如今，用于檢測水果成熟度的設(shè)備要么很昂貴，要么很浪費。艾邁斯歐司朗開發(fā)的新技術(shù)能夠提供便攜式高性能替代方案，且價格親民。

農(nóng)業(yè)中最棘手的一個問題就是選擇采摘水果的合適時機(jī)，以確保水果在跨越大洋和大洲后到達(dá)超市時是成熟的。通常，種植者使用龐大而又笨重的專業(yè)測試儀器來測試成熟度，這些儀器的成本通常高達(dá)數(shù)千美元。市場迫切需要一種既小巧又實惠的解決方案，無論是大規(guī)模還是小規(guī)模的種植者都能負(fù)擔(dān)得起，而且方便在田間或果園使用。

如今，艾邁斯歐司朗已經(jīng)開發(fā)出了一款演示系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用近紅外（NIR）光譜技術(shù)來測量水果和其他作物的糖分和干物質(zhì)含量。艾邁斯歐司朗擁有世界一流的傳感器和LED技術(shù)，其解決方案可以作為測試儀器的基礎(chǔ)，而且此類測試儀器成本不到100美元，攜帶方便，可以在任何地方使用。

當(dāng)今的水果成熟度測試：價格高昂且具破壞性

以獼猴桃和鱷梨為例，果農(nóng)面臨的問題是水果與消費者之間的運輸距離。果農(nóng)們必須在水果還不夠成熟的時候采摘，這樣在到達(dá)超市貨架之前，水果在運輸過程中會有足夠的時間成熟。

為了測量成熟度，果農(nóng)會監(jiān)測生長中的水果的糖分含量（BRIX）以及干物質(zhì)含量（DMC）。目前，果園和水果配送中心測量BRIX和DMC的常用技術(shù)要么價格高昂，要么會造成浪費。許多果農(nóng)采用低成本的手持糖量儀。使用該裝置測量時，需要切開水果，測量果汁。被測果物隨后就會被丟棄，無法出售。

NIR光譜技術(shù)是可以避免此類浪費的一種替代方法。在NIR光譜儀中，寬帶NIR發(fā)射器會照亮水果表面。每個物體（比如獼猴桃、牛油果或番茄）都會以不同的方式反射或吸收波長譜，從而產(chǎn)生一種能夠由光譜儀捕獲并在特定應(yīng)用軟件中進(jìn)行分析的獨特光學(xué)特征。

與手持糖量儀不同的是，NIR光譜技術(shù)不會對水果造成損傷。但如今，用于光譜測量的產(chǎn)品是便攜式或?qū)嶒炇壹壒庾V儀，價格通常在1000美元以上。這意味著即使在大型果園和設(shè)施中，BRIX和DMC測量儀器的數(shù)量也很少，而許多小型或中型家庭農(nóng)場則根本沒機(jī)會使用。所以，大多數(shù)水果都未經(jīng)過測試，而經(jīng)過手持糖量儀測試的水果也永遠(yuǎn)不會送到消費者手中。

由于被檢測水果的數(shù)量有限，在成熟度信息不完全的情況下，水果就被送上供應(yīng)鏈了。這會降低水果的總價值，也會影響可持續(xù)性，因為一些水果在到達(dá)零售商之前就已經(jīng)成熟，并且通常會被銷毀。

芯片級?光譜傳感技術(shù)突破

如今，艾邁斯歐司朗已經(jīng)開發(fā)出了可用于水果測試的更先進(jìn)的近紅外光譜儀的演示設(shè)計。這一發(fā)展得益于前歐司朗光電半導(dǎo)體和艾邁斯半導(dǎo)體光學(xué)傳感器業(yè)務(wù)部門多年來在光譜技術(shù)領(lǐng)域的合作。新設(shè)計采用先進(jìn)的光學(xué)半導(dǎo)體技術(shù)取代傳統(tǒng)光譜儀內(nèi)部的傳統(tǒng)技術(shù)：Oslon P1616 SFH4737是一種寬帶NIR發(fā)射器，也是一種64通道NIR光譜儀IC，其尺寸僅為6.6mm x 6.0mm x 2.2mm。這意味著，艾邁斯歐司朗的系統(tǒng)小巧輕便、便于攜帶，且商用水果測試儀產(chǎn)品的成本可以控制在用戶每天使用也能負(fù)擔(dān)得起的價格。

艾邁斯歐司朗的水果成熟度測試機(jī)原型

這種創(chuàng)新設(shè)計大大降低了成本，且其性能可與當(dāng)今市場上可靠的NIR光譜儀相媲美。精準(zhǔn)的NIR光譜解決方案需要一個寬帶NIR發(fā)射器和一個能夠精準(zhǔn)區(qū)分NIR光源不同波長的傳感器。Oslon P1616 SFH 4737發(fā)射器具有650-1050nm的較寬波長范圍，以及平坦的功率分布，沒有失真的波峰或波谷。其尺寸只有1.6mm x 1.6mm x 0.9mm，是世界上最小的光譜應(yīng)用NIRED之一，也是光譜傳感器的理想搭檔，可在750-1050nm波長范圍內(nèi)實現(xiàn)高靈敏度和較大的選擇范圍。

傳感器的光譜測量經(jīng)過專用化學(xué)分析模型的后置處理，可生成BRIX和DMC值。從下面的圖表可以看到，艾邁斯歐司朗演示系統(tǒng)產(chǎn)生的測量結(jié)果與那些耗資數(shù)千美元的參考儀器相當(dāng)。

果農(nóng)們目前使用的測試儀器（上）和艾邁斯歐司朗演示設(shè)計（下）的測量結(jié)果表明，艾邁斯歐司朗系統(tǒng)實現(xiàn)了類似精度

成熟度??實時跟蹤

艾邁斯歐司朗這種低成本、高性能的系統(tǒng)為種植者、分銷商和零售商在供應(yīng)鏈的每個階段進(jìn)行成熟度測試鋪平了道路?？傆幸惶?，智能手機(jī)的內(nèi)置NIR光譜儀甚至可以讓消費者在選擇貨架上的農(nóng)產(chǎn)品時，測量其成熟度和營養(yǎng)成分。

艾邁斯歐司朗的愿景是希望水果成熟度的光譜測試成本可以變得很低，從而可在果園中安裝多個測試儀（每1000m2安裝一個），為同一果園中生長在不同程度的陽光、水分和空氣溫度下的果物提供實時成熟度數(shù)據(jù)。

通過更廣泛配置精確的成熟度測試儀，果農(nóng)和運輸商還能夠?qū)λ牟烧瓦\輸進(jìn)行精細(xì)的調(diào)整，這樣就會有更多的農(nóng)產(chǎn)品以最佳狀態(tài)進(jìn)入超市貨架，從而大大減少食物浪費，同時增加水果對果農(nóng)和營銷商的價值。

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作者簡介：

Kevin Jensen

艾邁斯歐司朗高級營銷經(jīng)理

Kevin Jensen是艾邁斯歐司朗高級營銷經(jīng)理，也是傳感器解決方案專家。他是德裔美國人，擁有管理、傳感器、電子工程和市場營銷方面的國際工作經(jīng)歷。憑借光譜分析、光學(xué)傳感器、信號分析、系統(tǒng)解決方案和軟件概念方面的專業(yè)背景，他致力于為主要消費者和工業(yè)客戶提供支持。