基于光特性的水果内部品质在线无损检测方法和装置的制作方法

文档序号:6113132阅读:215来源:国知局
专利名称:基于光特性的水果内部品质在线无损检测方法和装置的制作方法
技术领域
本发明涉及一种基于水果光特性的内部品质在线无损检测方法和装置。
背景技术
水果的内部品质检测和分级一直是农产品加工中最重要的步骤之一,因为适当的品质分级不但可以延长水果的贮藏期限及运输距离,更重要的是可以增加水果的经济价值和销售价格。随着水果产量的不断增加和人们生活水平的不断提高,消费者在选购水果时对于内部品质如口感、糖度、酸度和内部营养品质如维生素含量等越来越极为看重。而目前对水果内部品质的检验常以破坏性化学分析为主,如糖度用蒽酮比色法或糖度计,酸度用电位法(pH计)测定,维生素含量用比色法和高效液相色谱测定等,这些方法均存在制样烦琐、分析时间长、检测成本高和检测精度低等问题。因此研究快速无损检验水果内部品质的方法和装置是实现水果产后加工处理和品质自动化分级的一项重要工作。
基于水果光特性的内部品质在线无损检测已经受到越来越多人们的关注,因为其无损伤,检测速度快,可以很好地满足工厂化水果产后处理分级的要求,成为水果在线内部品质检测分级的重要方法之一。目前水果内部品质在线无损检测装置还不成熟且存在着较多问题如检测精度和检测速度有待提高。对于这些问题的解决,许多是通过改善在线预测模型的稳定性和适应性,另外是考虑在线检测的环境因素提出相应的模型补偿算法。而对于一个在线检测装置来说,好的模型可以提高在线检测的准确性,但是通过一定的检测方法和装置更有效地获得水果的光谱信息,以提高光信号的有效性,提高在线检测精度。
美国专利NO.4883953,NO.5089701,NO.5324945,NO.5708271,NO.4883953和NO.5708271分别介绍对于不同的检测对象(液体,哈密瓜,柑橘,苹果等)和运用不同的光谱波段(900-1450,800-1050,760-1000,860-960,950-2500,800-860等)进行了相应的基于水果内部品质光特性的检测装置的开发。在线无损检测装置没有充分考虑水果检测时有效光谱的收集,例如光谱检测积分时间的保证,还有光源与水果尺寸大小匹配优化。使用一种有效的检测方法和装置,结合水果在线检测的特殊性,设计考虑光谱检测积分时间的检测系统和适应水果不同尺寸的光照系统,对提高在线检测的精度,实现水果内部品质在线检测的准确性是非常必要的。
目前,利用水果光特征检测水果内部品质方法基本上可分为反射法和透射法。
反射法检测时由检测装置向检测水果发射检测光线,检测装置在同侧检测反射光线,通过分析得到水果内部品质信息。目前的检测方法存在一定的问题这类装置照射光的高度和检测探头是固定的,如果被测水果的尺寸不均匀会导致对于每个水果的检测位置不尽相同,因此不同水果检测时的检测位置与建模时水果的检测位置不尽一致,从而引起较大的检测误差。
漫透射或透射法检测时由检测装置向检测水果上面发射照射光线,检测装置在水果底部或另一侧检测透射光线,通过分析得到水果内部品质信息。由于透射光信号很弱,如果检测探头是固定的,那么在检测进行时检测探头与水果的表面之间的距离受水果尺寸影响,检测到光信号强度也随之发生变化,影响检测精度,而对于因水果的尺寸变化导致的水果检测位置变化引起的检测精度变动,在透射法中依然存在。
综上所述,在利用水果光特性进行水果内部品质在线无损检测时,由于水果尺寸变化,会引起的水果有效透射光谱的变化,进而引起检测精度变化;而对于透射法还应考虑水果尺寸变化后,光照条件也应该随着调整变化,使其透射信号更有效的得到,从而保证透射光谱信号基本处于稳定的强度水平与光谱检测仪器匹配,大大提高检测仪器的稳定性,从而提高水果内部品质检测的精度和稳定性。
