[發(fā)明專利]一種基于稱重分選線改造的水果糖度分選裝置與方法

在審

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• 申請日: 2018-01-07
• 公開（公告）號: CN108284076A
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫旭東;劉燕德;胡軍;姜小剛;歐陽愛國
• 申請（專利權(quán)）人: 華東交通大學(xué)
• 主分類號: B07C5/34
• 分類號: B07C5/34;B07C5/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種基于稱重分選線改造的水果糖度分選裝置與方法，包括機(jī)械傳送裝置、可見近紅外光譜檢測裝置、分選控制裝置，機(jī)械輸送裝置輸送水果進(jìn)入可見近紅外光譜檢測裝置，采用垂直光束照射到待檢測的水果上，并通過漫反射光學(xué)原理將照射到水果上的光束反射出來，可見近紅外光譜檢測裝利用水果可見近紅外漫反射光譜對水果內(nèi)部糖、酸度進(jìn)行在線檢測與分級,通過脈沖信號傳遞給分選控制裝置，通過果盤的翻轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)分選；通過采集水果在300nm?1100nm波段范圍內(nèi)的可見近紅外漫透射光譜，并利用預(yù)先建立的水果糖、酸度預(yù)測模型預(yù)測，計(jì)算出水果內(nèi)部的糖、酸度含量，結(jié)合自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水果內(nèi)部糖、酸度的在線檢測與自動(dòng)分選。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水果內(nèi)部糖酸度在線檢測與分選，屬水果在線無損檢測及分選技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于稱重分選線改造的水果糖度分選裝置與方法。

背景技術(shù)

隨著今年我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，消費(fèi)者生活水平的提高，以及消費(fèi)者飲食觀念的改變,人們在選購水果時(shí)不再單一地注重外觀形狀、大小、顏色等外部品質(zhì),而且將水果的內(nèi)部品質(zhì)也作為參考標(biāo)準(zhǔn),如糖度、酸度、維生素含量等指標(biāo)。目前，國外一些發(fā)達(dá)國家，將水果采摘后依據(jù)內(nèi)部品質(zhì)和外部品質(zhì)即時(shí)進(jìn)行分選，如日本,美國等一些知名水果生產(chǎn)公司就以水果除具大小、外觀等最佳品質(zhì)外,更具有最佳內(nèi)部營養(yǎng)品質(zhì)作為自己的品牌文化。近紅外光譜技術(shù)相對于傳統(tǒng)化學(xué)破壞檢測法的成本高、操作過程復(fù)雜、消耗時(shí)間長、可產(chǎn)生二次污染等缺點(diǎn)，以其安全高效、快速準(zhǔn)確、成本造價(jià)低、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)而獲得廣發(fā)認(rèn)可，也符合發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)的理念。近紅外光譜無損檢測技術(shù)作為既能檢測水果內(nèi)部品質(zhì)，又不破壞水果的新技術(shù),已經(jīng)投入到農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)后處理和加工過程中,并相關(guān)裝置一直處在研發(fā)和功能升級中。如日本開發(fā)了可見近紅外光譜檢測梨、蘋果成熟度的傳感器,又研制了快速判別柑桔類水果成熟度和色澤的選果裝置,并將此技術(shù)用于自動(dòng)化選果線上,把成熟度和色彩傳感器與自動(dòng)化分選,包裝線集成在一起,率先實(shí)現(xiàn)了柑桔類水果實(shí)時(shí)檢測。比利時(shí)利用可見近紅外光譜技術(shù),研制了用于蘋果糖度、酸度和維生素C含量等內(nèi)部品質(zhì)的在線檢測裝置。水果內(nèi)部品質(zhì)檢測技術(shù)在國外已經(jīng)日趨成熟，而在國內(nèi)卻鮮有報(bào)道，任然屬于技術(shù)空白，進(jìn)口國外設(shè)備又十分昂貴，因此加速開發(fā)能快速無損檢測水果內(nèi)部品質(zhì)，滿足國內(nèi)市場需求和消費(fèi)者需求的無損檢測裝置顯得尤為重要。

公告號2555109、2555110的中國專利公開了一種基于水果機(jī)器視覺的生產(chǎn)分選裝置,該裝置通過圖像處理技術(shù)，依據(jù)水果大小、形狀、表皮光滑度、色澤等外部品質(zhì)進(jìn)行分選,但均采單片機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制,容易受到邏輯器件的干擾,造成控制的紊亂。公開號101158651的中國專利公開了一種基于激光圖像分析檢測水果內(nèi)部品質(zhì)的裝置，該裝置融合了計(jì)算機(jī)機(jī)器視覺技術(shù)和激光圖像分析技術(shù)，依據(jù)圖像處理技術(shù)將采集到的圖像與測得的水果儲(chǔ)藏期的理化指標(biāo)作對比，來檢測水果的硬度、色澤、表面缺陷和糖酸比，但該裝置沒有涉及到在線高速分選，圖像采集要在暗室內(nèi)進(jìn)行，不適合生產(chǎn)環(huán)境較差的現(xiàn)場實(shí)時(shí)作業(yè)。公開號101021478的中國專利公開了一種水果品質(zhì)的激光誘導(dǎo)熒光高光譜圖像檢測方法和裝置，該裝置可以用來快速檢測水果表面缺陷和損傷、顏色、糖度、酸度和內(nèi)部營養(yǎng)物質(zhì)，但該裝置在分選水果時(shí)采用高壓吹氣式果杯，極易造成傷果，而且在分選較重的水果時(shí)易出現(xiàn)吹不動(dòng)的現(xiàn)象。美國專利No.4883953、No.5089701分別介紹了運(yùn)用不同的光譜波段進(jìn)行不同的水果內(nèi)部品質(zhì)檢測裝置的開發(fā)，如：蘋果、柑桔、甜瓜等，但沒有充分考慮外部信號和邏輯器件對水果檢測控制的干擾。公開號1394699的中國專利公開了水果品質(zhì)實(shí)時(shí)檢測和分級機(jī)器人系統(tǒng)。該裝置依據(jù)計(jì)算機(jī)視覺識別技術(shù)，可對水果的果形、大小、色澤、表皮光滑度、果面機(jī)械損傷等外部指標(biāo)進(jìn)行檢測和分選，該裝置只能對水果的外部品質(zhì)進(jìn)行檢測，而不能檢查水果的內(nèi)部品質(zhì)，采用單片機(jī)控制，在噪聲大的環(huán)境中，邏輯單元易被干擾。