食品品质无损检测新技术 2PPT课件
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大，苹果的材料性能沿圆周方向分布比较一致，但外层和内 层材料性能相差较大，比较成熟时内外层材料性能差异变小。
2020/7/28
8wenku.baidu.com
第二章 利用力学(机械)特性的检测技术 第二节 利用力学特性的检测技术
2．果蔬坚实度检测方法
基于动力学原理的果蔬坚实度检测方法有多种， 如机械冲击产生的声频信号、机械冲击响应的频率分 析和果蔬冲击力等方法。其研究分为两类。
(62)2/23 (1)
E
2
f
2m2/3
E……… 果蔬的杨氏模量，MPa； ρ…… 果蔬的密度，g/cm3；
µ……… 果蔬的泊松比；
m…… 果蔬的质量，g；
Ω…… 归一化频率，Hz；
f…… 果蔬的固有频率，Hz。
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第二章 利用力学(机械)特性的检测技术 第二节 利用力学特性的检测技术
1.果蔬组织材料的特性
在果蔬坚实度无损测量中，组织的杨氏模量是一个重 要的基本参数。 上世纪70年代，有人研究了果蔬被切割的方法、位置及 方向影响其物理参数。以苹果为例分成上、中、底3个高度； 东、西、南(光照面)、北4个方位；考虑径向、切向和垂直 3个方向，对这些参数组合下的试样进行了压缩试验。
结果：杨氏模量径向最大，切向最小，底部比中部和上部
第二章 利用力学(机械)特性的检测技术
第一节 常用的力学(机械)特性 第二节 利用力学特性的检测技术 第三节 利用声学特性的检测技术 第四节 利用超声波的检测技术 第五节 力学(机械)特性的检测的常用仪器 第六节 应用实例
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总体概述
引起的破坏强度，它受压缩和剪切弹性模量的共同影响，而
振动固有频率无损检测仅与压缩弹性模量有关。
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第二章 利用力学(机械)特性的检测技术 第二节 利用力学特性的检测技术
模型二 理论分析认为坚实度指数应为S=2m/3f22（f2第2
固有频率）。有人对存储苹果定期进行0~600Hz宽带随机激
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有人提出了一种非线性的球体与平板冲击的力学模型， 并通过最小二乘法拟合出球体的刚度。
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第二章 利用力学(机械)特性的检测技术 第二节 利用力学特性的检测技术
（2）检测果蔬坚实度的振动频率分析法
模型一 : 利用果蔬振动的固有频率检测其坚实度。Cooke
等建立了果蔬简化为线弹性球体的动力学模型，并通过理 论分析得到了各向同性的线弹性球状果蔬，固有频率与其 材料杨氏模量E的关系为：
力松弛等)直接影响到面包的质量；
浓缩过程中，用表现黏度的变化确定其浓缩点，黏度过 大会导致变稠，过低则可能出现脂肪分离与糖沉淀。
水果的硬度直接反映出其新鲜度和糖度等内在品质指标。
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第二章 利用力学(机械)特性的检测技术
第二节 利用力学特性的检测技术
食品、农产品的力学特性是其成熟状态和品 质的一个重要指标。
（1）检测果蔬坚实度的冲击力方法
（2）检测果蔬坚实度的振动频率分析法
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第二章 利用力学(机械)特性的检测技术 第二节 利用力学特性的检测技术
（1）检测果蔬坚实度的冲击力方法
利用冲击力检测果蔬坚实度的力学原理是弹性球体与 刚性平面的跌落冲击问题。冲击力与弹性球(即果蔬)的 质量、几何尺寸、材料杨氏模量等参数有关。研究的核 心是当得到冲击力后如何估计或计算出材料的杨氏模量， 并与成熟度联系起来。
坚实度检查的常用方法是M-T戳穿试验方法。 用一定直径的钢制压头，按一定的压缩速度对果蔬进行压
缩试验，同时测量压缩力，压缩力的最大值称为其坚实度。
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食品物性测试仪 （食品质构测定仪）
人民币：42.3万元
英国Stable Micro System
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第二章 利用力学(机械)特性的检测技术 第二节 利用力学特性的检测技术
