[發(fā)明專利]一種哈密瓜成熟度聲學(xué)無損檢測裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610535716.0
• 申請(qǐng)日: 2016-07-09
• 公開（公告）號(hào): CN107589175A
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳杰;賀少鵬;王大成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 石河子大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N29/04
• 分類號(hào): G01N29/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種哈密瓜成熟度聲學(xué)無損檢測裝置。

背景技術(shù)

哈密瓜是新疆的特色瓜果和國家地理標(biāo)志產(chǎn)品，近年來哈密瓜的種植面積快速增加，2002-2009年種植面積從2.60萬hm²增長到8.67萬hm²。然而，市場上哈密瓜品質(zhì)良莠不一，降低了整體價(jià)格。其原因有：（1）內(nèi)地大量引種的哈密瓜品質(zhì)低，但卻打著新疆“哈密瓜”的牌子，影響新疆精品哈密瓜的聲譽(yù)；（2）新疆瓜農(nóng)為了搶占早市，或者在五、六成熟時(shí)采摘，或者使用“乙烯利”等催熟，使品質(zhì)差的哈密瓜流入市場，以次充好；（3）由于園藝管理水平高低不同，同一瓜園品質(zhì)哈密瓜品質(zhì)也有較大差異。傳統(tǒng)哈密瓜成熟度的識(shí)別主要靠看（網(wǎng)紋及顏色）、聞（香味）、按（軟硬），但易疲勞且檢測結(jié)果受主觀影響大；水果硬度計(jì)和糖度計(jì)可用來檢測哈密瓜成熟度，但屬于破壞性檢測。因此，如何實(shí)現(xiàn)哈密瓜成熟度的無損檢測，是哈密瓜產(chǎn)業(yè)迫切需要解決的問題，對(duì)實(shí)現(xiàn)哈密瓜分級(jí)以提高商品率具有重要意義。

目前國內(nèi)外有關(guān)瓜果成熟度無損檢測方法主要有可見/近紅外光譜法、高光譜法、振動(dòng)法、激光多普勒測振法、聲學(xué)法等技術(shù)。可見/近紅外光譜法是無損檢測技術(shù)研究熱點(diǎn)之一，對(duì)于皮厚、體積大的瓜果，其內(nèi)部糖度分布差異較大，該檢測法的光源投射性能有限，需要較強(qiáng)的光源功率；高光譜法是光譜和圖像融合的新技術(shù)，也可用于瓜果成熟度的檢測，但需海量數(shù)據(jù)處理，檢測設(shè)備昂貴；振動(dòng)法也可用于瓜果的成熟度檢測，感測信號(hào)的加速度傳感器必須貼在試樣上，不僅固連困難，而且會(huì)因其附加質(zhì)量而影響瓜果的自由振動(dòng)，檢測誤差大；激光多普勒測振法（LDV）可以通過振動(dòng)信號(hào)檢測瓜果的成熟度，盡管該方法測量精度高，但正弦信號(hào)掃描時(shí)間長，檢測慢且設(shè)備過于昂貴；近年來，聲學(xué)法檢測技術(shù)日趨成熟，對(duì)瓜果成熟度檢測穩(wěn)定性和精度都不斷提高，其檢測設(shè)備也較低廉，具有較好的技術(shù)應(yīng)用開發(fā)優(yōu)勢。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是一種哈密瓜成熟度聲學(xué)無損檢測裝置，它結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，檢測精度高。有效減少市場上哈密瓜品質(zhì)參差不齊，質(zhì)優(yōu)價(jià)低的現(xiàn)象，解決了目前市場上哈密瓜成熟度檢測儀器破壞性檢測，價(jià)格昂貴的問題。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明其特點(diǎn)在于：由工作臺(tái)、聲音激勵(lì)部件、哈密瓜支撐座、聲音信號(hào)感測部件和信號(hào)處理器五部分構(gòu)成，所述的聲音激勵(lì)部件、哈密瓜支撐座和聲音信號(hào)感測部件均設(shè)在工作臺(tái)上；所述的工作臺(tái)上帶有一個(gè)托盤滑塊槽和兩個(gè)連接塊槽；所述的聲音激勵(lì)部件由彈簧激勵(lì)錘、彈簧激勵(lì)錘支撐座、彈簧激勵(lì)錘臺(tái)架、擺動(dòng)夾持體、緩沖墊、擺動(dòng)夾持體擺動(dòng)角度調(diào)節(jié)彈簧、連接軸、連接塊構(gòu)成；所述的哈密瓜支撐座由漏斗式托盤和托盤滑塊構(gòu)成；所述的聲音信號(hào)感測部件由固定夾持體、緩沖墊、電容式傳聲器、電容式傳聲器固定筒構(gòu)成；所述的電容式傳聲器設(shè)于電容式傳聲器固定筒內(nèi)；所述的電容式傳聲器定距筒安裝在所述的固定夾持體內(nèi)，所述的信號(hào)處理器與所述的電容式傳聲器連接，所述的電容式傳聲器采集聲音信號(hào)經(jīng)過信號(hào)處理器進(jìn)行信號(hào)放大和抗凝濾波處理獲得時(shí)域和頻域信號(hào)；所述的擺動(dòng)夾持體和固定夾持體相對(duì)設(shè)置在工作臺(tái)上。

