利用近红外光谱技术对谷物、水果、肉品等农产品进行定量分析已经十分普遍,这种定量方法是基于化学计量学的思想建立化学值与光谱数据间的关系。随着应用和研究的不断深入 ,针对其适用性和分析精度 ,研究人员进行了一些探索,鉴于农产品是对光具有吸收、散射作用的多组分复杂体系 ,目前对其组织内部光输运规律研究不多 ,一般是将散射等引起的变化 (光学路径变化 )归结到光谱形状的变化,由于散射作用将引起模型不稳定和较大的误差。为了进一步提升近红外光谱技术在农产品品质分析领域应用的适用性和准确性 ,应从生物组织内部入手来研究光和样品的相互作用 ,直接或间接地得到吸收系数 _ a、散射系数 _ s 和各向异性因子 g 等光学参数 ,将散射与吸收系数分开 ,进而计算出物质含量 。

测量原理

光在生物组织中的输运过程中包含吸收和散射作用两个部分 ,研究光在生物组织中输运要解决两方面的问题: 1)描述在光学参数已知条件下 ,研究光子在组织内部的输运过程和规律 ,例如 ,漫射方程及在一定边界条件下的解、 Mo nte Carlo仿真模型等 ; 2)由测试数据反演出组织的吸收系数、散射系数和各向异性因子等光学参数。 为了得到农产品的光学参数 ,采用双积分球系统的测量方法,其原理是将一片薄片样品 (如鲜肉组织 )置于两个积分球之间 ,当一束激光入射样品的时候 ,同时对两个积分球内所收集的漫反射光和漫透射光进行检测 ;此外 ,还要同步检测激光传播方向上距离漫透射积分球 60 cm以外的准直透射光信号 ,这样同时得到漫反射率 Rd、漫透射率 Td 和准直透射率 Tc三个物理量 ,进而运用一种光传输模型的逆算法反演出组织的吸收系数_ a、散射系数_ s和各向异性因子 g 等光学参数 ,逆倍增 ( Inverse Adding-Doubling, IAD)算法是其最常用也是最快速准确的一种算法 。