低溫貯藏期間馬鈴薯組織的光學(xué)特性研究.pdf

1、馬鈴薯已經(jīng)成為我國繼水稻、玉米、小麥之后的第四大主糧作物，馬鈴薯產(chǎn)業(yè)也是農(nóng)民脫貧增收的重要產(chǎn)業(yè)，但在馬鈴薯采摘收獲后的貯藏過程中，由于貯藏條件的影響，會使得馬鈴薯的品質(zhì)及質(zhì)量遭受一定程度的損失，從而影響其商品價值。因此，本文通過組織光學(xué)的方法來研究低溫貯藏期間馬鈴薯的光學(xué)參數(shù)變化，以便為馬鈴薯內(nèi)部品質(zhì)光學(xué)檢測裝置的設(shè)計提供一種可靠的參考依據(jù)。
　　本文將采用單積分球技術(shù)來對低溫貯藏期間的馬鈴薯的光學(xué)參數(shù)進行測量，并將得到的光學(xué)參數(shù)

2、代入蒙特卡羅程序來研究在低溫貯藏期間光在馬鈴薯組織內(nèi)傳輸?shù)牟町?。具體內(nèi)容包括：
　?。?）介紹了組織光學(xué)的概念以及生物組織的各項光學(xué)特性參數(shù)的物理意義，在此基礎(chǔ)上還重點討論了研究光與生物組織相互作用的方式，介紹了輻射傳輸方程、漫射近似理論、蒙特卡羅模擬方法和倍增法。其中重點介紹了用于研究光在生物組織中傳輸問題的蒙特卡羅模擬方法，包括其基本思想和模擬過程；同時還對求解組織光學(xué)逆問題的IAD方法做了詳細的介紹，全面的描述了其基本概念和

3、相關(guān)理論。
　?。?）完成實驗系統(tǒng)的準備，設(shè)計了基于單積分球技術(shù)的生物組織光學(xué)特性參數(shù)檢測系統(tǒng)，并對系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行了測試，結(jié)果表明組織光學(xué)參數(shù)采集應(yīng)在光源工作30分鐘后再進行。
　?。?）在實驗時間內(nèi)，每隔3天采集一次數(shù)據(jù)，并將采集的數(shù)據(jù)代入相應(yīng)的Matlab程序和IAD程序進行計算，得到馬鈴薯組織的光學(xué)特性參數(shù)。
　?。?）根據(jù)測量得到的不同位置、不同貯藏時間的馬鈴薯組織的光學(xué)特性參數(shù)，定性分析了其光學(xué)參數(shù)與測量位

4、置和貯藏時間的關(guān)系。結(jié)果表明：馬鈴薯組織的反射率和約化散射系數(shù)沿邊緣位置到核心位置依次減小，透射率和吸收系數(shù)沿邊緣位置到核心位置逐漸增大；且同一波長處的反射率和約化散射系數(shù)是隨貯藏時間逐漸增大的，而透射率和吸收系數(shù)隨著貯藏時間的增加逐漸減小的。
　?。?）利用蒙特卡羅方法重點研究了630nm波長處，光在馬鈴薯單層組織模型中的傳輸過程，分析了光吸收能量密度和光能流率在徑向和縱向的變化規(guī)律，以及漫反射率和透射率隨徑向半徑 r的變化關(guān)系

5、；其次分析了光吸收能量密度和光能流率在徑向和縱向的變化規(guī)律與貯藏時間的關(guān)系，以及漫反射率和透射率與貯藏時間的關(guān)系。
　　結(jié)果表明：光吸收能量密度和光能流率隨著穿透深度的增大迅速減小，在z=1cm的時候趨近于0；隨著徑向半徑的增大，馬鈴薯組織表面的漫反射率逐漸減小，透射率規(guī)律性不強，且當r大于3cm時，透射率為零，表明幾乎沒有光子能透過組織。隨著貯藏時間的增加，在同一深度處光吸收能量密度呈減小趨勢，而光能流率則逐漸增大；相同徑向半徑