本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)一種便攜式水果內(nèi)部質(zhì)量無(wú)損檢測(cè)裝置及方法，具有一箱體結(jié)構(gòu)，箱體結(jié)構(gòu)內(nèi)腔中容納有凸環(huán)形燈罩、水果支撐臺(tái)、風(fēng)扇、準(zhǔn)直透鏡、隔板、光纖和觸摸屏平板電腦；凸環(huán)形燈罩位于箱體內(nèi)最上部，凸環(huán)形燈罩正下方是水果支撐臺(tái)，水果支撐臺(tái)上部上表面為錐形結(jié)構(gòu)，錐形結(jié)構(gòu)正上方支撐被檢測(cè)水果；水果支撐臺(tái)的內(nèi)部設(shè)有位于被檢測(cè)水果正下方的準(zhǔn)直透鏡，準(zhǔn)直透鏡經(jīng)光纖連接光纖光譜儀，光纖光譜儀連接觸摸屏平板電腦；箱體內(nèi)下部設(shè)有A/D采集卡、電磁繼電器、光纖光譜儀鹵素?zé)綦娮幼儔浩骱惋L(fēng)扇變壓器，隔板上設(shè)有測(cè)量箱體內(nèi)溫度的溫度傳感器，箱體底部設(shè)有測(cè)量環(huán)境溫度的溫度傳感器；以透射方式采集光譜，可適用于不同溫度環(huán)境下的檢測(cè)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及利用可見(jiàn)/近紅外光譜快速無(wú)損檢測(cè)農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)部品質(zhì)信息技術(shù)，特指一種基于可見(jiàn)/近紅外光譜技術(shù)便攜式水果內(nèi)部質(zhì)量無(wú)損檢測(cè)的裝置及方法。
技術(shù)介紹
近紅外光譜已應(yīng)用于蘋(píng)果、梨、柑橘等水果內(nèi)部品質(zhì)信息的無(wú)損檢測(cè)中，但近紅外光譜檢測(cè)技術(shù)的實(shí)用化程度不高，主要原因是近紅外光譜技術(shù)抗干擾能力弱、檢測(cè)設(shè)備成本高。光照系統(tǒng)是近紅外光譜檢測(cè)裝置的重要部分，直接關(guān)系到光譜信號(hào)采集的可靠性。有的光照系統(tǒng)采用漫反射光纖檢測(cè)探頭，形狀呈Y型，作為采樣附件，能同時(shí)傳輸光源與接收光譜信號(hào)，但是這種漫反射光纖檢測(cè)探頭僅能對(duì)水果作單點(diǎn)采集，采集的信息只反映水果表層的局部信息，不能反映水果全部信息。中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)為CN101799401A公開(kāi)了一種水果內(nèi)部品質(zhì)檢測(cè)的手持式近紅外 探頭與探測(cè)方法，用4個(gè)水果特征波長(zhǎng)的LED光源與檢測(cè)光纖集合在一起檢測(cè)，雖然解決了檢測(cè)精度不足的問(wèn)題，但仍然不能提供均勻的光照和足夠的光譜信息。為解決此問(wèn)題，有的檢測(cè)裝置使用鹵素?zé)糇鳛楣庠矗@雖可提供足夠的光譜信息，但其也有缺陷；就是在封閉環(huán)境內(nèi)采用鹵素?zé)敉干洳杉庾V方式，鹵素?zé)艄β瘦^大，使裝置內(nèi)部的溫度升高，溫度升高會(huì)影響到近紅外光譜檢測(cè)精度，使裝置不能長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作。由于不同的檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境差別大，檢測(cè)樣本的溫度對(duì)近紅外模型的預(yù)測(cè)結(jié)果影響很大，因此，需要對(duì)近紅外模型作溫度修正。而現(xiàn)有技術(shù)都是在常溫下對(duì)水果內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，未考慮所處環(huán)境溫度(即檢測(cè)樣本的溫度)對(duì)其光譜檢測(cè)結(jié)果的影響，這就降低了檢測(cè)裝置在各種溫度環(huán)境下使用的適用性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