励，结果表明存储期内坚实度指数S=2m/3f22有明显变化。
Abott等对苹果的坚实度作了系统深入的工作。对两个主要 苹果品种用固有频率、M-T试验和苹果组织压缩试验3种方 法测量其坚实度，并进行了对比。试验表明：当固有频率在 480Hz和850Hz有二阶和三阶共振频率f2、f3存在，用f2，f3计 算的坚实度指数相关性很好，因此可以用坚实度指数作为苹 果坚实度的非损伤检测指数。
果蔬生长和存储过程中，细胞间的结合力发 生变化，反映细胞间结合力变化的物理指标是其 坚实度。除此之外物料的重量、表面和内部颜色、 形状、硬度、黏度等指标均会产生一系列的变化。
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第二章 利用力学(机械)特性的检测技术 第二节 利用力学特性的检测技术
一、果蔬坚实度的检测
检测坚实度的主要原因有下面三个方面： （1）果蔬生长中成熟度的监测和分析，决定合适的收获期。 （2）果蔬收获过程按其成熟度分级，以便存储。 （3）果蔬内部品质的检测，保鲜、存储期的确定。
有人用冲击振动产生的噪声和振动信号分别研究了水果 的坚实度。
苹果的结果：振动法测定的杨氏模量与压缩试验得到杨氏
模量相关性较好（0.75）；与M-T试验结果相关性较差。
桃子的结果：用固有频率测定桃子的坚实度与M-T试验
结果相关性仍不好。
一般的结论：无损检测的坚实度与M-T试验结果之间的相
关性不可能好，M-T测量的是果蔬组织材料压缩和剪切共同
流变特性、黏性、粘弹性等；
（4）声学特性和超声波特性等。
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第二章 利用力学(机械)特性的检测技术 第一节 常用的力学(机械)特性
利用食品与农产品的力学（机械）特性进行品质的检测 是无损检测最为常用的方法之一，及时控制生产过程。
泊松比可以衡量面包等膨松食品的膨松程度； 在面包生产中，面团的流变特性(弹性、延迟弹性、压
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第二章 利用力学(机械)特性的检测技术
第一节 常用的力学(机械)特性
（1）固体物料的力学特性
质量（重量）、密度、应力-应变规律、冲击、振 动、屈服强度、硬度、蠕变、松弛、流变模型等；
（2）散粒体的力学特性包含摩擦、黏附、变形、流动、
离析等；
（3）液体物料的力学特性主要包含流体力学特性、
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第二章 利用力学(机械)特性的检测技术 第二节 利用力学特性的检测技术
2．果蔬坚实度检测方法
基于动力学原理的果蔬坚实度检测方法有多种， 如机械冲击产生的声频信号、机械冲击响应的频率分 析和果蔬冲击力等方法。其研究分为两类。
(62)2/23 (1)
E
2
f
2m2/3
E……… 果蔬的杨氏模量，MPa； ρ…… 果蔬的密度，g/cm3；
µ……… 果蔬的泊松比；
m…… 果蔬的质量，g；
Ω…… 归一化频率，Hz；
f…… 果蔬的固有频率，Hz。
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第二章 利用力学(机械)特性的检测技术 第二节 利用力学特性的检测技术
1.果蔬组织材料的特性
在果蔬坚实度无损测量中，组织的杨氏模量是一个重 要的基本参数。 上世纪70年代，有人研究了果蔬被切割的方法、位置及 方向影响其物理参数。以苹果为例分成上、中、底3个高度； 东、西、南(光照面)、北4个方位；考虑径向、切向和垂直 3个方向，对这些参数组合下的试样进行了压缩试验。
结果：杨氏模量径向最大，切向最小，底部比中部和上部
第二章 利用力学(机械)特性的检测技术
第一节 常用的力学(机械)特性 第二节 利用力学特性的检测技术 第三节 利用声学特性的检测技术 第四节 利用超声波的检测技术 第五节 力学(机械)特性的检测的常用仪器 第六节 应用实例
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总体概述
引起的破坏强度，它受压缩和剪切弹性模量的共同影响，而
振动固有频率无损检测仅与压缩弹性模量有关。
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第二章 利用力学(机械)特性的检测技术 第二节 利用力学特性的检测技术
模型二 理论分析认为坚实度指数应为S=2m/3f22（f2第2
