[發明專利]一種水果堅實度信息在線采集系統和方法

有效

• 申請號: 201610230631.1
• 申請日: 2016-04-13
• 公開（公告）號: CN105675720B
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 崔笛;吳華林;應義斌;張文;任夢佳;高宗梅
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;B07C5/34;B07C5/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 邱啟旺

技術領域

本發明涉及一種水果堅實度信息在線采集系統和方法。

背景技術

中國素有“世界水果王國”的美稱，幾乎所有種類的水果都有生產且產量高，但由于檢測分級設備落后，水果在國際市場競爭力依然不夠，出口率較低，水果在采后貯運過程中存在成熟軟化及腐爛的問題。

水果堅實度，是指果肉抗壓力的強弱，可以作為判斷水果品質的一項重要指標。準確地檢測水果的堅實度，對于確定適宜的收獲期、采后保存、評估最佳食用期以及產品分級等都具有重要意義。傳統的水果堅實度檢測方法主要是抽樣，通常在樣品的赤道處選取幾個檢測點，然后在檢測點去皮，用質構儀或硬度計壓入果實內部一定距離測得，這是一種破壞性檢測，檢驗率低，費時費力并造成大量浪費。目前有關水果堅實度的無損檢測方法主要是聲學檢測法，也有部分研究提到近紅外光譜檢測法和高光譜空間散射曲線法等。聲學檢測法信號容易受到環境噪聲的干擾導致檢測精度不高，有些使用敲擊的方式還會對水果造成一定的損傷；近紅外技術與其化學物質有關，而水果的堅實度主要與其物理結構有關，因而近紅外檢測結果不是十分理想，且對于水果表面有缺陷的樣本時檢測點需避開缺陷位置；而高光譜技術受光源等環境因素影響非常大，檢測條件苛刻。

激光多普勒測振技術Laser Doppler Vibrometry(LDV)technology是一項用于檢測物體機械振動特性的技術。對于水果機械振動特性的測量可以分為兩種方式：接觸式和非接觸式。傳統的測量方法需要把加速度傳感器附著于被測物體表面，利用其輸出的信號實現“加速度–速度–位移”的相關測量，這種接觸式的安裝方式會破壞原有的振動狀態，甚至在許多場合無法應用，因此限制了它的應用范圍。而激光多普勒測振技術作為一種非接觸式測量方法，集光機電為一體，不受環境噪聲影響，具有精度高、動態響應快、測量范圍大、抗電磁干擾、對橫向振動干擾不敏感等優點，對檢測振幅微小的振動也很有效，其特點滿足了水果振動測量的需要。在不同質地的水果中，振動能量的傳遞必然不同，因此從理論上講，可以通過利用該技術來檢測水果的機械振動特性用以建立和堅實度之間的關系。

發明內容

本發明的目的是在于提供一種水果堅實度信息在線采集系統和方法，應用激光多普勒技術和聲學振動技術，能夠快速無損的分析出水果的內部品質，從而實現水果按品質分級，而且該系統具有自動化程度高、非接觸式激勵和采集的無損檢測的特點。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：一種水果堅實度信息在線采集系統，包括控制器、第一水平輸送系統、第二水平輸送系統、風車系統、揚聲器、激光多普勒測振儀、機架和麥克風；所述風車系統包括風車、電機和藍牙模塊，風車的中心軸與電機的輸出軸相連；所述風車包括6片扇葉，相鄰的兩片扇葉之間的夾角為60度，且每片扇葉上具有壓力傳感器，壓力傳感器與藍牙模塊相連；所述第一水平輸送系統包括第一電機和第一水平傳送帶、第二水平輸送系統包括第二電機和第二水平傳送帶；所述第一水平傳送帶、風車、第二水平傳送帶依次安裝在機架上，且第一水平傳送帶、風車的中心軸、第二水平傳送帶位于同一水平面上；所述激光多普勒測振儀和揚聲器分別安裝在機架上，且位于風車的兩側，激光多普勒測振儀和揚聲器相對；所述麥克風固定安裝在揚聲器上；所述第一電機、第二電機、電機、藍牙模塊和控制器均固定在機架上，且麥克風、第一電機、第二電機、電機、激光多普勒測振儀、揚聲器、藍牙模塊分別與控制器相連。

進一步地，所述第一水平輸送系統還包括第一傳動軸、第二傳動軸和第一傳送帶；第一傳動軸、第二傳動軸均安裝在機架上，第一水平傳送帶的兩端分別與第一傳動軸、第二傳動軸相連；第一電機的輸出軸通過第一傳送帶與第一傳動軸相連。

進一步地，所述第二水平輸送系統還包括第三傳動軸、第四傳動軸和第二傳送帶；第三傳動軸、第四傳動軸均安裝在機架上，第二水平傳送帶的兩端分別與第三傳動軸、第四傳動軸相連；第二電機的輸出軸通過第二傳送帶與第三傳動軸相連。

進一步地，所屬系統還包括氣缸、滑道和三位二通電磁閥；氣缸和滑道分別安裝在機架上，且位于第二水平傳送帶的兩側，氣缸和滑道相對；三位二通電磁閥固定在機架上，一端與控制器相連，另一端與氣缸相連。

一種水果堅實度信息在線采集方法，該方法包括以下步驟：

1、調整風車的位置，使得其中兩扇葉與第一水平傳送帶、第二水平傳送帶平行，然后將被測水果置于第一水平傳送帶上，被測水果被輸送到風車的扇葉中，壓力傳感器采集被測水果的質量，并通過藍牙模塊將質量信號發送到控制器；