帶稱重功能的小型球形水果糖酸比快速無損檢測裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術涉及帶稱重功能的小型球形水果糖酸比快速無損檢測裝置。所要解決的技術問題是提供的裝置應具有鑒別速度快、檢測精度高、適用面廣以及操作簡便的特點。技術方案是：帶稱重功能的小型球形水果糖酸比快速無損檢測裝置，包括光源及計算機、觸摸顯示屏和光譜儀；其特征在于該裝置還配置了稱重-光照系統；稱重-光照系統由稱重系統和光照系統組成；稱重系統包括底座、稱重傳感器及隔板；隔板中心制有一圓孔；光照系統包括環形分光器、柔性遮光罩、聚光透鏡及溫度傳感器和柔性座墊；環形分光器的頂端端面制有一圓環形發光區，壁部制有一大螺孔；聚光透鏡由一透鏡光纖連接器托持定位，出射光纖也由透鏡光纖連接器固定在聚光透鏡的下方。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種檢測裝置，具體是對小型球形水果(如水蜜桃)品質(糖酸比、重量)進行快速無損檢測的裝置。
技術介紹
中國是農業大國，近年來水果產量持續增加；隨著人們生活水平的不斷提高，消費者在選購水果時不僅僅關注外觀，也越來越關注水果的內部品質如口感、糖酸比(糖度與酸度之比)。糖酸比是指食品或食品原料中總糖量(可溶性固形物)與總酸(可滴定酸)含量的t匕，是評價水果成熟度、果實品質的一個重要指標。糖酸比可以影響食品的口味，食品生產中也往往通過調節該比值來控制食品口味。如果汁，每一種果汁都有自己固定的糖酸比從而使口味達到最佳。糖酸比還會影響食品的品質，一定酸度會影響食品中微生物的生長，延長保質期。現有的水果品質鑒別方法主要有:感官鑒定法，主要憑借視覺、觸覺、嗅覺來鑒別。判定的準確性受情緒因素、感情因素、經驗、身體健康狀況、鑒定環境等諸多因素的影響。理化分析法，即將水果榨汁，然后利用酸度計、糖度計進行測量。該方法的優點是作為常規儀器分析方法已經得到普遍認同，缺點則是耗時耗力，成本高，周期長，且均需要對待測樣品進行破壞性處理。因此研究快速無損檢測水果內部品質裝置對于水果內銷及進出口都意義重大。目前國內外在水果內部品質無損檢測裝備上都進行了一些基礎研究，但能投入實際生產應用的并不多。在日本專利N0.09-089767中，描述了一種基于近紅外技術檢測蘋果糖度的便攜式裝置，該裝置是將水果反射光經分光系統后分成不同波長的光入射到光電轉換單元上，通過計算吸光度、二次微分處理，并用912nm和888nm處的光譜值建立預測模型，認為可以用于果園樹上果實品質的現場檢測。但在這種結構中，分光精度容易受外界因素(振動、溫度等)影響，導致檢測精度不高。中國專利N0.200510056732.3中，描述了一種便攜式果品內部品質無損檢測裝置。該裝置中用一圈LED光源照射水果，并用設在頂部和底部的光電檢測器檢測，檢測從水果中透射的近紅外光，并通過建立預測模型實現對水果品質(水心病程度)檢測分級。由于LED光源為特定波長光源，有些果品品質無法全部獲取，這樣在應用上存著一定缺陷；另外由于散熱困難還存在對水果品質的影響的問題。此外，水果重量是水果計量的依據，目前尚未見到能同時實現水果重量和內部品質檢測的裝置
技術實現思路
本技術的目的是克服上述
技術介紹
