[發明專利]一種楊梅果實糖酸度便攜式無損檢測裝置

在審

• 申請號: 202111539133.2
• 申請日: 2021-12-15
• 公開（公告）號: CN114235720A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 張垚;王鋮杰;張競成;黃然;吳開華
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25;G01N21/47
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 陳煒

本發明公開了一種楊梅果實糖酸度便攜式無損檢測裝置。該檢測裝置包括外殼，以及安裝在外殼上的特定波段光源、光照強度傳感器和控制模塊。外殼上設置有遮光壁7。特定波段光源和光照強度傳感器均安裝在遮光壁7的內側。特定波段光源包括第一LED燈和第二LED燈。所述第一LED燈和第二LED燈的發光位置分別設置有570nm和610nm的濾光片。本發明使用32nm帶寬的濾光片與光照強度傳感器相配合，實現了低成本的楊梅糖度、酸度的無損檢測。此外，本發明在降低成本的情況下達到了與利用4nm光譜分辨率光譜圖像求得值相近的檢測精度。

技術領域

本發明屬于果實糖酸度無損檢測技術領域，具體涉及一種楊梅果實糖酸度便攜式無損檢測裝置及其檢測方法。

背景技術

楊梅是浙江省的一種重要經濟作物，浙江省楊梅栽培的總面積約為70萬畝，年總產量為21萬噸。楊梅樹性強健，易于栽培，經濟壽命長，生產成本明顯比其他水果低，因此，被人們譽為“綠色企業”和“搖錢樹”。我國的楊梅主要集中在六月至七月進行采摘，采摘時間短，楊梅產量高，并且同一株楊梅樹的楊梅成熟期不同，需要多次采摘。楊梅的口感和營養決定了楊梅的質量等級，較高等級的楊梅產生的經濟價值也較高，以往人工分類楊梅取決于經驗，因此分類標準參差不齊，不能充分發揮高質量楊梅的經濟價值。同時，由于夏天的高溫高濕的天氣，楊梅的質地又較為柔軟，沒有外果皮進行保護，因此楊梅的耐儲藏性較差，如果分類效率較低則會導致楊梅腐爛，影響質量?；谏鲜鰡栴}，目前急需一種高效而精確的楊梅分類方法與儀器。

楊梅的質量等級主要是由楊梅的甜度和酸度決定，質量較高的楊梅吃起來香甜可口，而在化學組分中的反應則是其果肉中所含糖度和酸度，因此如果能對楊梅果實的糖度和酸度進行準確的檢測，就能夠對楊梅進行分類。以往的水果質量檢測方法需要破壞水果的成分，提取果肉通過化學組分分析，得到其相關組分，而隨著光譜分析技術的興起，使得對于水果的無損檢測成為現實。光譜分析技術因具有分析時間短，無需樣品預處理，非破壞性，無污染以及成本低等特點，已成為20世紀90年代以來發展最快，最引人注目的現代定量分析技術，廣泛應用于農產品，食品的品質檢測。近年來我國的水果無損檢測研究主要應用于蘋果等水果，尚未有研究用于楊梅的無損質量檢測，而且所采用的光譜分析儀器均是一些較復雜的光譜儀，造價昂貴而且不易于使用。

申請號為“2020107825636”，名稱為“一種楊梅品質無損檢測方法”，以及申請號為“2020105424195”，名稱為“一種基于高光譜的楊梅果實糖酸度無損檢測方法”的專利申請中均記載了無損檢測楊梅果實糖酸度的方法，但是二者分別需要使用工業相機、高光譜儀；而工業相機和高光譜儀均存在成本昂貴的缺點；因此，目前具有造價較低、便于使用的楊梅無損質量檢測儀器尚未實現，因此具有極大的發展前景。

發明內容

本發明的目的在于解決以往人工判別楊梅成熟度的局限性，通過采集楊梅表面對相關特征波長光的反射信息，反演楊梅的酸度和糖度的便攜式無損檢測裝置。

本發明提供一種楊梅果實糖酸度的便攜式無損檢測裝置，其包括外殼，以及安裝在外殼上的特定波段光源、光照強度傳感器和控制模塊。光照強度傳感器的光譜分辨率為32nm。外殼上設置有遮光壁7。特定波段光源和光照強度傳感器均安裝在遮光壁7的內側。特定波段光源包括第一LED燈和第二LED燈。所述第一LED燈和第二LED燈的發光位置分別設置有570nm和610nm的濾光片。

控制模塊安裝在外殼內。控制模塊利用糖酸度檢測模型，以第一LED燈、第二LED燈分別發光時檢測到的光強度為輸入信號，計算被測楊梅果實的糖度C_sugar和酸度PH如下：

C_sugar＝A*C_anth+B

PH＝A*R₁^-B+C

C_anth＝A*R₂²-B*R₆₂₀+C