专利名称：用于水果内部品质检测的多通道激光检测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于水果内部品质检测的多通道激光检测系统。
技术背景分级是农产品采后商品化处理的重要手段之一，对增强农产品商品市场竞 争力，提高经济效益的具有重要意义。品质指标检测是分级的基础。在农产品品质指标检测方面，机器视觉技术己 应用于外部品质的检测农产品品质指标。而近红外光谱技术在内部品质指标的 检测上也得到了应用。利用水果光谱特征检测水果内部品质指标方法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。透射法检测时由检测装置向检测水果发射检测光线，检测装置在另一侧检 测透射光线，通过分析得到水果内部品质信息。但在上述两种方法中，检测光线的光束直径常常很小，检测光只能代表一部 分水果内部结构的信息，引起误差。 发明内容本发明的目的在于提供一种用于水果内部品质检测的多通道激光检测系统， 检测光束以较大的直径入射到水果中，以获取更全面的水果品质信息。 本发明的技术方案如下包括电动机，绝对编码器，遮光罩，反光镜，多个不同波段的激光器，底盘， 第一透镜，第二透镜，第三透镜，传感器，载物台和控制系统；其中-1) 在箱体内依次设有电动机，底盘，第一透镜，第二透镜，载物台，第三透镜和传感器；在电动机输出轴上装有绝对编码器，遮光罩和反光镜，反光镜位 于遮光罩内；位于遮光罩外的同一圆周的底盘上等分设有多个不同波段的激光 器，底盘中心开有小孔；遮光罩开有通光口，激光器发出的激光束通过遮光罩 的通光口能照射在反光镜上；电动机旋转轴中心线与反光镜平面的夹角为45度， 激光束与电动机旋转轴中心线夹角为90度；电动机输出轴，遮光罩，底盘，第 一透镜，第二透镜，第三透镜和传感器中心线同轴；2) 绝对编码器，传感器和电动机均与控制系统连接。 所述的控制系统包括接口转换器、单片机、显示器、启动开关、模数转换器、 放大器和电动机控制器；绝对编码器通过接口转换器连接在单片机上，传感器 通过放大器和模数转换器连接在单片机上，显示器和启动开关与单片机相连接， 单片机通过电动机控制器与电动机相连。所述的激光器从右边水平位置S点处开始沿逆时针方向编号，依次为0， 1， 2，......，分别称为通道0，通道l，通道2,......;绝对编码器输出信号与上述通道编号相对应。本发明的有益效果是检测光束以较大的直径入射到水果中，以获取更全面的水果品质信息。
图l是本发明的结构剖面图。图2是激光器、遮光罩及底盘的装配关系示意图。图3是控制系统结构示意图。图4是检测流程示意图。图5是遮光罩主视图。图6是图5的A-A视图。图7是一个实施例中电路逻辑示意图。图中1、电动机，2、绝对编码器，3、反光镜，4、激光器，5、底盘，6、 第一透镜，7、第二透镜，8、第三透镜，9、传感器，10、传感器支承，11、第 三透镜支承，12、载物台，13、第二透镜支承，14、激光束，15、第一透镜支 承，16、底盘支承，17、电动机支承，18、箱体，19、接口转换器，20、单片 机，21、显示器，22、启动开关，23、模数转换器，24、放大器，25、水果， 26、遮光罩，27、遮光罩通光口， 28、电动机控制器。
具体实施方式
如图1和图3所示，本发明它包括电动机l，绝对编码器2，反光镜3，激 光器4，底盘5，第一透镜6，第二透镜7，第三透镜8，传感器9，传感器支承 10，第三透镜支承11，载物台12，第二透镜支承13，第一透镜支承15，底盘 支承16，电动机支承17，箱体18，接口转换器19，单片机20，显示器21，启 动开关22，模数转换器23，放大器24，遮光罩26，电动机控制器28。如图1所示，电动机l，底盘5，第一透镜6，第二透镜7，第三透镜8和 传感器9分别通过电动机支承17，底盘支承16，第一透镜支承15，第二透镜支 承13，第三透镜支承11和传感器支承10安装在箱体18的底部。反光镜3安装
在电动机1的旋转轴未端。绝对编码器2安装在电动机1上。多个激光器4安 装在底盘5上。载物台12安装在箱体18的底部。遮光罩26安装在电动机1旋 转轴上。如图1、图2、图5、图6所示，在电动机1输出轴上装有绝对编码器2， 遮光罩26和反光镜3，反光镜3位于遮光罩26内；位于遮光罩26外的同一圆 周的底盘5上等分设有多个不同波段的激光器4，底盘5中心开有小孔；遮光罩 开有通光口 27，激光器4发出的激光束14通过遮光罩26的通光口 27能照射在 反光镜3上；电动机1旋转轴中心线与反光镜3平面的夹角为45度，激光束14 与电动机1旋转轴中心线夹角为90度；电动机l输出轴，遮光罩26，底盘5， 第一透镜6，第二透镜7，第三透镜8和传感器9中心线同轴；绝对编码器2， 传感器9和电动机1均与控制系统连接。如图3所示，所述的控制系统包括接口转换器19、单片机20、显示器21、 启动开关22、模数转换器23、放大器24和电动机控制器28;绝对编码器2通 过接口转换器19连接在单片机20上，传感器9通过放大器24和模数转换器23 连接在单片机20上，显示器21和启动开关22与单片机20相连接，单片机20 通过电动机控制器28与电动机1相连。