鑒于目前對(duì)水果內(nèi)部質(zhì)量無(wú)損檢測(cè)技術(shù)存在的不足，本專利技術(shù)提供一種基于可見(jiàn)/近紅外光譜技術(shù)的便攜式的水果內(nèi)部質(zhì)量檢測(cè)裝置及方法，通過(guò)裝置內(nèi)外溫度來(lái)控制散熱、光照的開(kāi)關(guān)，能防止裝置內(nèi)部溫度過(guò)高，并且能對(duì)檢測(cè)樣本的預(yù)測(cè)結(jié)果作溫度校正，快速而準(zhǔn)確地獲得水果內(nèi)部全部品質(zhì)信息。本專利技術(shù)的便攜式水果內(nèi)部質(zhì)量檢測(cè)裝置采用的技術(shù)方案是具有一箱體結(jié)構(gòu)，箱體結(jié)構(gòu)內(nèi)腔中容納有凸環(huán)形燈罩、水果支撐臺(tái)、風(fēng)扇、準(zhǔn)直透鏡、隔板、光纖和觸摸屏平板電腦；凸環(huán)形燈罩位于箱體內(nèi)的最上部，凸環(huán)形燈罩的正下方是水果支撐臺(tái)，水果支撐臺(tái)的上部上表面為錐形結(jié)構(gòu)，所述錐形結(jié)構(gòu)的正上方支撐被檢測(cè)水果；凸環(huán)形燈罩和所述錐形結(jié)構(gòu)之間是固定于箱體內(nèi)壁上且均勻放置在所述錐形結(jié)構(gòu)周圍的多個(gè)鹵素?zé)艄庠矗凰闻_(tái)的底部垂直固定連接隔板，隔板水平固定連接箱體內(nèi)壁；水果支撐臺(tái)的內(nèi)部設(shè)有位于被檢測(cè)水果正下方的準(zhǔn)直透鏡，準(zhǔn)直透鏡經(jīng)光纖連接光纖光譜儀，光纖光譜儀連接觸摸屏平板電腦；箱體內(nèi)的下部設(shè)有A/D采集卡、電磁繼電器、光纖光譜儀鹵素?zé)綦娮幼儔浩骱妥儔浩鳎舭迳显O(shè)有測(cè)量箱體內(nèi)溫度的第一溫度傳感器，箱體底部設(shè)有測(cè)量環(huán)境溫度的第二溫度傳感器；第一、第二溫度傳感器分別與A/D采集卡相連，A/D采集卡連接固定于箱體內(nèi)一個(gè)側(cè)壁上的觸摸屏平板電腦；多個(gè)鹵素?zé)艄庠淳B接鹵素?zé)綦娮幼儔浩鳎L(fēng)扇連接風(fēng)扇變壓器，鹵素?zé)綦娮幼儔浩骱妥儔浩鞣謩e經(jīng)電磁繼電器后連接外部220V AC電源，電磁繼電器連接A/D采集卡，觸摸屏平板電腦分別連接光纖光譜儀和A/D采集卡。本專利技術(shù)的便攜式水果內(nèi)部質(zhì)量檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法采用的技術(shù)方案是包括如下步驟1)鹵素?zé)艄庠赐ㄟ^(guò)鹵素?zé)綦娮幼儔浩鲗?20V交流電降壓穩(wěn)壓后，輸出穩(wěn)定的光照強(qiáng)度信息，光線匯聚并反射到被檢測(cè)水果的表面，部分光線進(jìn)入水果內(nèi)部組織從水果下方出射，成為透射光譜信號(hào)；2)透射光譜利用準(zhǔn)直透鏡匯聚后，由光纖傳至光纖光譜儀，光纖光譜儀將透射光譜信號(hào)數(shù)字化后傳到觸摸屏平板電腦；3)通過(guò)第一、第二溫度傳感器與A/D采集卡分別獲得箱體內(nèi)溫度與箱體外環(huán)境溫度，溫度信息經(jīng)過(guò)A/D采集卡轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)后傳給觸摸屏平板電腦，若二者溫度的差值大于5°C，控制風(fēng)扇開(kāi)啟，若箱體內(nèi)溫度高于二者溫度的差值10°C時(shí)，關(guān)閉鹵素?zé)艄庠础?