[發(fā)明專利]便攜水果硬度無損檢測(cè)裝置和檢測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810236649.1
• 申請(qǐng)日: 2018-03-21
• 公開（公告）號(hào): CN108613951A
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 應(yīng)義斌;容典;崔笛;羅璇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/64
• 分類號(hào): G01N21/64;G01N21/49
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發(fā)明公開了一種便攜水果硬度無損檢測(cè)裝置和檢測(cè)方法。檢測(cè)殼體內(nèi)，光纖模塊分別與探頭、UV熒光燈模塊、鹵素?zé)裟K和光譜數(shù)據(jù)采集模塊連接，探頭端部伸出檢測(cè)殼體朝向水果，探頭貼近水果表面進(jìn)行光發(fā)射和漫反射接收；分別通過UV熒光燈模塊、鹵素?zé)裟K處理獲得熒光光譜數(shù)據(jù)和漫反射光光譜數(shù)據(jù)，對(duì)熒光光譜數(shù)據(jù)和漫反射光光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行參比和背景校正預(yù)處理獲得熒光光譜特征峰強(qiáng)度和漫反射光光譜特征峰強(qiáng)度，再利用熒光光譜特征峰強(qiáng)度、漫反射光光譜特征峰強(qiáng)度與水果硬度數(shù)據(jù)構(gòu)建模型并進(jìn)行檢測(cè)獲得水果硬度結(jié)果。本發(fā)明體積小易于便攜，檢測(cè)過程對(duì)水果沒有損傷，操作簡便適合現(xiàn)場水果硬度檢測(cè)，而且應(yīng)用對(duì)象廣，具有較大的現(xiàn)場應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及了一種便攜水果硬度無損檢測(cè)裝置和檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

硬度是一個(gè)與物質(zhì)密度、細(xì)胞結(jié)構(gòu)和組織結(jié)構(gòu)有關(guān)的綜合物理指標(biāo)。硬度是評(píng)價(jià)水果成熟度的重要指標(biāo)之一。目前，水果硬度的檢測(cè)主要采用感官評(píng)定和質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定。感官評(píng)定主觀性強(qiáng)，大型質(zhì)構(gòu)儀檢測(cè)方法雖然能準(zhǔn)確評(píng)定水果硬度，但處理程序復(fù)雜，所需專業(yè)操作繁瑣，裝置成本貴，檢測(cè)速度慢且具有破壞性，無法滿足水果儲(chǔ)藏現(xiàn)場快速檢測(cè)、田間野外快速檢測(cè)需求。水果硬度有關(guān)組成物主要是果膠、葉綠色等物質(zhì)，果實(shí)硬度的果膠物質(zhì)含有O-H、C-H等化學(xué)鍵，能吸收近紅外光等波段光源，而葉綠色可以通過熒光激發(fā)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)，因此采用近紅外漫反射技術(shù)和熒光激發(fā)技術(shù)檢測(cè)水果的硬度從理論上是可行的。因此實(shí)現(xiàn)一種便攜水果硬度無損檢測(cè)裝置，方便工作人員現(xiàn)場獲得水果硬度數(shù)據(jù)，能降低的檢測(cè)成本，簡化檢測(cè)流程，提高水果儲(chǔ)藏管理、田間野外的檢測(cè)效率。

目前一些研究人員對(duì)水果硬度進(jìn)行了一些基礎(chǔ)研究，開發(fā)了一些檢測(cè)硬度的裝置。

1)現(xiàn)有技術(shù)存在一種水果硬度計(jì)，借助壓頭刻度線、升降手柄、機(jī)架、緊固旋鈕等機(jī)械單元構(gòu)成測(cè)量裝置實(shí)現(xiàn)水果硬度檢測(cè)；該測(cè)量方法是有損檢測(cè)方式，測(cè)量過程會(huì)損傷水果；測(cè)量過程比較繁瑣，需要專業(yè)人員操作。

2)現(xiàn)有技術(shù)存在一種水果糖度和硬度檢測(cè)裝置，其中硬度檢測(cè)單元使用壓力彈簧在水果表面產(chǎn)生形變和位移電容傳感器采集形變量數(shù)據(jù)計(jì)算水果硬度。該測(cè)量方法如果檢測(cè)質(zhì)地較為脆的梨子或者質(zhì)地較為軟的桃子，壓力彈簧測(cè)量硬度過程會(huì)導(dǎo)致水果表面產(chǎn)生壓傷，表面存在壓傷的水果存儲(chǔ)過程中更容易變質(zhì)；壓力彈簧存在機(jī)械老化因素，長時(shí)間使用導(dǎo)致測(cè)量時(shí)候水果表面作用受力不再相同從而影響硬度檢測(cè)準(zhǔn)確性。

因此，傳統(tǒng)檢測(cè)水果硬度裝置雖然能評(píng)定水果硬度，但是測(cè)量過程容易對(duì)水果產(chǎn)生損傷，或者測(cè)量過程處理程序復(fù)雜所需專業(yè)操作繁瑣裝置成本貴或者檢測(cè)速度慢且具有破壞性，無法滿足水果儲(chǔ)藏現(xiàn)場快速檢測(cè)、田間野外快速檢測(cè)需求。

以上方法存在步驟較復(fù)雜難以用于現(xiàn)場或者無損快速檢測(cè)應(yīng)用或者依賴成本高的大型專業(yè)裝置等問題，因此需要新方法的檢測(cè)裝置。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決背景技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提出一種便攜水果硬度無損檢測(cè)裝置和檢測(cè)方法，具有重要現(xiàn)實(shí)意義，能夠快速無損檢測(cè)水果的硬度。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一、一種便攜水果硬度無損檢測(cè)裝置：

本發(fā)明包括安裝在檢測(cè)殼體內(nèi)的光譜數(shù)據(jù)采集模塊、UV熒光燈模塊、鹵素?zé)裟K、光纖模塊和探頭，光纖模塊分別與探頭、UV熒光燈模塊、鹵素?zé)裟K和光譜數(shù)據(jù)采集模塊連接，探頭端部伸出檢測(cè)殼體朝向水果，探頭貼近水果表面進(jìn)行光發(fā)射和漫反射接收。本發(fā)明的UV熒光燈模塊和鹵素?zé)裟K同時(shí)安裝在檢測(cè)殼體內(nèi)，對(duì)水果發(fā)射光進(jìn)行光譜檢測(cè)。

UV熒光燈模塊、鹵素?zé)裟K分別發(fā)出熒光和白光，經(jīng)光纖模塊傳輸?shù)教筋^，由探頭照射到水果發(fā)生反射，探頭接收反射光后經(jīng)由光纖模塊傳輸?shù)焦庾V數(shù)據(jù)采集模塊。

所述的光纖模塊為四通道光纖模塊。