中的不足，提供一種適用于小型球形水果糖酸比及重量檢測的裝置，該裝置應具有鑒別速度快、檢測精度高、適用面廣以及操作簡便的特點。本技術采用的技術方案如下:帶稱重功能的小型球形水果糖酸比快速無損檢測裝置，包括光源以及通過數據線連接的計算機、觸摸顯示屏和光譜儀；其特征在于該裝置還配置了稱重-光照系統，所述光源發出的檢測光通過入射光纖輸入該稱重-光照系統，所述光譜儀通過出射光纖接收該稱重-光照系統輸出的透射光；所述的稱重-光照系統由稱重系統和光照系統組成；所述稱重系統包括底座、固定在底座上方的稱重傳感器以及固定在稱重傳感器上方的隔板；所述隔板中心制有一用于敷設出射光纖的圓孔；所述光照系統包括固定在隔板上的環形分光器、安裝在環形分光器頂部的柔性遮光罩、定位在環形分光器中央的聚光透鏡以及固定在環形分光器頂端端面的溫度傳感器和柔性座墊；所述環形分光器的頂端端面制有一用于發射檢測光的圓環形發光區，壁部制有一連接入射光纖并導入檢測光的大螺孔；所述聚光透鏡由一透鏡光纖連接器托持定位，所述出射光纖也由透鏡光纖連接器固定在聚光透鏡的下方，以接收聚光透鏡發出的透射光并輸送至光譜儀。所述透鏡光纖連接器呈頭部大尾部小的漏斗狀，頭部內壁上制有用于配合兩個內套筒的內螺紋；尾部內壁上制有用于固定出射光纖的內螺紋；尾部的外表面還制有三個周向均布的外凸光孔，每個外凸光孔均與一從環形分光器徑向伸出的長螺釘配合。所述聚光透鏡由可調間距的內套筒定位在透鏡光纖連接器的上部。所述光源為功率可調的鹵素燈光源。本技術的工作過程是:先啟動嵌入式計算機并打開相應的檢測軟件，設置好參數，選擇水果品質檢測模塊。當被檢水果(如水蜜桃)放到柔性遮光罩3-2上時，其重量使安裝于底座3-11和隔板3-9之間的稱重傳感器3-10發生變形，并輸出與重量成正比的電信號，電信號傳輸到嵌入式計算機I并經過處理便可得出水果的重量。檢測軟件會根據水果的重量和預置的光源功率調節模型，自動發出指令調節光源5的功率，使其適合該水果的實時檢測。近紅外光源發出的光經過入射光纖4從大螺孔3-1-2進入環形分光器3-1的本體，然后穿越本體到達環形分光器頂部被分散成環形光發出，照射到水果底部一圈的位置；部分環形光在水果內部經過漫透射后，一部分透射光折射后進入聚光透鏡3-4，聚光透鏡3-4將接收到的透射光聚焦后照射到出射光纖6頭部(此時的透射光已經攜帶了水果的糖酸比等信息)；透射光經過光譜儀7處理后便可得到一個光譜數據，然后傳入到嵌入式計算機；與此同時，安裝在環形分光器3-1上面的溫度傳感器3-3也獲取了檢測時的溫度數值并傳入到嵌入式計算機I。嵌入式計算機I根據溫度和預置的溫度校正模型對所獲取的光譜信息進行溫度校正，然后對校正過的光譜提取有效波長下的光譜信息并輸入到糖酸比檢測模型，計算出水果的糖酸t匕，并根據糖酸比將水果分為等級(如優、良、一般、差等)，最后觸摸顯示屏上便會顯示出水果的糖酸比、等級、重量等信息。本技術的有益效果是:本技術鑒別速度快，精度高，適合現場分析，可以快速準確無損地鑒別小型球形水果的糖酸比和重量。采用的鹵素燈光源功率可調，檢測軟件根據水果的重量信息自動發出指令控制系統調節功率，以適應不同水果的品質檢測，并自動進行溫度校正，提高了檢測精度。光源經環形分光器分光，適用性強、穩定可靠。此外，測量時沒有移動部件，解決了現有裝置因分光器、光纖移動造成的水果品質鑒別結果不準確的問題；并且操作簡便，操作者無需專業知識就能實現自主檢測。附圖說明圖1是本技術的實施例的結構示意圖。圖2a是本技術實施例中的稱重-光照系統的剖面結構示意圖。圖2b是圖2a中的A部放大結構示意圖。