由柴浦拉理工学院 脉冲激光被透镜聚焦在靠近水果表面的一点上
激光诱导的等离子体产生冲击波，激发芒果表面的瑞利波，然后用激光多普勒测振仪进行测量
信用:世邦魏理仕理工学院 在农业中，有许多机械方法通过水果的硬度来间接测量水果的成熟度
然而，大多数人都不喜欢软水果，因为软水果不像硬水果那样具有可测量的振动类型
现在，来自日本Shibaura理工学院的科学家们开发出了一种利用激光诱导等离子冲击波测量水果硬度的创新方法
他们的非接触式、非破坏性方法适用于芒果，也应该适用于其他软水果
从事农业的人的任务是确保及时收获，以便在水果出售时达到最佳成熟度，既要尽量减少浪费的水果数量，又要最大限度地提高最终产品的质量
为此，已经开发了许多评估水果成熟度的技术，每种技术都有各自的优点和缺点，取决于产品的类型
虽然生物化学和光学方法存在，但机械技术是最广泛使用的
他们根据水果的硬度间接评估成熟度
反过来，通过观察当机械能通过锤、摆锤或扬声器等装置准确传递时水果上发生的振动来量化硬度
不幸的是，这些方法不适合较软的水果，因为它们更容易被所用的接触装置损坏
在最近发表在《食品》杂志上的一项研究中，一组来自日本柴火技术研究所的科学家通过一种创新的方法来解决这个问题，该方法使用激光诱导等离子体来测量软水果的硬度
这项工作是之前一项研究的后续，在这项研究中，LIP被用来量化较硬水果的硬度
但是LIP是什么，是如何使用的呢？等离子体是一种类似于气态的物质状态，但大多数粒子都带有电荷
这种高能态可以在正常空气中通过将高强度激光束聚焦到小体积上来产生
因为产生的等离子体“气泡”不稳定，它会立即膨胀，以超声波速度发出冲击波
日本科技大学的直树教授和他的同事已经成功地利用苹果表面附近产生的LIP冲击波来激发一种叫做0S2模式的振动，俗称“足球模式振动”，因为由此产生的变形在球体上看起来是什么样的
然后，他们验证了0S2模式振动的频率与水果的硬度相关
然而，软水果不表现出0S2模式的振动，因此该小组必须分析另一种类型的振动:瑞利波
这些波只出现在物体表面，不会深入内部
使用肯特芒果，一种用于产生LIP的装置，以及商业上可获得的基于激光的振动计，科学家们验证了瑞利波传播的速度与芒果的硬度直接相关
因为传播速度随着储存时间显著降低，所以它提供了一种间接评估成熟度的可靠方法
该小组走得更远，在芒果表面寻找最佳位置，以确定瑞利波的速度
芒果和其他柔软的水果一样，里面有很大的种子，这会改变表面波的传播方式，不利于测量
“我们的实验结果表明，沿芒果‘赤道’的瑞利波比沿‘本初子午线’的瑞利波更适合硬度评估，”Hosoya解释说
实验还显示，水果果肉内的空洞或腐烂会极大地影响测量结果
因此，正如Hosoya补充的那样，他们将继续研究使用他们的新方法测量芒果硬度的最佳区域
简而言之，SIT的团队设计了一个创新策略来评估外部软果的成熟度
“我们的系统，”Hosoya评论道，“适用于芒果和其他潜在的软水果的非接触和非破坏性硬度评估，这些水果不表现出通常的0S2模式振动
“对这种坚固性评估方法的进一步改进有望使它们更可靠，更便于农业部门使用
如果运气好的话，它们的广泛采用将确保水果只有在时机成熟时才会送到你的盘子里
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