肉类水分是影响肉类质量的重要因素,也是肉类储存、收购、加工、运输环节中必须检测的重要指标。对于猪肉的注水行为将会使得水分含量过高,进而引起细菌、霉菌的繁殖加剧,导致肉类腐败变质。在我国,每年由于肉类水分含量过高造成数百亿吨肉类在储存或运输中霉烂变质。注水肉检测技术手段的不完善、不精确,肉类生物体等效阻抗单变量模型理论局限性,后续信息处理及补偿方法的开发与应用欠缺,限制了注水肉的快速、准确识别。传统注水肉检测判定方法普遍存在水分测量时间较长,少量注水无法检测,阻抗测量精度较低等问题。本文在上述问题的基础上主要展开如下几个方面的工作:简要介绍注水肉及其检测方法和特点,分析国内外注水肉检测方法的研究现状,探讨基于生物电阻抗谱的注水肉检测方法的研究价值。本文以生物组织电特性理论为基础分析研究阻抗谱特性曲线,提取能够表征注水肉的特征参数即细胞内、外液等效电阻作为判定依据。阻抗数据的采集通常分为单频法和扫频法,单频法只能测量单一频率点的阻抗,扫频法则依据分时测量的原理使得阻抗谱测量过程耗时过长,因此本文在Multisine激励信号源MATLAB仿真的基础上提出一种整周期同步采样的BIS测量方案,实现阻抗谱多频同步测量(Multifrequency Synchronizaiton measurement,MFS)。多频同步测量的时域波形在一个周期中包含不同频率的谐波,相对于扫频法,测量时间可以减小到几十毫秒。依据所提出的设计方案,通过选择合适的器件完成激励信号源,电压控制电流源(Voltage control current source,VCCS),电阻抗信号采集,双通道模数转换,基于Nios Ⅱ控制的双通道数据缓存与读取等模块的软硬件设计。为提高阻抗测量的精度,设计 FIR数字滤波器消除生物电阻抗谱测量系统阻抗数据采集过程中的高频干扰分量。构建Cole-Cole方程,将非线性数据的拟合转化线性数据拟合以简化阻抗融合预估算法。依据最小二乘原理拟合Cole圆弧,完成生物组织Cole阻抗模型参数的辨识,提取样本阻抗谱特征参数并实现注水肉的准确识别。为验证基于MFS技术的阻抗谱测量系统的性能,利用RC阻抗模型对系统进行测试。以猪肉为实验样本验证本文提出的基于生物电阻抗谱的注水肉检测方法的有效性和实用性。实验证明采用本文方法研制的生物电阻抗谱测量系统能够对注水肉实现快速、准确地判断。