[發明專利]西瓜成熟度無損檢測儀及檢測方法

無效

• 申請號: 201110216547.1
• 申請日: 2011-07-29
• 公開（公告）號: CN102411015A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 宋文龍;張瑜;王琢;閔昆龍
• 申請（專利權）人: 東北林業大學
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張宏威

技術領域

本發明涉及一種西瓜成熟度檢測儀及檢測方法。

背景技術

西瓜是我國重要的經濟作物之一，在市場對品質要求越來越高的情況下，西瓜的分級、貯藏、運輸和銷售過程中也需要準確且無損的判斷其成熟度。但目前西瓜無損成熟度的鑒定仍然采用傳統的算、看、聽、測等方法，這些方法都難以對西瓜成熟度做出精確判斷，且依賴于個人經驗，在大規模檢測中費工費時，很難適應當今西瓜生產和銷售的需要。因此，準確、快速、簡便的西瓜成熟度無損檢測技術具有重大理論和實踐意義。

發明內容

本發明是為了解決現有無損檢測西瓜成熟度的方法準確度低的問題，從而提供一種西瓜成熟度無損檢測儀及檢測方法。

西瓜成熟度無損檢測儀，它包括托盤、重量傳感器、MEMS加速度傳感器、A/D轉換器和處理器，托盤為待測西瓜的放置區，重量傳感器用于檢測待測西瓜的重量，MEMS加速度傳感器用于檢測待測西瓜的振動量，MEMS加速度傳感器的模擬量信號輸出端與A/D轉換器的模擬量信號輸入端連接，A/D轉換器的數字量信號輸出端與處理器的數字信號輸入端連接。

基于上述裝置的西瓜成熟度無損檢測方法，它由以下步驟實現：

步驟一、將待測西瓜放置于托盤上，采用重量傳感器檢測托盤受到的壓力，獲得待測西瓜的重量m；

步驟二、敲擊待測西瓜表面，采用MEMS加速度傳感器檢測待測西瓜的振動量，并將所述振動量進行A/D轉換；

步驟三、采用處理器對步驟二獲得的經A/D轉換之后的振動量進行快速傅里葉變換，獲得待測西瓜的振動頻率f；

步驟四、采用處理器對步驟一獲得的待測西瓜的重量m和步驟三獲得的振動頻率f通過公式：

E∞f²m^2/3

獲得待測西瓜的彈性模量E，所述彈性模量E即為待測西瓜的成熟度，實現待測西瓜的成熟度檢測。

采用顯示器顯示待測西瓜的成熟度檢測結果。

有益效果：本發明無需破壞西瓜物理結構，即可檢測出西瓜的成熟度，檢測準確度高。

附圖說明

圖1是本發明中西瓜檢測儀的結構示意圖。

具體實施方式

具體實施方式一、結合圖1說明本具體實施方式，西瓜成熟度無損檢測儀，它包括托盤1、重量傳感器2、MEMS加速度傳感器3、A/D轉換器4和處理器5，托盤1為待測西瓜的放置區，重量傳感器2用于檢測待測西瓜的重量，MEMS加速度傳感器3用于檢測待測西瓜的振動量，MEMS加速度傳感器3的模擬量信號輸出端與A/D轉換器4的模擬量信號輸入端連接，A/D轉換器4的數字量信號輸出端與處理器5的數字信號輸入端連接。

原理：西瓜模型可以假設為以下2種情況，對于不成熟瓜的極限情況(白瓤瓜)，可簡單地看成是一個理想的實心球；而成熟的西瓜，當其受到沖擊振動時，則可看作是一個由彈性元件和阻尼元件組成的系統，即把瓜瓤當作阻尼，把整個西瓜看作是一個內部為阻尼的彈性體。按照彈性體振動理論：由沖擊造成的振動響應的頻率是彈性體的固有頻率。球體的固有頻率與其材料的密度、幾何尺寸和彈性模量等因素有關。其關系可由球體振動的微分方程解出。

由此方程可得到西瓜彈性模量E與固有頻率f的關系為：

E∞f²m^2/3

所以，對于質量m的西瓜，通過檢測它的固有頻率f，利用上式，即可獲得彈性模量E，并顯示彈性模量E的值，由于彈性模量E的值越小，西瓜的成熟度越高，從而實現西瓜成熟度的無損檢測。

它還包括彈性檢測帶，彈性檢測帶的兩端固定在托盤1的邊緣，MEMS加速度傳感器3固定在彈性檢測帶上，在檢測中，將彈性檢測帶套在待測西瓜上，采用固定在彈性檢測帶上的MEMS加速度傳感器3對待測西瓜的振動量進行測量。

具體實施方式二、本具體實施方式與具體實施方式一所述的西瓜成熟度無損檢測儀的區別在于，它還包括顯示器6，顯示器6的顯示信號輸入端與處理器5的顯示信號輸出端連接。

本實施方式中，采用顯示器6對顯示檢測過程中的振動頻率、西瓜質量和振動波形，并將西瓜成熟度結果進行顯示。

具體實施方式三、本具體實施方式與具體實施方式二所述的西瓜成熟度無損檢測儀的區別在于，顯示器6為液晶顯示器。

具體實施方式四、本具體實施方式與具體實施方式一、二或三所述的西瓜成熟度無損檢測儀的區別在于，它還包括鍵盤7，鍵盤7的鍵盤信號輸出端與處理器5的鍵盤信號輸入端連接。