基于低场磁共振技术的果品无损检测

摘要

水果中的糖分是合成维生素和类胡萝卜素等营养成分的基础原料,能够影响果实的甜味和色泽,准确测得水果的含糖量能够指导人们选择适用的水果;水果的机械损伤是评价水果内部品质的标准之一,也是无损检测技术的重要研究对象,对水果进行机械损伤检测能够减少水果储存和销售过程中的经济损失。
　　本文介绍了低场核磁共振技术的检测原理,对低场核磁共振中的基于信号幅值的分析检测、基于弛豫时间的分析检测和基于图像的分析检测技术进行了详细介绍;提出应用低场核磁共振技术来检测水果的含糖量和机械损伤:以圣女果和苹果为研究对象,首先,从圣女果的核磁共振特性出发,研究了样品含糖量对核磁共振信号及横向弛豫时间的影响,结合手持糖度计,得到圣女果含糖量与其单位质量信号幅值的线性关系,相关系数达到0.875;其次,对苹果正常部位和机械损伤部位的弛豫特性进行分析比较,根据苹果损伤后弛豫时间的变化情况来选择 T2加权像对苹果进行机械损伤检测,通过对T2加权像进行参数优化,设置重复时间TR为1500ms、回波时间 TE为200ms来得到苹果的 T2加权像,并对加权像进行伪彩色处理,从而实现了苹果的机械损伤检测。最后,总结了论文的主要创新性工作如下:
　　1.磁共振技术主要有成分分析和成像两大应用,本文通过对低场核磁共振技术进行二次开发,实现了水果含糖量和机械损伤的综合检测。
　　2.基于低场核磁共振技术的水果含糖量检测---分析蔗糖、葡萄糖和果糖溶液的核磁共振特性,通过探讨糖溶液中含糖量与单位质量 NMR信号的关系及含糖量与 T2弛豫时间的关系来研究圣女果的含糖量。
　　3.应用低场核磁共振成像技术完成水果机械损伤的无损检测---采集苹果的 T2加权像,通过对加权像进行伪彩色处理来检测苹果的机械损伤。

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表清单

1 绪论

1.1 水果品质无损检测的研究意义

1.2 水果品质无损检测的研究现状

1.3 研究重点及具体内容

1.4 本章小结

2 核磁共振概述

2.1 高低场的比较及低场核磁共振分析仪

2.2 低场核磁共振分析测试技术

2.3 低场磁共振用于果品的无损检测

2.4 本章小结

3 基于低场磁共振的水果含糖量检测

3.1 含糖量对样品核磁共振信号的影响

3.2 含糖量对样品T2弛豫时间的影响

3.3 圣女果含糖量检测

3.4 本章小结

4 基于低场核磁共振的水果机械损伤检测

4.1 核磁共振加权像概念

4.2 苹果的机械损伤检测

4.3 图像伪彩色处理技术

4.4 本章小结

5 总结

5.1 论文的主要结论及研究成果

5.2 有待进一步解决的问题

参考文献

作者简历