡面反射）規(guī)則反射光（鏡面

59、反射）與與漫反射漫反射。v 規(guī)則反射光規(guī)則反射光：指在物體表面按入射角等于反射角的指在物體表面按入射角等于反射角的反射定律反射定律發(fā)發(fā)生的反射。生的反射。v 漫反射漫反射：是光投向漫反射體（顆?；蚍勰┖?，在物體表面或是光投向漫反射體（顆?；蚍勰┖?，在物體表面或內部發(fā)生的內部發(fā)生的方向不定的反射方向不定的反射。18 February 202281南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院1. 定性分析定性分析 2. 定量分析定量分析 分析類型：18 February 202282南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院1. 定性分析v 定性分析利用定性分析利用模式識別與聚類模式識別與聚類的一些算法，主要用于的一些算法，主要用

60、于鑒定鑒定。v 模式識別運算模式識別運算：需要有一組用于計算機：需要有一組用于計算機“學習學習”的樣品集，的樣品集，通過計算機運算，得出學習樣品在數(shù)學空間的范圍，對未知通過計算機運算，得出學習樣品在數(shù)學空間的范圍，對未知樣品運算后，若也在此范圍內，則該樣品屬于學習樣品集類樣品運算后，若也在此范圍內，則該樣品屬于學習樣品集類型，反之則否定。型，反之則否定。v 聚類運算聚類運算：不需學習樣品集，它通過待：不需學習樣品集，它通過待分析樣品的光譜特征分析樣品的光譜特征，根據(jù)，根據(jù)光譜近似程度光譜近似程度進行分類。進行分類。 18 February 202283南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院2. 定量分析 近