[實用新型]一種手握式西瓜測熟儀

有效

• 申請號: 201420350218.5
• 申請日: 2014-06-27
• 公開（公告）號: CN203929790U
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: 石雅媛;王云龍
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: G01N35/00
• 分類號: G01N35/00;G01N29/12
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙) 32238
• 代理人: 張立榮;裴詠萍

技術領域

本實用新型涉及一種西瓜測熟裝置，具體涉及一種手握式西瓜測熟儀。

背景技術

西瓜是深受人們喜愛的消暑水果，在判斷西瓜成熟度方面，人們已經積累了豐富的經驗，如看紋路、聞氣味、聽聲音的“外部形態觀察法”，計算西瓜生長期等。但這些方法多依賴于個人經驗等主觀因素且為定性分析，缺乏定量標準，消費者難以掌握。

通過檢測果汁含糖量可以客觀描述西瓜成熟度，但這種方法需將西瓜切開，是損壞性的，無法做到大樣本、快速檢測，且成本昂貴。

綜上所述，研發能科學、快速、無損地檢驗西瓜成熟度的儀器對于有效降低交易成本、促進消費具有十分重要的社會意義和可觀的經濟效益。

發明內容

本實用新型的目的是為了解決現有技術中存在的缺陷，提供一種能快速、無損地檢測西瓜成熟度的儀器。

為了達到上述目的，本實用新型提供了一種手握式西瓜測熟儀，包括殼體、加速度計、振動傳感器、電荷放大器、顯示器、MCU（單片微型計算機）和鍵盤；加速度計設于殼體一端表面；振動傳感器、電荷放大器和MCU均設于殼體內；鍵盤和顯示器設于殼體表面；加速度計依次通過振動傳感器和電荷放大器與MCU相連；鍵盤和顯示器分別與MCU相連。

本實用新型手握式西瓜測熟儀還包括檢測按鈕；檢測按鈕與MCU相連。

其中，殼體中間設有手握凹槽。殼體呈圓柱體筆狀；加速度計設于殼體的頭部筆尖處，檢測表面為平面；鍵盤設于殼體的尾部。

殼體表面設有翻蓋式保護殼；鍵盤設于翻蓋式保護殼內。

加速度計上設有PVDF高分子壓電薄膜傳感器。

本實用新型相比現有技術具有以下優點：本實用新型手握式西瓜測熟儀利用加速度計檢測西瓜的彈性模量，從而推斷西瓜的成熟度，無需破壞西瓜的完整性。本實用新型手握式西瓜測熟儀體積小，攜帶方便，結構簡單，操作容易，對西瓜的成熟度測量精確度和靈敏度高。

附圖說明

圖1為本實用新型手握式西瓜測熟儀的結構示意圖；

圖2為本實用新型手握式西瓜測熟儀的內部控制圖。

圖中，1-殼體，2-加速度計，3-檢測按鈕，4-顯示器，5-鍵盤，6-翻蓋式保護殼，7-手握凹槽。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型手握式西瓜測熟儀進行詳細說明。

如圖1、圖2所示，本實用新型一種手握式西瓜測熟儀，它包括殼體1、加速度計2（上有PVDF高分子壓電薄膜傳感器）、檢測按鈕3、顯示器4、鍵盤5、翻蓋式保護殼6、手握凹槽7、振動傳感器、電荷放大器和MCU。其中，加速度計采用無機硅膠制成，振動傳感器采用電阻應變式振動傳感器，電荷放大器采用BBF2－WS－2401電荷放大器，MCU采用STM32F103系列。其中，PVDF高分子壓電薄膜傳感器至于加速度計2上，并與振動傳感器相連接，振動傳感器的另一端接電荷放大器的輸入端，電荷放大器的輸出端與單片微型計算機（MCU）的信號轉換輸入端連接，單片微型計算機（MCU）的另一輸入端與鍵盤連接，輸出端連接顯示器。加速度計2用于給被敲擊后的西瓜提供反向加速度，其上的PVDF高分子壓電薄膜傳感器用于捕獲西瓜的振動量。檢測按鈕3用于控制單片微型計算機（MCU）存儲、計算等各功能部分的開關。顯示器4用于顯示西瓜的成熟度，輸出方式為“成熟度：b”（b為0－10之間的整數或小數）。鍵盤5用于輸入待測西瓜的質量（單位為kg），該質量可通過稱量計測量或其他方式獲得。翻蓋式保護殼6用于保護鍵盤免于水漬、灰塵等的污染，設計為翻蓋式結構，可根據需要隨意開啟。手握凹槽7用于控制使用儀器時的手握位置，體現優良的人機關系。

本實用新型實施的原理在于：

西瓜內部分為瓜皮和瓜瓤。從力學角度，瓜瓤各部位性能相差較大，因此瓜瓤又可分為3層，第一層為接近瓜皮部分，第二層為中間層，第三層為中心部分。西瓜在成熟過程中，內部瓜瓤組織的細胞間結合力變小,因此瓜瓤變松、脆，瓜瓤的彈性模量隨成熟而變小。

若將西瓜簡化為多層次球狀彈性體，當其受到瞬態沖擊時，球體將產生振動響應。按照彈性體振動理論，由沖擊造成的振動響應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，得到彈性模量E與固有頻率f之間的關系：E∝f²m²/³。因此f²m²/³可用來作為估計西瓜彈性模量的指標，用a表示。