国内研究报道来看,国内使用近红外光谱在农产品品质分析方面,主要集中在谷物品质和部分果蔬内部品质的有损检验。而对水果内部品质指标(糖度、酸度、硬度和VC含量等)的无损伤检测装置国内未有报道。
总之,在利用水果光特性进行水果内部品质在线无损检测时,应考虑光源照射强度与水果尺寸的匹配和光谱有效收集对检测的精度的影响。

发明内容
本发明的目的在于提供一种基于水果光特性的内部品质在线无损检测方法和装置,可以实现将水果以准确的位置和姿态呈现在光谱检测箱内,使光谱检测单元的光能有效照射水果表面,光纤探头能准确、实时、有效地获取来自检测对象内部的透射光谱信息,经过计算机处理完成水果糖度品质指标的检测,实现水果内部品质(糖度、酸度、硬度和维生素C含量等)的在线无损检测。
本发明采用的技术方案如下一、基于水果光特性的内部品质在线无损检测方法,包括下列步骤1)水果依靠输送单元输送,以稳定状态向检测位置运动;2)布置在输送单元上的编码器获取水果的位置信息并传输给信号控制单元;同时,水果经过输送单元上的尺寸检测装置时,尺寸检测装置获取水果的尺寸信息并传输给信号控制单元;3)信号控制单元对收到水果的位置信息和尺寸信息进行分析处理,转化为控制信号发给检测系统和光照系统的控制器;4)检测系统和光照系统的控制器根据控制信号驱动完成光照与尺寸的优化匹配以及水果光谱的有效采集;5)分析处理单元通过传输来的光谱信息对水果内部品质的糖度、酸度、硬度和维生素C含量给出检测结果,然后结合位置信息指导水果出口分级装置分级。
二、基于水果光特性的内部品质在线无损检测装置包括由四个输送带及驱动机构组成的输送系统,分析处理单元,信号控制单元,光照系统,检测系统,水果分级出口,水果入口,尺寸检测装置,编码器;其中1)其中第一、第二、第三和第四输送带及驱动机构分别包括输送带,托盘,驱动链轮,链条,调速电机,从动轮链轮,支撑连接架;链条环绕在驱动链轮和从动轮链轮上,两根链条之间有支撑连接架连接构成输送带的骨架结构,输送带与支撑连接架固接在一起,托盘镶嵌在输送带上;其托盘底部与输送带底面共面,托盘底部装有光准直元件,调速电机与驱动链轮连接;第一、第二、第三和第四输送带及驱动机构首尾相连构成一个环行的输送系统;2)分析处理单元包括用于光谱数据的预处理和基线校正算法以及水果糖度、酸度、硬度和维生素C含量的内部品质检测的一组分析预测模型,用于与信号控制单元交换信息的程序;3)信号控制单元包括用于实现检测装置所有动作、功能的输入、输出控制信号的处理和整合的程序;其中预先存储了一组检测前预设的值;信号控制单元分别与编码器、尺寸检测控制器、检测控制器、检测系统的各驱动控制器和光照系统控制器相连接;4)光照系统包括光照箱,两组卤钨灯泡,两块弧形光照反射板,风扇,光源功率调节器;以上元件都包含在光照箱内,两块弧形光照反射板对称安装在光照箱上,两组卤钨灯泡组分别安装在弧形光照反射板上,光源功率调节器一端与卤钨灯泡组相连,功率调节器的一端与信号控制单元连接;5)检测系统中的检测箱装在光照箱的下方;6)水果分级出口和水果入口装在第四输送带及驱动机构上,尺寸检测装置装在水果入口端出口的第四输送带及驱动机构两侧,编码器安装在第四输送带及驱动机构驱动链轮的轴心。编码器的输出信号分别通过电线与尺寸检测控制器和信号控制单元连接。
所述的检测系统包括隔板,光准直元件,检测控制器,光纤,检测探头,凹面反射镜,检测箱,光纤光谱仪;光准直元件装在托盘底部,隔板装在光照箱和检测箱之间;检测探头装在凹面反射镜的焦点F位置,检测探头通过光纤与光纤光谱仪连接;光纤光谱仪与检测控制器连接;凹面反射镜固接与检测箱上。