固有频率）。有人对存储苹果定期进行0~600Hz宽带随机激
2020/7/28
有人提出了一种非线性的球体与平板冲击的力学模型， 并通过最小二乘法拟合出球体的刚度。
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第二章 利用力学(机械)特性的检测技术 第二节 利用力学特性的检测技术
（2）检测果蔬坚实度的振动频率分析法
模型一 : 利用果蔬振动的固有频率检测其坚实度。Cooke
等建立了果蔬简化为线弹性球体的动力学模型，并通过理 论分析得到了各向同性的线弹性球状果蔬，固有频率与其 材料杨氏模量E的关系为：
力松弛等)直接影响到面包的质量；
浓缩过程中，用表现黏度的变化确定其浓缩点，黏度过 大会导致变稠，过低则可能出现脂肪分离与糖沉淀。
水果的硬度直接反映出其新鲜度和糖度等内在品质指标。
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第二章 利用力学(机械)特性的检测技术
第二节 利用力学特性的检测技术
食品、农产品的力学特性是其成熟状态和品 质的一个重要指标。
（1）检测果蔬坚实度的冲击力方法
（2）检测果蔬坚实度的振动频率分析法
2020/7/28
9
第二章 利用力学(机械)特性的检测技术 第二节 利用力学特性的检测技术
（1）检测果蔬坚实度的冲击力方法
利用冲击力检测果蔬坚实度的力学原理是弹性球体与 刚性平面的跌落冲击问题。冲击力与弹性球(即果蔬)的 质量、几何尺寸、材料杨氏模量等参数有关。研究的核 心是当得到冲击力后如何估计或计算出材料的杨氏模量， 并与成熟度联系起来。
坚实度检查的常用方法是M-T戳穿试验方法。 用一定直径的钢制压头，按一定的压缩速度对果蔬进行压
缩试验，同时测量压缩力，压缩力的最大值称为其坚实度。
2020/7/28
6
食品物性测试仪 （食品质构测定仪）
人民币：42.3万元
英国Stable Micro System
2020/7/28
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第二章 利用力学(机械)特性的检测技术 第二节 利用力学特性的检测技术
励，结果表明存储期内坚实度指数S=2m/3f22有明显变化。
Abott等对苹果的坚实度作了系统深入的工作。对两个主要 苹果品种用固有频率、M-T试验和苹果组织压缩试验3种方 法测量其坚实度，并进行了对比。试验表明：当固有频率在 480Hz和850Hz有二阶和三阶共振频率f2、f3存在，用f2，f3计 算的坚实度指数相关性很好，因此可以用坚实度指数作为苹 果坚实度的非损伤检测指数。
果蔬生长和存储过程中，细胞间的结合力发 生变化，反映细胞间结合力变化的物理指标是其 坚实度。除此之外物料的重量、表面和内部颜色、 形状、硬度、黏度等指标均会产生一系列的变化。
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第二章 利用力学(机械)特性的检测技术 第二节 利用力学特性的检测技术
一、果蔬坚实度的检测
检测坚实度的主要原因有下面三个方面： （1）果蔬生长中成熟度的监测和分析，决定合适的收获期。 （2）果蔬收获过程按其成熟度分级，以便存储。 （3）果蔬内部品质的检测，保鲜、存储期的确定。
有人用冲击振动产生的噪声和振动信号分别研究了水果 的坚实度。
苹果的结果：振动法测定的杨氏模量与压缩试验得到杨氏
模量相关性较好（0.75）；与M-T试验结果相关性较差。
桃子的结果：用固有频率测定桃子的坚实度与M-T试验
结果相关性仍不好。
一般的结论：无损检测的坚实度与M-T试验结果之间的相
关性不可能好，M-T测量的是果蔬组织材料压缩和剪切共同
流变特性、黏性、粘弹性等；
（4）声学特性和超声波特性等。
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第二章 利用力学(机械)特性的检测技术 第一节 常用的力学(机械)特性
利用食品与农产品的力学（机械）特性进行品质的检测 是无损检测最为常用的方法之一，及时控制生产过程。
泊松比可以衡量面包等膨松食品的膨松程度； 在面包生产中，面团的流变特性(弹性、延迟弹性、压
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第二章 利用力学(机械)特性的检测技术
第一节 常用的力学(机械)特性
（1）固体物料的力学特性
质量（重量）、密度、应力-应变规律、冲击、振 动、屈服强度、硬度、蠕变、松弛、流变模型等；
（2）散粒体的力学特性包含摩擦、黏附、变形、流动、
离析等；
（3）液体物料的力学特性主要包含流体力学特性、