厉害手持光谱仪可测苹果成熟度调节器

手持式光谱仪是一种基于XRF（X Ray Fluorescence,X射线荧光）光谱分析技术的光谱分析仪器，主要由X光管、探测器、CPU以及存储器组成，由于其便携具有高效、便携、准确等特点，使其在合金、矿石、环境、消费品等领域有着重要的应用。

一种仅重48克的手持光谱仪，可以评估不同品种苹果成熟度。它可以通过与相匹配的智能手机无线连接收集、存储和分析仪器数据。相关成果9月8日发表于《科学报告》。

光学光谱系统通过物体与光的交互分析其性质，包括评估食品质量、环境传感和药物测试。然而，大多数工业或实验室用光谱仪都昂贵笨重，且需要相伴的计算机设备收集数据。此前的研究者曾开发过便携式智能手机光谱仪，但其提供的数据一直不够稳定可靠。

美国麻省理工学院anshumandas及同事开发了一种88毫米×37毫米×22毫米的光谱仪样机，且有专门的智能手机应用交互界面。作者使用这一设备在11天的成熟过程中测量了苹果外皮中叶绿素的紫外荧光，以评估3个不同品种苹果（金冠、帝国和旭苹果）的成熟度。他们的结果与破坏性的品质检测结果相符。

研究者认为，非破坏性的光学检测，比如他们的设备所采用的检测方式，能帮助农民决定最佳收获时间。他们还认为这种设备能被改造为适合消费者检测水果成熟度的装置。手持式光谱仪要求具有高的分辨率和信噪比、更好的强度准确性和波长准确性以及强的抗外界干扰性和优良的仪器稳定性，在仪器的软件上，要求能够进行导数、去卷积等复杂的数学计算，能够计算光谱间相似度、模式识别分析、支持多元校正分析和用户自建谱库并进行检索。

它的原理也很简单，手持式光谱仪是一种基于XRF光谱分析技术的光谱分析仪器，当能量高于原子内层电子结合能的高能X射线与原子发生碰撞时，驱逐一个内层电子从而出现一个空穴，使整个原子体系处于不稳定的状态，当较外层的电子跃迁到空穴时，产生一次光电子，击出的光子可能再次被吸收而逐出较外层的另一个次级光电子，发生俄歇效应，亦称次级光电效应或无辐射效应。所逐出的次级光电子称为俄歇电子。当较外层的电子跃入内层空穴所释放的能量不被原子内吸收，而是以光子形式放出，便产生X 射线荧光，其能量等于两能级之间的能量差。因此，射线荧光的能量或波长是特征性的，与元素有一一对应的关系。由Moseley定律可知，只要测出荧光X射线的波长，就可以知道元素的种类，这就是荧光X射线定性分析的基础。此外，荧光X射线的强度与相应元素的含量有一定的关系，据此，可以进行元素定量分析。X射线探测器将样品元素的X射线的特征谱线的光信号转换成易于测量的电信号来得到待测元素的特征信息。

手持式光谱仪按照应用大致可分为：合金分析仪、矿石分析仪、土壤/环境分析仪、RoHS分析仪等。一般可分析仪的元素范围是：Na——U。应用也非常的广泛，涉及：电力、石化、考古、金属加工、压力容器、废旧物资回收、航空航天、地质勘探、矿山测绘、开采、矿石分选、矿产贸易、金属冶炼、环境监测、土壤监测、玩具、服装、鞋帽、电子产品等众多领域。

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