所述的检测系统包括隔板,光准直元件,检测控制器,光纤,检测探头,检测箱,光纤光谱仪,平面反射镜,平面反射镜输送带,平面反射镜输送带驱动轮,平面反射镜输送带从动轮,平面反射镜输送带驱动轮驱动电机,平面反射镜输送带驱动电机控制器;光准直元件装在托盘底部,隔板装在光照箱和检测箱之间;检测探头固定安装在检测箱上,检测探头通过光纤与光纤光谱仪连接;光纤光谱仪与检测控制器连接;平面反射镜固定安装在平面反射镜输送带上,平面反射镜输送带环绕在平面反射镜输送带驱动轮和平面反射镜输送带从动轮上;平面反射镜输送带驱动轮与平面反射镜输送带驱动电机连接,平面反射镜输送带驱动电机与平面反射镜输送带驱动电机控制器连接。
所述的检测系统包括隔板,光准直元件,检测控制器,光纤,检测探头,检测箱,光纤光谱仪,可转动平面反射镜,镜面旋转驱动装置,镜面旋转驱动装置控制器;光准直元件装在托盘底部,隔板装在光照箱和检测箱之间;测探头固定安装在检测箱上,检测探头通过光纤与光纤光谱仪连接;光纤光谱仪与检测控制器连接;一块可转动平面反射镜安装在镜面旋转驱动装置上,镜面旋转驱动装置安装在检测箱内与镜面旋转驱动装置控制器连接。
本发明具有的有益效果是可以对在线运动的水果提取有效的光谱信息,并进行光谱预处理和基线校正等,快速有效地完成对生产线上批量水果的内部品质(糖度、酸度、硬度和维生素C含量等)进行检测,且由于考虑了被测水果尺寸大小和光照匹配的优化,检测装置对光谱收集的积分时间的优化对检测精度的影响,从而提高了水果在线检测的精度。


图1是检测装置整体示意图;图2是输送带及驱动机构剖视图;图3是第一种检测系统结构示意图;图4是第二种检测系统结构示意图;图5是第三种检测系统结构示意图;图6是光照系统结构示意图;图7是托盘结构示意图;图8是输送带结构示意图;图9是尺寸检测装置结构示意图。
图中1、第一输送带及驱动机构;2、第二输送带及驱动机构;3、分析处理单元;4、信号控制单元;5、光照系统;6、检测系统;7、输送带;8、托盘;9、被测水果;10、第三输送带及驱动机构;11、第四输送带及驱动机构;12、水果分级出口;13、水果入口;14、尺寸检测装置;15、编码器;101、驱动链轮;102、链条;103、调速电机;104、支撑连接架;105、从动动链轮;501、光照箱;502、卤钨灯泡;503、光照反射板;504、风扇;505、光源功率调节器;601、隔板;602、光准直元件;603、检测控制器;604、光纤;605、检测探头;606、凹面反射镜;607、检测箱;608、光纤光谱仪;609、平面反射镜;610、平面反射镜输送带;611、平面反射镜输送带驱动轮;612、平面反射镜输送带从动轮;613、平面反射镜输送带驱动轮驱动电机;614、平面反射镜输送带驱动电机控制器;615、可转动平面反射镜;616、镜面旋转驱动装置;617、镜面旋转驱动装置控制器;1401、光发射器;1402、检测光束;1403、光检测器;1404、尺寸检测控制器。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施例子进一步详细描述本发明。
如图1、2、8所示,本发明由四个输送带及驱动机构组成的输送系统,分析处理单元3,信号控制单元4,光照系统5,检测系统6,水果分级出口12,水果入口13,尺寸检测装置14,编码器15;其中1)其中第一、第二、第三和第四输送带及驱动机构1、2、10、11分别包括输送带7,托盘8,驱动链轮101,链条102,调速电机103,从动轮链轮105,支撑连接架;链条102环绕在驱动链轮101和从动轮链轮105上,两根链条102之间有支撑连接架104连接构成输送带的骨架结构,输送带7与支撑连接架104固接在一起,托盘8镶嵌在输送带7上;其托盘8底部与输送带8底面共面,托盘8底部装有光准直元件602,调速电机103与驱动链轮101连接;第一、第二、第三和第四输送带及驱动机构1、2、10、11首尾相连构成一个环行的输送系统;2)分析处理单元3包括用于光谱数据的预处理和基线校正算法以及水果糖度、酸度、硬度和维生素C含量的内部品质检测的一组分析预测模型,用于与信号控制单元