圖2c是圖2a中的B部放大結構示意圖。圖3是本技術實施例中的柔性遮光罩的立體結構示意圖。圖4a是本技術實施例中的環型分光器的立體結構示意圖之一。圖4b是本技術實施例中的環型分光器的立體結構示意圖之二。圖5a是本技術實施例中的透鏡光纖連接器的立體結構示意圖之一。圖5b是本技術實施例中的透鏡光纖連接器的立體結構示意圖之二。圖6是本技術實施例中的內套筒的立體結構示意圖。圖7是本技術實施例中的隔板的立體結構示意圖。圖中:1、計算機；2、觸摸顯不屏；3、稱重-光照系統；4、入射光纖；5、光源；6、出射光纖；7、光譜儀；3-1、環形分光器；3-2、柔性遮光罩；3-3、溫度傳感器；3-4、柔性座墊；3-5、聚光透鏡；3-6、內套筒；3-7、透鏡光纖連接器；3-8、長螺釘；3_9、隔板；3_10、稱重傳感器；3_11、底座；3_1_1、圓環形發光區；3_1_2、大螺孔；3_7_1、外凸光孔。具體實施方式本技術提供的帶稱重功能的便攜式水果糖酸比無損檢測裝置，基于光譜分析技術、光纖傳感技術、化學計量學技術等多項技術的交叉，選擇水果內部品質中最重要指標糖酸比作為檢測評價指標本文檔來自技高網...

【技術保護點】
帶稱重功能的小型球形水果糖酸比快速無損檢測裝置，包括光源（5）以及通過數據線連接的計算機（1）、觸摸顯示屏（2）和光譜儀（7）；其特征在于該裝置還配置一稱重?光照系統，所述光源發出的檢測光通過入射光纖（4）輸入該稱重?光照系統（3），所述光譜儀通過出射光纖（6）接收該稱重?光照系統輸出的透射光；所述的稱重?光照系統由稱重系統和光照系統組成；所述稱重系統包括底座（3?11）、固定在底座上方的稱重傳感器（3?10）以及固定在稱重傳感器上方的隔板（3?9）；所述隔板中心制有一用于敷設出射光纖的圓孔；所述光照系統包括固定在隔板上的環形分光器（3?1)、安裝在環形分光器頂部的柔性遮光罩（3?2）、定位在環形分光器中央的聚光透鏡（3?5）以及固定在環形分光器頂端端面的溫度傳感器（3?3）和柔性座墊（3?4）；所述環形分光器的頂端端面制有一用于發射檢測光的圓環形發光區（3?1?1），壁部制有一連接入射光纖并導入檢測光的大螺孔（3?1?2）；所述聚光透鏡由一透鏡光纖連接器（3?7）托持定位，所述出射光纖也由透鏡光纖連接器固定在聚光透鏡的下方，以接收聚光透鏡發出的透射光并輸送至光譜儀。

【技術特征摘要】
1.稱重功能的小型球形水果糖酸比快速無損檢測裝置，包括光源(5)以及通過數據線連接的計算機(I)、觸摸顯示屏(2)和光譜儀(7);其特征在于該裝置還配置一稱重-光照系統，所述光源發出的檢測光通過入射光纖(4)輸入該稱重-光照系統(3)，所述光譜儀通過出射光纖(6)接收該稱重-光照系統輸出的透射光； 所述的稱重-光照系統由稱重系統和光照系統組成； 所述稱重系統包括底座(3-11)、固定在底座上方的稱重傳感器(3-10)以及固定在稱重傳感器上方的隔板(3-9);所述隔板中心制有一用于敷設出射光纖的圓孔； 所述光照系統包括固定在隔板上的環形分光器(3-1)、安裝在環形分光器頂部的柔性遮光罩(3-2)、定位在環形分光器中央的聚光透鏡(3-5)以及固定在環形分光器頂端端面的溫度傳感器(3-3)和柔性座墊(3-4);所述環形分光器的頂端端面制有一用于發射檢測光的圓環形發光區(3...

【專利技術屬性】
技術研發人員：謝麗娟，應義斌，王愛臣，
申請(專利權)人：浙江大學，
類型：實用新型
國別省市：