[發明專利]光斑可調的便攜式近紅外水果內部品質檢測裝置

有效

• 申請號: 201510307940.X
• 申請日: 2015-06-08
• 公開（公告）號: CN105044020B
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 徐惠榮;郎雷;容典
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N21/359
• 分類號: G01N21/359;G01N21/3563
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本發明涉及便攜式水果內部品質檢測裝置，尤其是涉及一種光斑可調的便攜式近紅外水果內部品質檢測裝置。

背景技術

近年來我國水果總產量一直居世界前列，而由于水果產后加工和處理水平不高，水果年出口量僅占總產量的3％左右，這與我國水果生產大國的身份極不相稱。糖度對果實品質起著主導作用，它不僅影響果實的甜味和色澤，還是合成維生素和類胡蘿卜素等營養成分的基礎原料。目前水果內部品質分析方法存在破壞樣品、操作復雜、耗時長、成本高和無法實現在線檢測等不足，因此研發糖度等水果內部品質因素的快捷檢測設備對于滿足消費者對食品品質和食物安全的要求，提高水果產品的市場價值與市場競爭力，增加農民收入都具有重大意義。

可見/近紅外光譜檢測技術由于具有快速、無損的特點，將其運用到便攜式的檢測設備當中來，能夠實現對水果內部品質的無損實時檢測。

在日本專利JP09-089767中，采用分光系統將水果反射光分成不同波長的單色光，利用二次微分處理后的912nm和888nm處的吸光度來預測水果內部的糖度，可用于果園水果品質的檢測，但分光結構容易受到外界振動和溫度等因素的影響，檢測精度不高。

在國內專利200910186328.6中，采用620nm、850nm、880nm、940nm四中LED光源構成組合光源，對水果糖度、酸度、維生素C等水果內部品質因素進行檢測，此裝置具有光源產熱小，結構緊湊等優點，但由于采用LED光源功率不高且組合的LED光源涵蓋的波長有限，這直接影響了檢測的效果。

在國內專利201310515353.0中，采用兩組波長分別為830nm、866nm、880nm、889nm、950nm、965nm和1020nm、1115nm、1270nm、1332nm、1381nm近紅外管作為光源對臍橙的糖度和酸度進行檢測。此裝置具有小巧易操作等優點，但波長固定的近紅外管單獨的照射到水果的不同部位，獲得的水果信息十分有限，且各不相同，檢測精度不高。

發明內容

為了克服背景技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種光斑可調的便攜式近紅外水果內部品質檢測裝置，形成不同大小的光斑滿足不同類型水果品質的檢測，并利用舵機對轉盤的控制，自動依次采集暗場信息、參比光譜和水果光譜，完成對水果內部品質的檢測。

本發明采用的技術方案如下：

本發明包括機箱、光源部分、轉盤機構、檢測單元和控制處理單元；在機箱內，光源部分通過光源支架安裝在機箱右側；檢測單元通過檢測支架安裝在機箱左側，打開機箱的掀蓋，將水果放入檢測單元中的樣品室中；轉盤機構的轉盤安裝在光源部分和檢測單元之間；控制處理單元的電路板安裝在光源支架下面，控制處理單元的嵌入式計算機安裝在機箱的上表面；由控制處理單元控制轉盤機構及檢測單元，實現參比光譜、暗場光譜和水果光譜信息的自動采集，并傳遞給控制處理單元進行處理分析，完成水果品質的檢測。

所述機箱上面開有安裝嵌入式計算機的孔，機箱左面開有散熱孔，機箱右面開有安裝風扇和開有散熱孔，機箱后面安裝風扇，機箱前面的左面裝有掀蓋。

所述光源部分，包括鹵鎢燈、鹵鎢燈安裝座、聚光燈筒、雙凸透鏡和透鏡安裝套筒；鹵鎢燈由電壓恒定的開關電源供電，鹵鎢燈通過鹵鎢燈安裝座固定在聚光燈筒的后端面，雙凸透鏡通過透鏡安裝套筒安裝在聚光燈筒前段孔內中，光源部分整體安裝在光源支架左上方，光源部分整體能在支架上左右移動，調節光斑大小。

所述轉盤機構，包括舵機、轉盤、第一參比片、第二參比片和舵機連接器；舵機通過絕熱墊片安裝在光源支架下面，并位于雙凸透鏡一端，轉盤上設有通孔、第一參比孔、第二參比孔和暗場采集部位，四者以間隔90度均勻分布在同一圓周上，第一參比片、第二參比片分別安裝在第一參比孔、第二參比孔內，舵機通過舵機連接器與轉盤連接。

所述檢測單元，包括果盤座、光線接收器、密封圈、樣品室、檢測支架、光纖和光譜儀；果盤座中間開有一階梯孔，上部分為圓錐孔，下部分為圓柱孔，固定于檢測支架上；樣品室安裝在果盤座上端，樣品室靠近光源一側有通孔，樣品室通孔、轉盤通孔和聚光燈筒的中心在同一條直線上；光纖接收器固定在果盤座下方圓柱孔處，光纖一端與光線接收器相連接，另一端與光譜儀相連接，光譜儀安裝在光源支架下方；果盤座中心的圓錐孔內安裝適合水果的密封圈。