交换信息的程序;3)信号控制单元4包括用于实现检测装置所有动作、功能的输入、输出控制信号的处理和整合的程序;其中预先存储了一组检测前预设的值;信号控制单元4分别与编码器15、尺寸检测控制器1404、检测控制器603、检测系统的各驱动控制器和光照系统控制器505相连接;4)光照系统5包括光照箱501,两组卤钨灯泡502,两块弧形光照反射板503,风扇504,光源功率调节器505;以上元件都包含在光照箱501内,两块弧形光照反射板503对称安装在光照箱501上,两组卤钨灯泡组502分别安装在弧形光照反射板503上,光源功率调节器505一端与卤钨灯泡组502相连,功率调节器505的一端与信号控制处理单元3连接,如图6(a)(b)所示;5)检测系统6中的检测箱607装在光照箱501的下方;6)水果分级出口12和水果入口装在第四输送带及驱动机构11上,尺寸检测装置14装在水果入口13端出口的第四输送带及驱动机构11两侧,编码器15安装在第四输送带及驱动机构11驱动链轮101的轴心。编码器15的输出信号分别通过电线与尺寸检测控制器1404和信号控制单元4连接。
如图3所示,所述的检测系统6包括隔板601,光准直元件602,检测控制器603,光纤604,检测探头605,凹面反射镜606,检测箱607,光纤光谱仪608;光准直元件602装在托盘8底部,隔板601装在光照箱501和检测箱607之间;检测探头605装在凹面反射镜606的焦点F位置,检测探头605通过光纤604与光纤光谱仪608连接;光纤光谱仪608与检测控制器603连接;凹面反射镜606固接与检测箱607上。
如图4所示,所述的检测系统6包括隔板601,光准直元件602,检测控制器603,光纤604,检测探头605,检测箱607,光纤光谱仪608,平面反射镜609,平面反射镜输送带610,平面反射镜输送带驱动轮611,平面反射镜输送带从动轮612,平面反射镜输送带驱动轮驱动电机613,平面反射镜输送带驱动电机控制器614;光准直元件602装在托盘8底部,隔板装在光照箱501和检测箱607之间;检测探头605固定安装在检测箱607上,检测探头605通过光纤604与光纤光谱仪608连接;光纤光谱仪608与检测控制器603连接;平面反射镜609固定安装在平面反射镜输送带610上,平面反射镜输送带610环绕在平面反射镜输送带驱动轮611和平面反射镜输送带从动轮612上;平面反射镜输送带驱动轮611与平面反射镜输送带驱动电机613连接,平面反射镜输送带驱动电机613与平面反射镜输送带驱动电机控制器614连接。
如图5所示,所述的检测系统6包括隔板601,光准直元件602,检测控制器603,光纤604,检测探头605,检测箱607,光纤光谱仪608,可转动平面反射镜615,镜面旋转驱动装置616,镜面旋转驱动装置控制器617;光准直元件602装在托盘8底部,隔板601装在光照箱501和检测箱607之间;测探头605固定安装在检测箱607上,检测探头605通过光纤604与光纤光谱仪608连接;光纤光谱仪608与检测控制器连接;一块可转动平面反射镜615安装在镜面旋转驱动装置616上,镜面旋转驱动装置616安装在检测箱607内与镜面旋转驱动装置控制器617连接。
如图9所示,当被测水果到达检测位置时,水果位于光发射器1401和光检测器1403之间,部分阻挡了检测光路,尺寸检测控制器1404自下而上检测光检测器1403的信号,找到第一条没有被水果阻挡的光,该光检测器1403编号查表即可确定水果的尺寸。
