[發明專利]聲學振動快速無損測定水果貨架期或最佳食用期的方法

有效

• 申請號: 202010692209.4
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN111855800B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 張文;呂珍珍;陳翀;徐梓焓;張麗君;熊雙麗
• 申請（專利權）人: 西南科技大學
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/44
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種聲學振動快速無損測定水果貨架期或最佳食用期的方法，其特征在于：方法包括以下步驟：

步驟1)采集建模樣品集：挑選同一批次、完整的水果作為樣本，樣本存放于a個不同貯藏溫度環境中，在每個貯藏溫度環境下每m_i天進行一次試驗，各貯藏溫度下均分別進行b_i次試驗，每次試驗隨機選取n_i個樣本采集在按照以下步驟進行；

步驟1.1)測定質量m：對樣本中的各個水果用電子天平逐一稱重；

步驟1.2)采集振動響應信號：兩根手指上通過指套分別安裝固定激振器和振動測量傳感器，兩根手指抓捏在水果的對稱兩側，使得水果樣本夾持于激振器與振動測量傳感器之間，激振器在激勵信號下進行振動，經水果傳導后被振動測量傳感器采集獲得水果樣本的振動響應信號；

步驟1.3)提取振動特征參數：對采集到的振動響應信號進行快速傅里葉變換處理提取獲得振動特征參數；

步驟1.4)水果品質檢測：對水果樣本進行品質檢測獲得貨架期或最佳食用期；

步驟2)計算各貯藏溫度下振動特征參數變化速率：將得到的振動特征參數EI作為因變量、時間t作為自變量進行線性或曲線擬合，得到貯藏溫度下振動特征參數EI的變化速率k，不同的貯藏溫度獲得各自的振動特征參數EI的變化速率k；

步驟3)預測模型的建立：以變化速率k為因變量、貯藏溫度T為自變量采用動力學模型建立水果振動特征參數變化模型EI＝f(T,t)；再結合步驟1.4)測量結果和步驟1.3)獲得的振動特征參數，確定水果貨架期或最佳食用期的振動特征參數閾值；將振動特征參數閾值輸入水果振動特征參數變化模型EI＝f(T,t)得到貨架期或最佳食用期的預測模型；

步驟4)待測水果的預測：挑選同一品種的待測水果在貯藏溫度T下貯藏，按照步驟1)相同方式進行測試獲得貯藏第0天的振動特征參數EI₀，然后將EI₀和T輸入到步驟3)建立的預測模型中處理獲得貨架期或最佳食用期；

所述的步驟3)和步驟4)，具體為：

建立以下水果振動特征參數變化模型：

式中：EI_yu為振動特征參數閾值，t為待測水果的貨架期或最佳食用期天數，EI₀為貯藏第0天的振動特征參數，k_ref為擬合常數參數，E_a為活化能，R為理想氣體常數，T表示貯藏溫度，e表示自然常數；

最后是將待測水果的振動特征參數利用以下公式獲得貨架期或最佳食用期：

2.根據權利要求1所述的一種聲學振動快速無損測定水果貨架期或最佳食用期的方法，其特征在于：所述步驟3)中，所述的激勵信號是由計算機發出并控制激振器工作的信號，采用但不限于正弦掃頻信號、脈沖信號。

3.根據權利要求1所述的一種聲學振動快速無損測定水果貨架期或最佳食用期的方法，其特征在于：所述的步驟1.4)中，對水果樣本采用質構儀進行品質檢測獲得貨架期或最佳食用期。

4.根據權利要求1所述的一種聲學振動快速無損測定水果貨架期或最佳食用期的方法，其特征在于：所述的步驟1.3)中，振動特征參數EI＝f2m2/3，f為待測水果的共振頻率，m為待測水果的質量。

5.根據權利要求1所述的一種聲學振動快速無損測定水果貨架期或最佳食用期的方法，其特征在于：所述的步驟2)中，所述的線性或曲線擬合，包含但不限于一元線性擬合、指數函數模型擬合、倒數模型擬合。