Um den Zusammenhang zwischen der Veränderung des Kohlendioxid (CO₂)-Gehalts während des Atemprozesses von Samen und der Vitalität der Samen zu untersuchen, wurde ein CO₂-akustisches Detektionssystem basierend auf dem differentiellen Helmholtz-Akustikbecken entwickelt und die Leistung des Systems durch Messung der CO₂-Produktionsrate von Samen des Nangjing-Reises mit unterschiedlicher Vitalität bewertet. Es wurde ein Signalverarbeitungsmodul basierend auf einer vor-Ort programmierbaren Logikgatter-Matrixplatine (FPGA) entwickelt, das eine präzise Steuerung des Laserantriebsstroms und die Demodulation des akustischen Signals ermöglichte, durch Optimierung von Systemparametern wie Modulationsfrequenz, Lasermodulationstiefe, Arbeitsdruck usw., erreichte das System eine minimale Nachweisgrenze von 0,6 ppm für eine Integrationszeit von 1089 Sekunden gemäß der Norm GB/T 3543.1. Es wurden 30 Gramm Samen des Nangjing-Reises für ein Keimungsexperiment ausgewählt, und eine lineare Regression mit der in dem akustischen Experiment gemessenen CO₂-Konzentration durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten, dass die Atemrate des Nangjing-Reissamens proportional zur Samenvitalität ist, mit einer Korrelation von 0,979, was eine Referenz für die Bestimmung des Vitalitätsniveaus von Reissamen mit Hilfe der akustisch-optischen Spektroskopietechnologie lieferte.

Akustisch-optische Technologie; Samenvitalitätsdetektion; Helmholtz-Akustikbecken; Kohlendioxid