下面结合图1-9介绍工作过程①水果入口13是一个自动放置水果于托盘8上的机构,如图7(a)、(b)所示,其主要完成托盘水果的放置,这个环节可以为机器自动实现也可以是人工实现;②水果4从水果入口13沿输送方向向检测位置运动,此时水果4在托盘8上以检测最优姿态呈现,托盘上水果的运动速度通过输送带7的调速器103来调节;③尺寸检测装置14在水果入口13的出口一侧,当第一个水果样品经过尺寸检测位置,尺寸检测装置获取该水果的尺寸信息,并把此信息传送给信号控制单元4,由信号控制单元来控制光照系统5的光照射强度;④经过编码器15是用来记录水果的位置信息,当第一个水果样品经过尺寸检测装置14检测尺寸大小的同时,也记录第一个水果样品到达检测系统6进行检测的位置信息,并把此位置信息和尺寸信息同时传送给信号控制单元4,由信号控制系统来控制光照系统6的光照射强度;⑤当第一个水果样品到达检测位置之前,根据信号控制单元4对该水果相关信息的处理整合,信号控制单元输出相应的控制信号给光源功率器505,光源功率调节器根据该水果的尺寸匹配相应的最优光照射强度条件;⑥当第一个水果样品到达检测位置时,检测控制器603发出命令信号启动光纤光谱仪608开始采集被测水果的光谱信息;⑦被测水果9的光谱采集需要一定的积分时间来保证光谱仪获得最有效的光谱信息和数据,下面三种检测方案可以实现检测要求检测方案1检测开始,光源照射被测水果样品9,光源系统5的照射光穿过水果内部透射而出,出来的被测水果样品透射光经过托盘底部安装的光准直元件602,穿过隔板601的狭缝照射在检测箱607内的凹面反射镜606上,透射光被凹面反射镜反射后射向位于凹面反射镜焦点F位置的检测探头605;因为托盘8的运动,透射光在凹面反射镜上运动,但反射后的透射光都会射向凹面反射镜焦点位置的检测探头,当托盘从A点运动到B点完成检测所需的积分时间,且在整个过程中光谱的积分和采集都是连续的;通过光纤604传到检测探头,并将收集到的透射光输送到光纤光谱仪608进行处理,处理好的透射光以一定的信号形式作为输入进入分析处理单元3;检测方案2检测开始,光源照射被测水果样品9,光穿过水果内部透射而出,出来的透射光经过托盘8底部安装的光准直元件602,穿过隔板601的狭缝照射在检测箱607内的反射镜输送带612上的平面反射镜609上,平面反射镜与水平面夹角为45度,透射光被平面反射镜反射后射向固定的轴线水平的检测探头605;因为托盘8的运动,透射光也在移动,根据托盘的运动速度反射镜面输送带612的驱动电机614以相应速度带动其上面的平面反射镜与托盘同步同速移动,平面反射镜始终将透射光反射后射向检测探头,当托盘从A点运动到B点完成检测所需的积分时间,且在整个过程中光谱的积分和采集都是连续的;通过光纤604传导检测探头将收集到的透射光输送到光纤光谱仪608进行处理,处理好的透射光以一定的信号形式作为输入进入分析处理单元3;检测方案3检测开始,光源照射被测水果样品9,光穿过水果内部透射而出,出来的透射光经过托盘8底部安装的光准直元件602,穿过隔板601的狭缝照射在检测箱607内的可旋转平面镜615上,透射光被平面反射镜反射后射向固定的轴线水平的检测探头605;因为托盘的运动,透射光在水平位置上发生位移,为了使位移改变后的透射光经反射后都会射向检测探头,要求平面反射镜可以绕O点旋转来满足检测要求;平面反射镜的旋转通过镜面旋转驱动装置616实现,当托盘从A点运动到B点完成检测所需的积分时间,且在整个过程中光谱的积分和采集都是连续的;通过光纤604传导检测探头将收集到的透射光输送到光纤光谱仪608进行处理,处理好的透射光以一定的信号形式作为输入进入分析处理单元3;⑧光纤光谱仪608采集得到的光谱数据通过USB接口传输或数据采集卡采集进入分析处理单元3,得到的水果9的光谱数据根据分析处理3单元已经存在的基于近红外光谱的水果内部品质检测模型,很快计算得到该水果的内部品质信息(糖度、酸度、硬度和维生素C含量等);⑨根据水果9的内部品质信息和位置信息,分析处理单元3进行整合处理输出信号给信号控制单元4,信号控制单元4根据检测分级要求输出控制信号给水果分级出口12;⑩水果分级出口12根据输入的控制信号对该水果进行匹配分级,通过一定的机械装置让该水果在不同的等级分级口输出,完成分级。
