[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

本發明公開了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。方法包括采集建模樣品集、測定質量、采集振動響應信號、水果品質檢測、提取振動特征參數、計算各貯藏溫度下振動特征參數變化速率、貨架期或最佳食用期預測模型的建立、待測水果的測定等步驟。本發明通過聲學振動處理，采用無損檢測的方式，實現水果貨架期和最佳可食用期的準確測定，能實現水果樣本的快速個體檢測并避免浪費。

技術領域

本發明涉及一種水果貯藏時間的測定方法，尤其涉及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。

背景技術

我國是水果大國，每年水果產量巨大。成熟度是水果的重要品質指標之一，水果的成熟度影響著水果的內部品質，不同成熟度的水果，果肉顏色不同，其內部品質(可溶性固形物、維生素C等營養物質的含量)也不相同。

為延長果品銷售時間和保證果品質量，果農通常會提前采摘水果以使得水果在到達消費者手中依然保持良好品質。同時，果農或經銷商通常會將一部分水果冷藏以延長保存時間。因此，十分有必要明確水果在不同貯藏溫度下的品質變化規律，并以此預測水果的貨架期和最佳可食用期等。目前，水果貨架期和最佳可食用的判斷主要是以個人經驗為主的主觀判斷和抽樣檢測。但是，主觀判斷結果往往和個人經驗有關，且結果不準確，而抽樣檢測只能檢測部分樣本且造成浪費。

水果在成熟過程中，細胞膜和細胞壁物質逐漸降解，淀粉酶使細胞壁被分解，細胞間的附著力不斷減弱，宏觀上則表現為果實的不斷軟化。因此可利用其內部結構變化特點，采用聲學振動的無損檢測方法，并結合適當的數學模型，建立快速無損評估水果品質變化并預測貨架期或最佳食用期的無損檢測方法。

發明內容

為了解決背景技術中存在的問題，本發明目的在于提供了一種基于聲學振動的快速無損測定水果貨架期或最佳食用期的方法。

本發明采用的技術方案是：

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，振動測量傳感器采集的振動響應信號通過信號采集模塊送至計算機并保存；

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，一個貯藏溫度具有一個變化速率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；具體實施中選取最長貨架期或最佳食用期對應的振動特征參數作為振動特征參數閾值。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；