低頻電流激勵下蘋果電阻抗檢測系統(tǒng)的研究.pdf

1、近年來，隨著人民生活水平的提高，人們對水果需求有了很大的提高，水果品種也在增多，產(chǎn)量也逐年上升，人們對水果品質(zhì)也有了更高的要求。水果品質(zhì)的主要評定指標(biāo)通常包括成熟度、新鮮度、硬度、糖度、酸度等多種理化指標(biāo)，這些指標(biāo)可以通過水果的宏觀電特性的參數(shù)(阻抗Z、導(dǎo)納Y、介電常數(shù)ε)反映出來。因此，國內(nèi)外許多學(xué)者對水果的品質(zhì)特性的檢測進(jìn)行了大量的研究。 生物電阻抗是反映生物組織、器官、細(xì)胞或整個生物體電學(xué)性質(zhì)的物理量。生物電阻抗測量技術(shù)(

2、Bioelectrical Impedance Measuring Technology)是利用生物組織與器官的電特性(阻抗、導(dǎo)納、介電常數(shù)等)及其變化，提取與生物體生理、病理狀況相關(guān)的生物醫(yī)學(xué)信息的一種檢測技術(shù)。這種技術(shù)具有無創(chuàng)、廉價、安全、無毒無害、操作簡便和信息豐富等特點(diǎn)，因此具有廣泛的應(yīng)用前景。 生物組織的阻抗頻譜特性，主要是指生物組織電阻抗中，阻性和容性成份的值隨著加載電信號頻率的不同會發(fā)生比較顯著的變化，本文依據(jù)生物

3、組織的這種特性對蘋果進(jìn)行阻抗頻譜的研究，探索水果的新鮮度與其阻抗的關(guān)系。 本文較全面地介紹了以蘋果為對象的生物電阻抗檢測系統(tǒng)的工作原理及硬軟件的設(shè)計。所作的研究工作主要分為兩大部分，一是主要完成了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的硬件設(shè)計。即對蘋果阻抗信號的采集、前置放大、中間濾波，使之進(jìn)入數(shù)字存儲示波器顯示、分析和處理，最后通過USB接口線傳送到計算機(jī)進(jìn)行存儲。具體設(shè)計內(nèi)容包括：激勵源的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)；檢測電路的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)，包括設(shè)計濾波電路和具有輸入阻抗

4、大、高增益、高共模抑制比的前置放大電路；還有電極與電源電路的設(shè)計。二是主要是根據(jù)生物阻抗原理即生物組織R-C三元件模型、Cole-Cole理論和頻散理論，對以蘋果為對象的生物體進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究，并計算其阻抗模值，實(shí)驗(yàn)結(jié)果反映了蘋果組織在不同頻率激勵下其電阻抗信息的不同，結(jié)論是隨著頻率的增加其阻抗模值在逐漸減小。我們叉以紅富士和水晶為例，分別將其放置2天、10天、1個月后檢測其阻抗值，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是隨著放置時間的變長其阻抗模值越大，從而可