本发明可用其他的不违背本发明的精神和主要特征的具体形式来概述。因此,无论从哪一点来看,本发明的上述实施方案都只能认为是对本发明的说明而不能限制本发明,权利要求书指出了本发明的范围,而上述的说明并未指出本发明的范围,因此,在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变,都应认为是包括在权利要求书的范围内。
权利要求
1.基于水果光特性的内部品质在线无损检测方法,包括下列步骤1)水果依靠输送单元输送,以稳定状态向检测位置运动;2)布置在输送单元上的编码器获取水果的位置信息并传输给信号控制单元;同时,水果经过输送单元上的尺寸检测装置时,尺寸检测装置获取水果的尺寸信息并传输给信号控制单元;3)信号控制单元对收到水果的位置信息和尺寸信息进行分析处理,转化为控制信号发给检测系统和光照系统的控制器;4)检测系统和光照系统的控制器根据控制信号驱动完成光照与尺寸的优化匹配以及水果光谱的有效采集;5)分析处理单元通过传输来的光谱信息对水果内部品质的糖度、酸度、硬度和维生素C含量给出检测结果,然后结合位置信息指导水果出口分级装置分级。
2.基于水果光特性的内部品质在线无损检测装置,其特征在于包括由四个输送带及驱动机构组成的输送系统,分析处理单元(3),信号控制处理单元(4),光照系统(5),检测系统(6),水果分级出口(12),水果入口(13),尺寸检测装置(14),编码器(15);其中1)其中第一、第二、第三和第四输送带及驱动机构(1、2、10、11)分别包括输送带(7),托盘(8),驱动链轮(101),链条(102),调速电机(103),从动轮链轮(105),支撑连接架;链条(102)环绕在驱动链轮(101)和从动轮链轮(105)上,两根链条(102)之间有支撑连接架(104)连接构成输送带的骨架结构,输送带(7)与支撑连接架(104)固接在一起,托盘(8)镶嵌在输送带(7)上;其托盘(8)底部与输送带(8)底面共面,托盘(8)底部装有光准直元件(602),调速电机(103)与驱动链轮(101)连接;第一、第二、第三和第四输送带及驱动机构(1、2、10、11)首尾相连构成一个环行的输送系统;2)分析处理单元(3)包括用于光谱数据的预处理和基线校正算法以及水果糖度、酸度、硬度和维生素C含量的内部品质检测的一组分析预测模型,用于与信号控制单元交换信息的程序;3)信号控制单元(4)包括用于实现检测装置所有动作、功能的输入、输出控制信号的处理和整合的程序;其中预先存储了一组检测前预设的值;信号控制单元(4)分别与编码器(15)、尺寸检测控制器(1404)、检测控制器(603)、检测系统的各驱动控制器和光照系统控制器(505)相连接;4)光照系统(5)包括光照箱(501),两组卤钨灯泡(502),两块弧形光照反射板(503),风扇(504),光源功率调节器(505);以上元件都包含在光照箱(501)内,两块弧形光照反射板(503)对称安装在光照箱(501)上,两组卤钨灯泡组(502)分别安装在弧形光照反射板(503)上,光源功率调节器(505)一端与卤钨灯泡组(502)相连,功率调节器(505)的一端与信号控制处理单元(3)连接;5)检测系统(6)中的检测箱(607)装在光照箱(501)的下方;6)水果分级出口(12)和水果入口装在第四输送带及驱动机构(11)上,尺寸检测装置(14)装在水果入口(13)端出口的第四输送带及驱动机构(11)两侧,编码器(15)安装在第四输送带及驱动机构(11)驱动链轮(101)的轴心。