导语: 如今,艾迈斯欧司朗已经开发出了一款演示系统,该系统采用近红外(NIR)光谱技术来测量水果和其他作物的糖分和干物质含量。艾迈斯欧司朗拥有世界一流的传感器和LED技术,其解决方案可以作为测试仪器的基础,而且此类测试仪器成本不到100美元,携带方便,可以在任何地方使用。

  如今,用于检测水果成熟度的设备要么很昂贵,要么很浪费。艾迈斯欧司朗开发的新技术能够提供便携式高性能替代方案,且价格亲民。

  农业中最棘手的一个问题就是选择采摘水果的合适时机,以确保水果在跨越大洋和大洲后到达超市时是成熟的。通常,种植者使用庞大而又笨重的专业测试仪器来测试成熟度,这些仪器的成本通常高达数千美元。市场迫切需要一种既小巧又实惠的解决方案,无论是大规模还是小规模的种植者都能负担得起,而且方便在田间或果园使用。

  如今,艾迈斯欧司朗已经开发出了一款演示系统,该系统采用近红外(NIR)光谱技术来测量水果和其他作物的糖分和干物质含量。艾迈斯欧司朗拥有世界一流的传感器和LED技术,其解决方案可以作为测试仪器的基础,而且此类测试仪器成本不到100美元,携带方便,可以在任何地方使用。

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  当今的水果成熟度测试:价格高昂且具破坏性

  以猕猴桃和鳄梨为例,果农面临的问题是水果与消费者之间的运输距离。果农们必须在水果还不够成熟的时候采摘,这样在到达超市货架之前,水果在运输过程中会有足够的时间成熟。

  为了测量成熟度,果农会监测生长中的水果的糖分含量(BRIX)以及干物质含量(DMC)。目前,果园和水果配送中心测量BRIX和DMC的常用技术要么价格高昂,要么会造成浪费。许多果农采用低成本的手持糖量仪。使用该装置测量时,需要切开水果,测量果汁。被测果物随后就会被丢弃,无法出售。

  NIR光谱技术是可以避免此类浪费的一种替代方法。在NIR光谱仪中,宽带NIR发射器会照亮水果表面。每个物体(比如猕猴桃、牛油果或番茄)都会以不同的方式反射或吸收波长谱,从而产生一种能够由光谱仪捕获并在特定应用软件中进行分析的独特光学特征。

  与手持糖量仪不同的是,NIR光谱技术不会对水果造成损伤。但如今,用于光谱测量的产品是便携式或实验室级光谱仪,价格通常在1000美元以上。这意味着即使在大型果园和设施中,BRIX和DMC测量仪器的数量也很少,而许多小型或中型家庭农场则根本没机会使用。所以,大多数水果都未经过测试,而经过手持糖量仪测试的水果也永远不会送到消费者手中。

  由于被检测水果的数量有限,在成熟度信息不完全的情况下,水果就被送上供应链了。这会降低水果的总价值,也会影响可持续性,因为一些水果在到达零售商之前就已经成熟,并且通常会被销毁。

  芯片级:光谱传感技术突破

  如今,艾迈斯欧司朗已经开发出了可用于水果测试的更先进的近红外光谱仪的演示设计。这一发展得益于前欧司朗光电半导体和艾迈斯半导体光学传感器业务部门多年来在光谱技术领域的合作。新设计采用先进的光学半导体技术取代传统光谱仪内部的传统技术:Oslon P1616 SFH4737是一种宽带NIR发射器,也是一种64通道NIR光谱仪IC,其尺寸仅为6.6mm x 6.0mm x 2.2mm。这意味着,艾迈斯欧司朗的系统小巧轻便、便于携带,且商用水果测试仪产品的成本可以控制在用户每天使用也能负担得起的价格。

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  艾迈斯欧司朗的水果成熟度测试机原型

  这种创新设计大大降低了成本,且其性能可与当今市场上可靠的NIR光谱仪相媲美。精准的NIR光谱解决方案需要一个宽带NIR发射器和一个能够精准区分NIR光源不同波长的传感器。Oslon P1616 SFH 4737发射器具有650-1050nm的较宽波长范围,以及平坦的功率分布,没有失真的波峰或波谷。其尺寸只有1.6mm x 1.6mm x 0.9mm,是世界上最小的光谱应用NIRED之一,也是光谱传感器的理想搭档,可在750-1050nm波长范围内实现高灵敏度和较大的选择范围。

  传感器的光谱测量经过专用化学分析模型的后置处理,可生成BRIX和DMC值。从下面的图表可以看到,艾迈斯欧司朗演示系统产生的测量结果与那些耗资数千美元的参考仪器相当。

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果农们目前使用的测试仪器(上)和艾迈斯欧司朗演示设计(下)的测量结果表明,艾迈斯欧司朗系统实现了类似精度

  成熟度:实时跟踪

  艾迈斯欧司朗这种低成本、高性能的系统为种植者、分销商和零售商在供应链的每个阶段进行成熟度测试铺平了道路。总有一天,智能手机的内置NIR光谱仪甚至可以让消费者在选择货架上的农产品时,测量其成熟度和营养成分。

  艾迈斯欧司朗的愿景是希望水果成熟度的光谱测试成本可以变得很低,从而可在果园中安装多个测试仪(每1000m2安装一个),为同一果园中生长在不同程度的阳光、水分和空气温度下的果物提供实时成熟度数据。

  通过更广泛配置精确的成熟度测试仪,果农和运输商还能够对水果的采摘和运输进行精细的调整,这样就会有更多的农产品以最佳状态进入超市货架,从而大大减少食物浪费,同时增加水果对果农和营销商的价值。

编辑:严志祥

来源:欧司朗中国照明

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