近紅外葉片水分無損檢測系統設計與試驗

郭新東，孫 瑜，張永梅

（山西農業大學信息科學與工程學院，山西太谷 030801）

0 引言

玉米是中國第一大糧食作物，在國民經濟和糧食安全方面發揮了重要作用。玉米葉片中的水分含量能夠反映整株玉米的生長信息，是玉米生長過程中的重要生理指標[1-3]。實時獲取玉米葉片水分對于玉米狀況監測、灌溉模式、生理生化研究和旱情預測等方面均具有重要意義。國內外常用的水分檢測方法有癥狀檢測法、生理指標測定法、電容電阻檢測儀檢測法等。這些檢測方法檢測結果顯示直觀、測量準確，但也存在破壞作用、檢測過程復雜和耗時耗力等缺點。近紅外光譜與有機分子中含氫基團(OH、NH、CH)振動的合頻和各級倍頻的吸收區一致，通過掃描樣品的近紅外光譜，可以得到樣品中有機分子含氫基團的特征信息[4-5]。基于近紅外光譜的檢測技術快速、無接觸、精度較高，在農業領域有著廣泛的應用[6]。周翔等[7]基于近紅外高光譜技術進行甜菜種子活性檢測，模型預測準確率達到91.92%，已滿足農業生產要求。劉曉等[8]分析了近紅外光譜技術在茶類鑒定、產地識別、等級評價、茶飲料辨別等方面的應用，并通過光譜技術快速檢測茶葉中各化學品質成分的含量。王轉衛等[9]基于近紅外光譜技術研究了發育后期蘋果內部品質檢測。韋紫玉等[10]基于近紅外漫反射光譜技術研究小麥蛋白質含量檢測。Wang 等[11]研究了均勻化對近紅外漫反射光譜法檢測牛奶蛋白含量的影響。基于近紅外的水分檢測應用也較廣泛，Zhou等[12]設計了一種基于近紅外LED光源的土壤水分探測器，使用多種波長LED綜合判定土壤水分。……