上述連接塊設(shè)有兩塊，所述的擺動(dòng)夾持體擺動(dòng)角度調(diào)節(jié)彈簧設(shè)有兩個(gè)，所述的連接塊上帶有軸孔，所述的擺動(dòng)夾持體上帶有軸孔，所述的連接塊固定在所述的連接塊槽內(nèi)，所述的擺動(dòng)夾持體通過連接軸和連接塊安裝在工作臺(tái)上，使所述的擺動(dòng)夾持體可在工作臺(tái)上繞所述的連接軸擺動(dòng)，所述的擺動(dòng)夾持體擺動(dòng)角度調(diào)節(jié)彈簧設(shè)在連接塊內(nèi) ，并與連接塊上的軸孔同圓心，擺動(dòng)夾持體擺動(dòng)角度調(diào)節(jié)彈簧一端扭臂固定在所述的擺動(dòng)夾持體內(nèi)，對(duì)應(yīng)端扭臂固定在所述的連接塊內(nèi)，使哈密瓜放置于哈密瓜支撐座后擺動(dòng)夾持體能迅速夾持住哈密瓜。

上述的彈簧激勵(lì)錘臺(tái)架上帶有調(diào)距槽，所述的彈簧激勵(lì)錘支撐座帶有調(diào)距片，所述的調(diào)距槽與調(diào)距片相配合，使所述的彈簧激勵(lì)錘支撐座在所述的彈簧激勵(lì)錘臺(tái)架上帶動(dòng)所述的彈簧激勵(lì)錘移動(dòng)，并起到調(diào)節(jié)所述的彈簧激勵(lì)錘頭與哈密瓜之間距離一致的作用，使得彈簧激勵(lì)錘激勵(lì)力的大小恒定。

上述緩沖墊設(shè)有四塊，所述的擺動(dòng)夾持體上部相對(duì)應(yīng)設(shè)置兩塊緩沖墊，所述的固定夾持體上部相對(duì)應(yīng)設(shè)置兩塊緩沖墊，所述的擺動(dòng)夾持體的緩沖墊分別與所述的固定夾持體的緩沖墊相對(duì)應(yīng)形成夾持弧，夾持哈密瓜兩側(cè)，帶動(dòng)所述的托盤滑塊在所述的托盤滑塊槽內(nèi)滑動(dòng)，擺正哈密瓜的位置，使所述的電容式傳聲器更為準(zhǔn)確、清晰的采集哈密瓜赤道部的聲信號(hào)。

上述固定夾持體上帶有聚音槽，減少了噪音對(duì)聲音信號(hào)的干擾。