[實用新型]一種類球形水果透射高光譜成像無損檢測裝置

有效

• 申請號: 201520776473.0
• 申請日: 2015-10-08
• 公開（公告）號: CN205049472U
• 公開（公告）日: 2016-02-24
• 發明（設計）人: 介鄧飛;魏萱;蘭江風;吳蘭蘭;王燁
• 申請（專利權）人: 華中農業大學
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 黃瑞棠

技術領域

本實用新型涉及農產品品質無損檢測技術領域，尤其是涉及一種類球形水果透射高光譜成像無損檢測裝置。

背景技術

隨著國內外水果消費需求和品位不斷提高，市場對水果的品質提出了更多更高的要求。在選購水果時不僅注重水果大小、外觀形狀等外部品質，而且更加關注水果內部品質如口感、糖度以及營養成分等。中國水果種植面積和產量連續多年位居世界首位，水果產業在國內農副產品中占有很大的份額，已成為中國地方經濟發展和農民增收的支柱產業，對地方農業和經濟的發展有著巨大的促進和推動作用。

由于水果在生長過程中受到光照條件、營養物質、灌溉水分和田間管理等因素的影響，導致水果品質差異較大，若是能在水果上市前對水果品質進行無損檢測分級，就能大大地提高水果的質量，適應水果的商品化處理，極大地增加水果市場的經濟效益，以及刺激消費者的購買熱情和提高銷售商的營業利潤。傳統化學分析方法可以實現對水果品質的檢測，但傳統方法屬于有損檢測，并且會破壞樣本并造成化學試劑污染，不能滿足水果品質快速無損檢測和分級的發展需要。目前我國的鮮果品質分級無損檢測技術和水平仍比較落后，更缺乏相應的商品化處理設備，因此，亟待解決水果品質快速無損檢測問題，滿足市場對高品質水果的要求，增強特色水果品牌的競爭力和影響力，提高經濟效益，推動水果產業化發展。

高光譜成像技術是一種科學、高效而準確的快速無損檢測技術，融合了成像技術和光譜技術的優點，不僅能獲得待測物的空間圖像信息，還能反映其內部品質的光譜信息，是在一系列特定的光波波長處得到的光學光譜圖像。水果內部組織較為復雜，不同水果內部成分具有差異，尤其是不同品種的水果差異更大，在高光譜成像檢測過程中要得到清晰可靠的光譜圖像信息，檢測裝置尤為重要。在目前的研究中，水果高光譜成像檢測裝置只是針對單一品種的檢測裝置，因此不可避免存在這樣的下列問題：

水果高光譜成像無損檢測裝置的功能相對比較單一，只是針對某種水果進行檢測，不能對不同果型不同品種水果進行無損檢測，而且不能實現不同光源數量、不同光源入射角度和不同檢測開孔直徑的改變。

發明內容

由于不同水果個體質構差異、大小果型差異、光源功率、光源不同入射光角度和透光孔直徑等都會對光傳播路徑產生較大影響，尤其是厚皮類水果檢測過程中可以通過增加光源功率提高光透射率進而獲得高信噪比信號，但同時也會灼傷水果以及托盤柔性襯墊；為了系統研究水果在高光譜成像檢測過程中果型、光源功率、光源入射角度和透光孔直徑等因素對信號信噪比的影響，本實用新型的目的就在于提供一種類球形水果透射高光譜成像無損檢測裝置。

利用該裝置，可以滿足類球形水果透射光譜采集方式、不同光源功率、光源入射角度、透光孔直徑以及光源距水果距離等功能的檢測實驗要求，為水果品質高光譜成像快速無損檢測提供多功能實驗裝置。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

檢測裝置的搭建首先要求合理地選擇檢測方式，其直接影響獲得的高光譜圖像信號，本實用新型可以實現透射檢測方式，尤其是厚皮類和有果核的水果。反射方式很難獲取水果內部組織的信息，皮厚表皮信息對內部信息干擾較大，如何獲得高信噪比的光譜和圖像信息尤為重要；透射檢測方式可以避免表面亮斑影響，獲取到水果深層信息；目前的實驗研究都未提供這樣的實驗裝置和同時實現這樣的功能。

具體地說，本裝置包括工作對象——水果樣品；

設置有電腦、箱體、高光譜成像儀、電動位移臺和樣品室；

其位置和連接關系是：

在箱體內的底部設置有電動位移臺，在電動位移臺的上部設置有樣品室，在箱體內的頂部設置有高光譜成像儀；電動位移臺和高光譜成像儀分別與箱體外的電腦連接；

水果樣品置于樣品室內，對準高光譜成像儀。

本實用新型具有下列優點和積極效果：

①根據水果不同類別、不同果型、不同大小在透射檢測過程中受光源影響較大以及信噪比往往較低等特點，可調式光源旋轉支架實現光源入射角度自由調節，提高入射光的光子效率，尤其是厚皮類水果，光的透射難度更大，光學面包板51上等間距6M螺紋孔可以根據需要安裝不同數量的光源數量，從而滿足水果在檢測過程中對不同光源能量的需要；

②通過對安裝在頂部蓋板下方的光闌進行調節，實現檢測裝置不同透光孔直徑的調節，以適用不同大小、不同類型的類球形水果的檢測要求；