本專利技術(shù)采用上述技術(shù)方案后具有以下優(yōu)點(diǎn) I、整個(gè)檢測(cè)部分以及顯示部分都內(nèi)置在一個(gè)箱體內(nèi)，在箱體上設(shè)有拉手，便于攜帶。裝置體積小、質(zhì)量輕，具有溫度檢測(cè)模塊，可適用于不同溫度環(huán)境下的檢測(cè)，采用光纖光譜儀使便攜裝置的成本大大減少。2、該便攜檢測(cè)裝置采用均勻的環(huán)形分布光照，可以均勻地照射到水果的表面，與內(nèi)部組織作用后，以透射方式采集光譜，透射光譜包含豐富的水果內(nèi)部光譜信息，克服了現(xiàn)有技術(shù)中漫反射檢測(cè)光纖探頭的采集方式的單點(diǎn)檢測(cè)、僅能獲取水果表層信息的不足。3、該便攜式檢測(cè)裝置的光照系統(tǒng)，將發(fā)散的光線反射到檢測(cè)水果的整個(gè)檢測(cè)面，充分利用了光源的光照；阻斷了高亮度的光線向外發(fā)散避免其影響以及損害操作者的眼睛；鹵素?zé)艄庠茨軌虬l(fā)出豐富的連續(xù)波段的光譜，可充分反映與水果內(nèi)部組織的作用。4、鹵素?zé)艄庠吹耐鈧?cè)有風(fēng)扇和通風(fēng)孔。鹵素?zé)魺舯梢詫?0%的熱量向后擴(kuò)散，以及燈杯帶有前罩蓋可阻礙光源熱量向前擴(kuò)散。裝置內(nèi)的溫度傳感器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)內(nèi)部的溫度，使風(fēng)扇有間隙地運(yùn)行，通過(guò)通風(fēng)孔將熱量排出，解決熱散問(wèn)題，防止裝置內(nèi)部溫度過(guò)聞。5、針對(duì)不同的檢測(cè)環(huán)境將會(huì)有較大的溫度差異，在裝置底部安裝溫度傳感器，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度，即檢測(cè)樣本的溫度，同時(shí)依據(jù)溫度的變化，對(duì)樣本的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的溫度修正，能適應(yīng)水果所在環(huán)境溫度的變化。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。圖I是本專利技術(shù)檢測(cè)裝置的外觀視 圖2是圖I所示檢測(cè)裝置的放大的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主視 圖3是圖2的左視 圖4是圖2和圖3所示檢測(cè)裝置的電路連接 圖5是本專利技術(shù)檢測(cè)裝置在檢測(cè)時(shí)依據(jù)溫度變化對(duì)近紅外光譜預(yù)測(cè)和控制的流程圖。圖中1、凸環(huán)形燈罩；2、鹵素?zé)艄庠矗?、環(huán)形軟墊圈；4、水果支撐臺(tái)；5、風(fēng)扇；6、準(zhǔn)直透鏡；7、隔板；8、A/D米集卡；9、第一溫度傳感器；10、電磁繼電器；11、光纖；12、光纖光譜儀；13、鹵素?zé)綦娮幼儔浩鳎?4、風(fēng)扇變壓器；15、第二溫度傳感器；16、光纖光譜儀數(shù)據(jù)線；17、A/D采集卡數(shù)據(jù)線；18、觸摸屏平板電腦；19、滑動(dòng)槽；20、通風(fēng)口 ；21、扣鎖；22、拉手。具體實(shí)施例方式參見(jiàn)附圖說(shuō)明圖1，本專利技術(shù)檢測(cè)裝置的外部是一箱體結(jié)構(gòu)，箱體結(jié)構(gòu)上方是箱蓋，箱蓋通過(guò)扣鎖21實(shí)現(xiàn)開(kāi)合，在箱蓋頂面上固定設(shè)置拉手22，便于攜帶；在箱體下方側(cè)壁上開(kāi)通風(fēng)口20，便于箱體內(nèi)部的通風(fēng)散熱。參見(jiàn)圖2和圖3，在箱體結(jié)構(gòu)內(nèi)腔中容納有凸環(huán)形燈罩I、水果支撐臺(tái)4、風(fēng)扇5、準(zhǔn)直透鏡6、隔板7、光纖11、觸摸屏平板電腦18等。 