如图2所示，所述的激光器4从右边水平位置S点处开始沿逆时针方向编 号，依次为0， 1， 2，......，分别称为通道0，通道l，通道2，......；绝对编码器2输出信号与上述通道编号相对应。如图4所示，水果内部品质的检测流程是用户将水果25放置在载物台12上，由用户按下启动开关22，单片机20通 过电动机控制器28启动电动机1旋转，单片机20检测绝对编码器2的输出信 号，当绝对编码器2的信号为0时，0号激光器4发出的激光束14通过遮光罩 26顶端的遮光罩通光口 27照射在反光镜3上，激光束14经第一透镜6，第二 透镜7，水果25和第三透镜8到达传感器9，由传感器9转换为电信号，经放 大器24放大后，由模数转换器23转换成数字信号，作为通道O的光谱值输入 到单片机20。然后，单片机20依次获取其它通道的光谱值。当所有通道的光谱 值全部获取完成后，单片机20计算当前水果20的内部品质指标值，并在显示 器21上显示。下面是一个实施例第一透镜6采用负透镜，第二透镜7和第三透镜8均采用正透镜。 如图7所示，电动机1采用ZY3-JA型直流减速电动机，相应地，电动机控
制器28采用T2801(C2331型三极管)，电阻R2801，电阻R2802， 二极管D2801 和二极管D2802组成。绝对编码器2采用GD32型并行格雷码输出的绝对编码 器，与之相对的接口转换器19采用电阻值为IOKQ的排阻。传感器9采用PDC 254d-PR光电二极管。单片机20采用AT89C51作为CPU组成。显示器21采用 HS12232-9型LCD显示器。启动开关22采用电阻R2201 ，电阻R2202，开关 K2201和电容C2201组成。模数转换器23采用TLC4541型16位AD转换器。 放大器24采用CA3130集成运算放大器和电阻R2401, R2402和R2403组成。
权利要求
1.一种用于水果内部品质检测的多通道激光检测系统，其特征在于包括电动机(1)，绝对编码器(2)，遮光罩(26)，反光镜(3)，多个不同波段的激光器(4)，底盘(5)，第一透镜(6)，第二透镜(7)，第三透镜(8)，传感器(9)，载物台(12)和控制系统；其中1)在箱体(18)内依次设有电动机(1)，底盘(5)，第一透镜(6)，第二透镜(7)，载物台(12)，第三透镜(8)和传感器(9)；在电动机(1)输出轴上装有绝对编码器(2)，遮光罩(26)和反光镜(3)，反光镜(3)位于遮光罩(26)内；位于遮光罩(26)外的同一圆周的底盘(5)上等分设有多个不同波段的激光器(4)，底盘(5)中心开有小孔；遮光罩开有通光口(27)，激光器(4)发出的激光束(14)通过遮光罩(26)的通光口(27)能照射在反光镜(3)上；电动机(1)旋转轴中心线与反光镜(3)平面的夹角为45度，激光束(14)与电动机(1)旋转轴中心线夹角为90度；电动机(1)输出轴，遮光罩(26)，底盘(5)，第一透镜(6)，第二透镜(7)，第三透镜(8)和传感器(9)中心线同轴；2)绝对编码器(2)，传感器(9)和电动机(1)均与控制系统连接。
2. 根据权利要求1所述的一种用于水果内部品质检测的多通道激光检测系 统，其特征在于所述的控制系统包括接口转换器(19)、单片机(20)、显示器(21)、 启动开关(22)、模数转换器(23)、放大器(24)和电动机控制器(28);绝对编码器(2) 通过接口转换器(19)连接在单片机(20)上，传感器(9)通过放大器(24)和模数转换 器(23)连接在单片机(20)上，显示器(21)和启动开关(22)与单片机(20)相连接，单 片机(20)通过电动机控制器(28)与电动机(1)相连。
3. 根据权利要求1所述的一种用于水果内部品质检测的多通道激光检测系 统，其特征在于所述的激光器(4)从右边水平位置S点处开始沿逆时针方向编 号，依次为0， 1， 2，......，分别称为通道0，通道l，通道2，......；绝对编码器(2)输出信号与上述通道编号相对应。
全文摘要
本发明公开了一种用于水果内部品质检测的多通道激光检测系统。电动机，底盘，第一透镜，第二透镜，第三透镜和传感器分别通过电动机支承，底盘支承，第一透镜支承，第二透镜支承，第三透镜支承和传感器支承同轴安装于箱体；遮光罩和反光镜安装在电动机的旋转轴上；载物台安装在箱体的底部；多个激光器安装在底盘上；激光束与电动机旋转轴中心线夹角为90度，其中心与电动机旋转轴中心线和反光镜的交点重合。多个不同波段的激光器呈辐射状安装在底盘上，激光器发出的激光束通过遮光罩顶端的遮光罩通光口照射在反光镜上。电动机旋转轴中心线与反光镜平面的夹角为45度。本发明的检测光束以较大的直径入射到水果中，以获取更全面的水果品质信息。
文档编号G01N21/88GK101162203SQ200710156920
公开日2008年4月16日 申请日期2007年11月20日 优先权日2007年11月20日
发明者应义斌, 徐惠荣, 饶秀勤 申请人:浙江大学