[發明專利]西瓜密度在線檢測方法與裝置

有效

• 申請號: 201310241401.1
• 申請日: 2013-06-17
• 公開（公告）號: CN103308423A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 徐惠榮;陳華瑞;鮑軍其;應義斌
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N9/24
• 分類號: G01N9/24;G01N9/36;G01N35/04
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 周烽

技術領域

本發明涉及一種利用亥姆霍茲共振在線檢測西瓜密度的方法和裝置。

背景技術

西瓜既解渴爽口，又營養豐富，深受人民的喜愛。隨著現代人們的生活水平的提高，消費市場對西瓜的需求也發生了變化，不僅要求有好的風味品質，而且在品種的商品性等方面都提出了很高要求。目前對西瓜的無損檢測方法，應用最多的是敲擊聲學特性和振動特性，主要原因是技術和設備上的要求比較簡單，價格低廉。但是，這種方法存在著一定的局限性，尤其在檢測過程中難以避免環境中的噪聲干擾，此外，西瓜果形不規則，大小不一，結構明顯不均勻，單點測試無法獲得所有的內部信息，難以達到預測要求。對于用密度法進行西瓜品質無損檢測，主要問題在于沒有價格低廉、可靠、準確快速的體積干測方法，如果采用排水法測定西瓜體積，則西瓜的保鮮時間將大大下降，而且也不適用于在線檢測和分級。雖然也有一些學者在致力于研究用于體積檢測的設備，但是離實際應用還有一定的距離。因而開發出一種新型快速無損的西瓜體積實時檢測方法，結合電子稱重對西瓜質量的精確測量從而得出西瓜密度信息，可以為西瓜品質檢測、分級提供有利手段。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種西瓜密度在線檢測方法與裝置。本發明將亥姆霍茲共振技術應用于西瓜體積的實時快速檢測，并通過測量西瓜的質量得出西瓜的密度，從而為西瓜品質實時檢測分級提供的理論依據及技術手段。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種西瓜密度在線檢測方法，其特征在于，該方法具體為：將西瓜放入共振腔體后，將一定頻率的調頻波輸入共振腔體，引起共振腔體內部空氣振動產生共振，再將共振信號經快速傅里葉變換提取出共振頻率，通過下式得到西瓜的體積：

；

式中，V是被測物西瓜的體積，W是共振腔體的容積，f₀是空共振腔體的共振頻率，f_p是西瓜放入共振腔體后的共振頻率，b是校正系數；最后由西瓜質量除以西瓜體積得到西瓜的密度。

一種西瓜密度在線檢測裝置，它包括檢測系統、輸送系統和控制系統；其中，所述檢測系統主要由共振腔體、共振腔底蓋、安裝架、可調支座、信號發生器、放大器、揚聲器、揚聲器支座、傳聲器、數據采集卡、重力傳感器、托板和氣缸組成；所述共振腔體固定在安裝架上，傳聲器固定在共振腔體的細頸上并高度可調，揚聲器通過揚聲器支座安裝在共振腔體的細頸正上方，揚聲器支座通過定位螺釘實現高度上下調節，重力傳感器與氣缸上的活塞固定連接，托板固定在重力傳感器上，信號發生器、放大器和揚聲器依次相連，傳聲器與數據采集卡相連；所述輸送系統主要由倍速鏈、導軌、機架、電機、動力鏈、鏈輪、側板、輸送托、第一阻擋器?、第二阻擋器?組成；所述倍速鏈安裝在導軌上，導軌固定在機架上，由電機通過動力鏈和鏈輪驅動；電機安裝在機架的側板上，第一阻擋器安裝在機架上，位于兩條倍速鏈的中間，上升狀態阻擋置于倍速鏈上的輸送托前行，下降狀態時輸送托可通過；所述控制系統由PLC、控制臺、第一接近開關、第二接近開關?、第三接近開關?、工控機、變頻器、氣動控制閥組成；第一接近開關安裝在安裝架上，檢測共振腔底蓋是否合上；第二接近開關?安裝在檢測工位右側，檢測輸送托是否離開檢測工位；第三接近開關?安裝在檢測工位左側，檢測輸送托是否進入檢測工位；變頻器、PLC和開關電源安裝在控制柜內，變頻器與電機相連，控制電機的轉速；第一接近開關、第二接近開關?、第三接近開關?、第一阻擋器?、第二阻擋器?、變頻器和氣動控制閥均與PLC相連，氣動控制閥安裝在安裝架上，工控機與數據采集卡相連。