编码器(15)的输出信号分别通过电线与尺寸检测控制器(1404)和信号控制单元(4)连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于水果光特性的内部品质在线无损检测装置,其特征在于所述的检测系统(6)包括隔板(601),光准直元件(602),检测控制器(603),光纤(604),检测探头(605),凹面反射镜(606),检测箱(607),光纤光谱仪(608);光准直元件(602)装在托盘(8)底部,隔板(601)装在光照箱(501)和检测箱(607)之间;检测探头(605)装在凹面反射镜(606)的焦点F位置,检测探头(605)通过光纤(604)与光纤光谱仪(608)连接;光纤光谱仪(608)与检测控制器(603)连接;凹面反射镜(606)固接与检测箱(607)上。
4.根据权利要求2所述的一种基于水果光特性的内部品质在线无损检测装置,其特征在于所述的检测系统(6)包括隔板(601),光准直元件(602),检测控制器(603),光纤(604),检测探头(605),检测箱(607),光纤光谱仪(608),平面反射镜(609),平面反射镜输送带(610),平面反射镜输送带驱动轮(611),平面反射镜输送带从动轮(612),平面反射镜输送带驱动轮驱动电机(613),平面反射镜输送带驱动电机控制器(614);光准直元件(602)装在托盘(8)底部,隔板装在光照箱(501)和检测箱(607)之间;检测探头(605)固定安装在检测箱(607)上,检测探头(605)通过光纤(604)与光纤光谱仪(608)连接;光纤光谱仪(608)与检测控制器(603)连接;平面反射镜(609)固定安装在平面反射镜输送带(610)上,平面反射镜输送带(610)环绕在平面反射镜输送带驱动轮(611)和平面反射镜输送带从动轮(612)上;平面反射镜输送带驱动轮(611)与平面反射镜输送带驱动电机(613)连接,平面反射镜输送带驱动电机(613)与平面反射镜输送带驱动电机控制器(614)连接。
5.根据权利要求2所述的一种基于水果光特性的内部品质在线无损检测装置,其特征在于所述的检测系统(6)包括隔板(601),光准直元件(602),检测控制器(603),光纤(604),检测探头(605),检测箱(607),光纤光谱仪(608),可转动平面反射镜(615),镜面旋转驱动装置(616),镜面旋转驱动装置控制器(617);光准直元件(602)装在托盘(8)底部,隔板(601)装在光照箱(501)和检测箱(607)之间;测探头(605)固定安装在检测箱(607)上,检测探头(605)通过光纤(604)与光纤光谱仪(608)连接;光纤光谱仪(608)与检测控制器连接;一块可转动平面反射镜(615)安装在镜面旋转驱动装置(616)上,镜面旋转驱动装置(616)安装在检测箱(607)内与镜面旋转驱动装置控制器(617)连接。
全文摘要
本发明公开了一种基于水果光特性的内部品质在线无损检测方法和装置。包括输送单元,分析处理单元,信号控制单元,光照系统,检测系统,水果分级出口,水果入口,尺寸检测装置和编码器。光照系统提供稳定、最优强度的照射光。检测系统可以保证获得水果内部品质有效特征的透射光谱信息。信号控制单元将传感器得到的水果位置信息和尺寸信息以指令方式传输给检测系统,由检测系统实施对水果的在线光谱检测,并把水果的光谱信息通过数据采集系统传输给分析处理单元,其内已存的基于近红外光谱的水果内部品质预测模型对水果进行内部品质评价。本发明考虑了被测水果尺寸大小和光照匹配的优化,提高了水果在线动态水果检测的速度和精度。
文档编号G01B11/00GK1837788SQ20061004998
公开日2006年9月27日 申请日期2006年3月24日 优先权日2006年3月24日
发明者应义斌, 陆辉山, 徐惠荣, 傅霞萍, 田海清, 刘燕德 申请人:浙江大学
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