一、食品與農產品品質檢測中常用的力學特性力學檢測研究的是物料的力學特性檢測，它包括質量、應力、硬度、振動以及衝擊作用下的各種響應等，每個項目包括的內容都很豐富。
利用食品與農產品的力學特性進行品質的檢測是無損檢測最為常用的方法之一，在生產過程中許多力學特性需要及時的檢測，以便及時控製其生產過程。例如，泊鬆比可以衡量麵包等膨鬆食品的膨鬆程度；在麵包生產中，麵團的流變特性(彈性、延遲彈性、壓力鬆弛等)直接影響到麵包的質量；在乳製品生產中，乳製品的表觀黏度具有重要意義，如在濃縮過程中，可以用表觀黏度的變化確定其濃縮點，在煉乳生產中，更需要精確地控製其黏度，因為表觀黏度過大會導致變稠，過低則可能出現脂肪分離與糖沉澱。因此，在生產過程中及時快速地檢測各種力學特性變化，對提高產品的質量和生產水平起到至關重要的作用。
農產品的力學特性是其成熟狀態和品質的一個重要指標。果蔬生長和存儲過程中，細胞間的結合力變小，表現在力學特性上主要是堅實度和硬度的變化。
（1）堅實度檢測堅實度是反映細胞間結合力變化的物理指標。目前堅實度檢查的常用方法是M-T戳穿試驗方法(Magness-Taylor puncturetest)。該方法是用一定直徑的鋼製壓頭，按一定的壓縮速度對果蔬進行壓縮試驗，同時測量壓縮力，壓縮力的最大值稱為其堅實度。M-T戳穿試驗簡單易行，但M-T戳穿試驗是損傷性的，不可能逐個檢驗，故大樣本的試驗無法實現。另外，果蔬不同位置的M-T試驗的結果有較大的差異。
（2）硬度檢測硬度是表示物體軟硬程度的量。它主要取決於物體本身的彈性模量、屈服強度、塑性、脆性以至內部分子結構、結晶狀態及原子間的鍵結合力等因素。硬度的檢測方法可以分成靜負荷和動負荷兩種。
振動是物體在某一個位置作往複運動的物理現象。物體的振動可用振幅、振動速度、振動加速度、振動頻率等振動參數來表征。振動檢測往往把振動的機械能轉換成電量來檢測。
食品與農產品種類繁多，組成複雜，對於不同狀態的食品與農產品進行品質檢測時，常用的力學特性主要有下麵的內容：
（1）固體物料的力學特性主要包含質量（重量）、密度、應力-應變規律、衝擊、振動、屈服強度、硬度、蠕變、鬆弛、流變模型等；
（2）散粒體的力學特性包含摩擦、黏附、變形、流動、離析等；
（3）液體物料的力學特性主要包含流體力學特性、流變特性、黏性、黏彈性等。
二、力學特性的檢測技術
果蔬堅實度、硬度與成熟度的關係極大，下麵著重介紹它們的無損檢測方法。
隨著果蔬的生長期和貯藏時間的不同，果蔬的堅實度也在不斷地變化，堅實度的變化可以客觀地反映出果蔬內部品質的變化。堅實度的檢測主要應用在以下三方麵：
（1）對生長中果蔬的成熟度進行監測和分析，決定合適的收獲期；
（2）對收獲的果蔬按其成熟度分級，以便存儲；
（3）果蔬內部品質的檢測，保鮮、存儲期的確定。
在果蔬堅實度無損檢測中，果蔬組織的彈性模量是一個重要的基本參數。由於果蔬組織材料的複雜性，模量測量結果受其形狀、大小、密度等因素影響。另外測量傳感器和施加力的位置和方向也會影響其測量結果。在較早的研究中，一般將果蔬視為各向同性的線性材料，在20世紀70年代，就有人注意到果蔬切割的方法、位置及方向會影響對其物理參數的估計，並對蘋果的材料性能做了詳細的研究，證實了果蔬組織的時變特性和各向異性。
（一）利用振動頻率檢測果蔬堅實度的方法
利用果蔬振動的固有頻率檢測其堅實度為眾多學者所關注。雖然他們的測量方法和技術不完全相同，但其原理是一致的。
Armstrong等用衝擊振動產生的噪聲和振動信號分別研究了蘋果和桃子的堅實度。將測得的彈性模量與試樣壓縮試驗得到的彈性模量和M-T堅實度試驗結果進行了對比。結果表明，前兩種方法得到的彈性模量相關性較好，相關係數均在0.75以上，但與M-T試驗結果相關性較差，相關係數僅為0.27。Shmulevich等用壓電薄膜作為傳感器研究了蘋果的固有頻率與堅實度的關係，目的是要開發一種能滿足果蔬在線分級要求(達到5~10個/s)的技術，他們指出，期望無損檢測的堅實度與M-T試驗結果有良好相關是不現實的，因為M-T測量的是果蔬組織材料壓縮和剪切共同引起的破壞強度。因此，M-T試驗結果受壓縮和剪切彈性模量的共同影響，而振動固有頻率無損檢測的堅實度僅與壓縮彈性模量有關。
Van Woensel等對存儲蘋果定期進行0~600Hz寬帶隨機激勵，對用壓電晶體傳感器和加速度傳感器所測量的信號進行頻譜分析，其結果表明在存儲期內堅實度指數有明顯變化。
對西瓜的堅實度研究也取得了較好的結果，西瓜的固有頻率隨成熟度的增加而降低，堅實度指數與含糖量也存在明顯的相關關係。
果蔬堅實度的研究對果蔬按成熟度分級，果蔬存儲過程的檢測有很大的實用價值。但目前的研究成果距實用仍有較大差距，有些基本理論的問題尚不清楚。從發展趨勢來看，無損檢驗方法將會替代M-T等損傷檢驗方法
（二）利用衝擊力檢測果蔬堅實度的方法
利用衝擊力檢測果蔬堅實度的力學原理是彈性球體對剛性平麵的跌落衝擊問題。衝擊力與彈性球(即果蔬)的質量、幾何尺寸、材料彈性模量等參數有關。通過測得的衝擊力估計或計算出材料的彈性模量，並與堅實度聯係起來是研究的核心。有些科技工作者提出了一種非線性的球體與平板衝擊的力學模型，並通過最小二乘法擬合出球體的剛度。利用這一原理開發了一種可記錄梨、桃等果蔬受力與變形的試驗裝置。這種方法需要抓取果蔬，並在果蔬表麵安裝傳感器，所以用於自動在線分級比較困難。Bluberry等設計了測量果蔬跌落在剛性平板的衝擊力的裝置，可利用衝擊力的特征預測果蔬的堅實度。通過對衝擊力信號進行傅裏葉變換，發現未成熟的堅硬果蔬衝擊力響應中含高頻成分較多。Delwiche研究了桃子彈性模量與衝擊力時域和頻域特征量的相關性。Nahir和Stephenson研究了番茄的衝擊力時域特征，並用於番茄堅實度分級。他們開發了一種傳送帶，將番茄從7cm高度落在力傳感器上，根據衝擊力估計番茄的堅實度，可將番茄分成3個等級。Delwider利用鐵摩辛柯彈性理論建立了彈性球與平麵衝擊的位移與力的數學模型，並將數值模擬結果與實際測量結果進行了比較。研究表明，衝擊速度對結果的影響很大，因此在果蔬自動分級時要求將衝擊速度控製為一常數。