我国水果产量居世界第一,由于受到检测技术,商品化处理能力,评判标准等方面的限制,我国鲜食果品的出口量极少,且难以进入国际高端市场,这极大地影响了我国果品在国际贸易中的竞争力和创汇能力。近红外光谱技术无损检测水果,可实现果品在线自动分级,提升我国果品的商品化处理能力,提高果品在国际贸易中的竞争力,该技术以即时、无损、方便、准确率高等特点成为20世纪90年代以来发展最迅速的检测技术之一,已广泛应用于食品、医学、农业等领域；我国在这方面的起步较晚,但成果突出,目前我们利用近红外技术在果品品质检测及其分级方面做了大量的研究。本研究主要是对梨的可溶性固形物(SSC)在线无损检测中一些关键基础问题进行研究,试验过程中所有水果样本均为皇冠梨,综合利用可见／近红外光谱技术、光纤传感技术以及化学计量学方法展开梨的可溶性固形物在线检测研究。搭建完成一套在线检测系统,提出并研究了在线检测系统稳定性的评价指标；对自动和手动参比光谱采集模式进行了对比研究；采用不同的特征波长选择方法和建模方法并结合不同的光谱预处理方法建立了梨的可溶性固形物在线检测模型；对不同厚度和不同玻璃纤维含量的参比的光学特性进行了研究。本文的主要研究内容和研究结论如下：(1)在线检测系统稳定性评价研究。系统搭建完成以后,如何评价系统是否满足实验要求?本研究提出了信噪比(signal to noise ratio, SNR)和光谱面积变化率(Area change rate, ACR)来评价可见/近红外光谱检测系统的稳定性。光谱检测系统分别在不同的光源条件下(在聚光灯桶中装有一片透镜,LS1,和聚光灯桶中装有两片透镜,LS2)采集标准参比光谱,对两种条件下的标准参比光谱进行信噪比和光谱面积变化率分析,在LS1条件下得到更高的信噪比和更小的光谱面积变化率,并且通过传统的方法进行了验证。所以用信噪比和光谱面积变化率来评价光谱检测系统的稳定性是可行的,并且可以作为一种在水果样本进行在线光谱采集和理化试验之前评价该系统能否满足实验要求的评价指标。(2)参比光谱采集模式对比研究。研究了手动放置参比和自动放置参比两种模式对模型精度的影响,研究结果表明自动参比采集模式确实能在一定程度上提高模型的精度；并且在对于是否应该根据实验环境的变化及时在实验过程中进行多次参比光谱采集进行了研究,证实了在试验过程中进行多次参比光谱采集也是非常必要的。在只进行一次参比采集条件下,手动放置和自动放置参比两种模式下的预测集建模结果分别为预测相关系数(rpre)为0.8912,预测均方根误差(Root mean square error prediction, RMSEP)为0.379°Brix,和rpre=0.8987,RMSEP=0.359°Brix;在采集多次参比条件下(每隔20个水果采集一次参比),手动放置和自动放置参比两种模式下的预测集建模结果为rpre=0.8948, RMSEP=0.370°Brix,和rpre=0.9097, RMSEP=0.342°Brix。自动采集参比模式建模结果均优于手动采集采集参比模式,所以自动在线采集参比模式不仅能够提高整个光谱在线采集系统的自动化程度,还可以提高模型精度,对推广自动参比采集方式在在线检测系统上的应用具有重要的意义。(3)基于特征变量选择的模型优化研究。为了研究选择最优变量在在线检测模型上的应用,基于竞争性自适应加权算法(Competitive adaptive reweighted sampling, CARS)的特征波长选择方法得到了应用。五种不同的建模方法：竞争性自适应加权算法偏最小二乘回归建模(CARS-PLSR),逐步多元线性回归(Stepwise multi linear regression, SMLR),竞争性自适应加权算法多元线性回归(CARS-MLR),竞争性自适应加权算法逐步多元线性回归(CARS-SMLR)和全光谱偏最小二乘回归建模(Full-PLSR)进行了比较研究。CARS算法能有效的选择特征波长,CARS-PLSR, CARS-MLR,和CARS-SMLR建模方法都能在较少的特征波长条件下得到很好的预测结果。在一个有效的特征波长选择方法下,CARS-SMLR选择了只占全光谱的2.03%的10个特征波长组合来建模,并且预测模型的预测相关系数rpre=0.812和预测均方根误差RMSEP=0.451°Brix,适合梨的可溶性固形物在线检测。特征波长选择方法能够提高模型的精度并且在很大程度上简化在线检测模型。(4)参比光学特性研究。参比光谱对于样品吸收光谱具有决定性的作用,如何保证参比光谱的稳定性对于研究样品吸收光谱,以及后续的光谱处理以及在线检测模型的建立都具有非常重要的作用,保证参比光谱稳定性也是保证整个在线检测系统稳定性的前提。该研究以Teflon作为主要的参比材料,在研究中我们设计选择了厚度分别为1cm,2cm,3cm,玻璃纤维含量分别为10%,15%,20%,25%的Teflon板,研究比较在不同厚度条件下和含不同比例的玻璃纤维板在不同的温度条件下透射光谱的变化规律,得到了在100w卤钨灯光源条件下,1cm厚,玻璃纤维含量为15%的Teflon板是块状参比最优解决方案。