[發明專利]一種基于光譜的水果品質檢測裝置及方法

有效

• 申請號: 201811318761.6
• 申請日: 2018-11-07
• 公開（公告）號: CN109520970B
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: 孫大文;馬驥;蒲洪彬;韋慶益
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01N21/49
• 分類號: G01N21/49
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 裴磊磊

本發明公開了一種基于光譜的水果品質檢測裝置及方法，所述裝置包括托果杯、環形光源、硅膠墊、兩個紅外檢測器、光學桶、凸透鏡和光譜儀，托果杯與光學桶上下可移動地嵌套在一起，兩個紅外檢測器位于光學桶內側靠近其與托果杯連接側的開口處，且以上下形式排布，上下移動托果杯來調整托果杯的高度，當觸發上紅外檢測器未觸發下紅外檢測器時，將托果杯與光學桶固定；環形光源安裝在托果杯內壁的杯口處，硅膠墊安裝在環形光源下方；所述凸透鏡安裝在光學桶內，凸透鏡的向上二倍焦距點位于硅膠墊的下方，光譜儀位于凸透鏡的下焦點上。本發明的水果品質檢測裝置具有體積小、操作簡單、檢測精度高等優點，具有廣闊市場價值。

技術領域

本發明涉及水果品質無損檢測領域，具體涉及一種基于光譜的水果品質檢測裝置及方法。

背景技術

水果是人們主要的維生素和膳食纖維攝入源。隨著人們生活水平的不斷提高，大家對水果品質的要求也在提升。對水果品質進行監控是十分必要的。在農產品與食品的加工中，人工對水果篩選和分級還是主流，這必然導致費時、費力、準確度低等弊端。因此開發一種可以實時、無損、快速的水果檢測裝置及方法很有必要。

目前主流的水果品質無損檢測方法包括光譜法和光譜成像法，這兩種方法各有利弊。具體來說：光譜法可以準確檢測水果的信息，但是只能采集一個點的范圍；光譜成像法可以采集整個水果的信息，但是檢測速度較慢，精度低于光譜法。通常情況下，在食品工業中或消費者購買時，只需要對整果的品質進行判斷即可，對其品質分布的檢測意義不大。為了提高檢測精度，光譜法已可以滿足大多數需求。

由于光譜法點掃描的特性，很難采集到整個水果的全部光譜信息，通常的解決辦法是隨機采集多個點求平均，例如中國發明專利申請CN107202761A《一種快速檢測水果內部品質的便攜式檢測設備及檢測方法》中提到，隨機選取每個水果的環赤道面上的點進行光譜掃描，這種方法對一個樣本需要多次采集光譜，會花費較長的時間，且誤差較大。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供了一種基于光譜的水果品質檢測裝置，所述裝置具有體積小、操作簡單、檢測精度高等優點。

本發明的另一目的在于提供一種基于光譜的水果品質檢測方法。

本發明的目的可以通過如下技術方案實現：

一種基于光譜的水果品質檢測裝置，包括托果杯、環形光源、硅膠墊、兩個紅外檢測器、光學桶、凸透鏡和光譜儀，托果杯與光學桶上下可移動地嵌套在一起，兩個紅外檢測器位于光學桶內側靠近其與托果杯連接側的開口處，且以上下形式排布，分別為上紅外檢測器和下紅外檢測器，上下移動托果杯來調整托果杯的高度，當觸發上紅外檢測器未觸發下紅外檢測器時，將托果杯與光學桶固定；環形光源安裝在托果杯內壁的杯口處，硅膠墊安裝在環形光源下方；所述凸透鏡安裝在光學桶內，凸透鏡的向上二倍焦距點位于硅膠墊的下方，光譜儀位于凸透鏡的下焦點上。

進一步地，所述托果杯內側、硅膠墊表面都涂有黑色吸光涂層。

進一步地，所述硅膠墊能夠用橡膠墊代替。

進一步地，所述托果杯、環形光源、硅膠墊的形狀和大小能夠根據實際檢測水果的尺寸進行定制。

進一步地，所述檢測裝置還包括可更換玻璃板，可更換玻璃板安裝在光學桶內，位于兩個紅外檢測器的下方、凸透鏡的上方，所述光學桶上還預留有抽真空接口，抽真空接口位于可更換玻璃板的上方。

本發明的另一目的可以通過如下技術方案實現：

一種基于光譜的水果品質檢測方法，所述方法包括以下步驟：

通過基于光譜的水果品質檢測裝置對水果進行光譜采集，得到原始散射光譜；

根據原始散射光譜對水果的化學品質或病、蟲害或表面損傷進行檢測；