凸環(huán)形燈罩I位于箱體內(nèi)的最上部，凸環(huán)形燈罩I的內(nèi)壁光滑弧面，內(nèi)壁上涂有反光材料，能夠?qū)Ⅺu素?zé)艄庠?發(fā)散的光線進(jìn)行匯聚，并反射到檢測(cè)水果的表面；凸環(huán)形燈罩I的材質(zhì)為鋁，能減輕裝置的重量，同時(shí)還具備很好的散熱能力。凸環(huán)形燈罩I的最上部邊緣和最下部邊緣的截面均是圓形，最下部邊緣的直徑為30cm，最上部邊緣的直徑為15cm。在凸環(huán)形燈罩I的正下方是水果支撐臺(tái)4，水果支撐臺(tái)4用于支撐被檢測(cè)的水果和反射光線。水果支撐臺(tái)4的底部垂直固定安裝在隔板7上，隔板7水平固定在箱體內(nèi)壁上。水果支撐臺(tái)4上部上表面為錐形結(jié)構(gòu)，錐角為60°，即該錐形上表面與隔板7呈30°傾斜。在水果支撐臺(tái)4上部錐形結(jié)構(gòu)的正上方支撐被檢測(cè)水果，位于水果支撐臺(tái)4的錐形結(jié)構(gòu)部位安置不透光的環(huán)形軟墊圈3，使環(huán)形軟墊圈3與被檢測(cè)水果的表面緊密接觸，可消除水果漏光現(xiàn)象。水果支撐臺(tái)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種便攜式水果內(nèi)部質(zhì)量無(wú)損檢測(cè)裝置，具有一箱體結(jié)構(gòu)，其特征是：箱體結(jié)構(gòu)內(nèi)腔中容納有凸環(huán)形燈罩（1）、水果支撐臺(tái)（4）、風(fēng)扇（5）、準(zhǔn)直透鏡（6）、隔板（7）、光纖（11）和觸摸屏平板電腦（18）；凸環(huán)形燈罩（1）位于箱體內(nèi)的最上部，凸環(huán)形燈罩（1）的正下方是水果支撐臺(tái)（4），水果支撐臺(tái)（4）的上部上表面為錐形結(jié)構(gòu)，所述錐形結(jié)構(gòu)的正上方支撐被檢測(cè)水果；凸環(huán)形燈罩（1）和所述錐形結(jié)構(gòu)之間是固定于箱體內(nèi)壁上且均勻放置在所述錐形結(jié)構(gòu)周圍的多個(gè)鹵素?zé)艄庠矗?）；水果支撐臺(tái)（4）的底部垂直固定連接隔板（7），隔板（7）水平固定連接箱體內(nèi)壁；水果支撐臺(tái)（4）的內(nèi)部設(shè)有位于被檢測(cè)水果正下方的準(zhǔn)直透鏡（6），準(zhǔn)直透鏡（6）經(jīng)光纖（11）連接光纖光譜儀（12），光纖光譜儀（12）連接觸摸屏平板電腦（18）；箱體內(nèi)的下部設(shè)有A/D采集卡（8）、電磁繼電器（10）、光纖光譜儀（12）、鹵素?zé)綦娮幼儔浩鳎?3）和變壓器（14），隔板（7）上設(shè)有測(cè)量箱體內(nèi)溫度的第一溫度傳感器（9），箱體底部設(shè)有測(cè)量環(huán)境溫度的第二溫度傳感器（15）；第一、第二溫度傳感器（9、15）分別與A/D采集卡（8）相連，A/D采集卡（8）連接固定于箱體內(nèi)一個(gè)側(cè)壁上的觸摸屏平板電腦（18）；多個(gè)鹵素?zé)艄庠矗?）均連接鹵素?zé)綦娮幼儔浩鳎?3），風(fēng)扇（5）連接風(fēng)扇變壓器（14），鹵素?zé)綦娮幼儔浩鳎?3）和變壓器（14）分別經(jīng)電磁繼電器（10）后連接外部220V？AC電源，電磁繼電器（10）連接A/D采集卡（8），觸摸屏平板電腦（18）分別連接光纖光譜儀（12）和A/D采集卡（8）。...
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：蔡健榮，袁雷明，孫力，趙杰文，陳全勝，林顥，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：江蘇大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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