《无损检测》PPT课件

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1、第十章无损检测10.1无损检测技术及其特点10.2计算机图像处理的检测技术10.2.1计算机图像处理技术10.2.2计算机图像处理技术在食品检测中的应用10.3食品物性的力学、声学、电学、光学检测技术10.3.1食品的力学检测技术及其在食品检测中的应用10.3.2食品的声学检测技术及其在食品检测中的应用10.3.3食品的电学检测技术及其在食品检测中的应用10.3.4食品的光学检测技术及其在食品检测中的应用10.4传感器检测技术10.4.1电子鼻、电子舌检测技术10.4.2生物传感器检测技术10.

2、3.3食品的电学检测技术及其在食品检测中的应用第一节介电特性检测原理1）介电参数：介电常数：综合反应介质极化行为的一个宏观物理量介质损耗：可反映材料内部缺陷等特性2）农产品的介电特性农产品生物分子中的束缚电荷（只能在分子线度范围内运动的电荷），对外加电场的响应特性①食品的组织、成分、结构、状态等和它们的电特性都有着密切的关系，食品与农产品的成分、状态或品质的检测是研究其电特性的主要目的之一。食品与农产品电特性的变化主要表现在电流密度、磁导率、绝对介电常数(电容率)、电导率等方面。②介电常数测量方

3、法：当给农业物料层施加静电场时，其内部的无机物分子极化形成正负离子。正离子负离子在静电场的作用下向阴阳两极移动形成反电势，是测量的电流值随时间按指数规律减小，即随时间增加电阻率增加，此时出现电容效应，因为利用静电场测量不易实现物料介电参数的快速测量①直流介电常数的测量②电桥法测量低频介电常数③谐振电路法测定介电常数④传输线法⑤微波测量生物组织的阻抗特性一般用Hayden模型描述第二节介电特性在水果品质检测中的应用1）基本概念：水果内部品质生理方面：（1）成熟度（2）新鲜度物理方面：（1）硬度（2

4、）内部损伤化学方面：（1）水分（2）糖度（3）酸度水果的宏观电特性：复阻抗复导纳复介电常数复阻抗(复导纳)：水果的物理常数，与水果的个体尺寸相关复介电常数：水果内部物质特性的反应，与水果的个体尺寸无关2）水果的新鲜度介电特性间的关系水果的细胞组成：随着水果新鲜度的降低，细胞膜的电阻增加，电容减小表现在切片组织的电特性上，使由细胞组成的果肉组织等效阻抗增大，相对介电常数及损耗因数减小当水果果实从树上采摘下来后，光合作用减弱甚至停止，由呼吸作用生成的二氧化碳量增加，此时果实组织细胞间的弱酸性环境使细

5、胞电阻增大电阻比较大的薄细胞膜具有离子导电性的小电阻的细胞液①水果的新鲜度介电特性间的关系：②水果新鲜度的检测测试系统及仪器对象：金帅苹果第一组：冰箱取出，室温存放10-12h第二组：室温20~25℃，空气相对湿度88~90%，放置6天第三组：室温20~25℃，空气相对湿度88~90%，放置21天测试三组苹果的电特性研究结果表明，相对介电常数和介电损耗因数随着金帅苹果新鲜度的降低而减小，其中，相对介电常数在储藏6天的苹果中减小的幅度较小，而损耗因数减小的幅度较大③水果损伤程度的检测：研究表明，正

6、常组织与死亡组织的阻抗有明显差别，正常组织具有阻抗，死亡组织的阻抗为零。正常组织在低频下具有高阻抗，高频下有低阻抗，即正常组织的阻抗是随着频率而变化的，而死亡组织的阻抗不随频率而变化。正常组织在高频的情况下阻抗接近于零，这与死亡组织的的电容为零相似。因此低频阻抗和高频阻抗之比便代表了生物组织的损伤程度，它可用等效并联电阻与电容测得谷物中的水分子结合水：以化学吸附与谷物组织相结合的水，是在谷粒成长过程中自然形成的胶状结合水，不参加导电，但是电特性分析仍保持强极型分子的介电特性。游离水：可通过毛细管

7、的呼吸作用进入谷粒内部，靠分子间作用力吸附的这部分水影响谷物介电特性的主要因素是谷物中的游离水分。第三节介电特性在谷物品质检测中的应用利用谷物的电特性检测含水率a.测量谷物含水率的电容方法分析dLDL是圆柱形容器的高度，D为外电级的内径，d为内电极的外径，为真空中的介电系数，为谷物相对介电系数，C为电容量缺点：ⅰ在含水率等同条件下，电容量的值与谷物品种有关ⅱ同一品种的谷物也会出现测量误差ⅲ测量时，温度和空气中的相对湿度对测量只有直接的影响，温度高，湿度大，使谷物膨胀变得松软，会引起介电系数改变ⅳ

8、由于谷物的相对介电系数受到诸多因素的影响，致使电容量的值与谷物的含水率不成线性关系2.利用谷物介电特性的品质检测和分级品种和籽粒质量相同的谷物，介电常数愈大，其活力越低，品质越差，而介电常数小的谷物则具有较高的活力和较好的品质，这为介电分选原理实现按谷物活力进行品质的分选提供了理论依据1.利用生物电特性鉴别受精蛋国内种蛋孵化场用的方法：人工光照法剔除无精蛋和死胚蛋，在孵化的第5天进行光照，剔出无精蛋。浪费蛋：新鲜蛋孵化72h后，就不适合加工成蛋制品，浪费大量食用蛋，消耗无用的能量，而且孵不出雏鸡