专利名称：一种西瓜熟度检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子仪器技术领域，具体地说是一种西瓜熟度检测装置，能在不损伤西瓜的状态下准确检测西瓜的成熟度。
背景技术：
西瓜是深受人们喜爱的水果之一。人们挑选西瓜的主要方式是通过反复地手拍耳听来进行判断。但是该方法准确性不是太高，判断的技术不好掌握，有时候会有较大偏差。因此，有人为此设计了一些西瓜检测仪器。已知的西瓜检测装置有·I、中国专利公开号CN86206727U“西瓜测试仪”，它由声电转换器、识别器、指示灯构成，能无损判别西瓜的熟度。但其需要用手拍击西瓜，且拍击力度受到人为因素的影响，导致判断的误差较大。2、中国专利公开号CN2036671U “便携式无损伤瓜果糖度测定仪”，该测定仪的工作原理与被测瓜果的电介质有关，而电介质的介电常数不仅与电介质的种类，而且与加载电介质的交变电场的频率有关。由于介电常数的变化量太多，虽然适用的范围变广了，但使得该测定仪的精度下降了。另据报道，日本有一种测试仪，含有一套发射和接收声波的装置以及脉冲电压发生装置，能通过对两种信号进行比较、运算、显示来判定西瓜的质量。由于该测试仪比较复杂及成本较高，因此不适合普及推广。
实用新型内容本实用新型的目的在于解决上述的问题，提供一种西瓜熟度检测装置，该装置利用声电转换原理，并以频谱分析为依据，在不损西瓜表皮的情况下，能准确快速地检测西瓜的成熟度。为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案。一种西瓜熟度检测装置，包括袋子、合并装置、箱体、把柄、直杆和握柄；所述袋子呈网状结构，袋子内部放置西瓜；所述合并装置设置在所述袋子的外表面，所述合并装置包括冲击锤和麦克风；所述箱体设置在所述袋子的正上方，通过一根悬绳与所述袋子连接；所述箱体包括差分放大器、单片机和多个指示灯；所述差分放大器、所述单片机和所述指示灯依次电连接；所述把柄设置在所述箱体底角的一侧，且绕所述底角一侧摆动；所述把柄与所述直杆连接，且成一固定夹角；所述直杆的两端分别与所述把柄和所述冲击锤连接；所述握柄设置在所述箱体的正上方。进一步，所述冲击锤的表面包裹有橡胶层。进一步，所述麦克风包括声音传感器模块。进一步，所述声音传感器模块包括驻极体话筒和NE555芯片。进一步，所述差分放大器包括LM324型运算放大器芯片。[0014]进一步，所述单片机采用MSP型单片机。进一步，所述把柄的摆动角度为30° 40°。本实用新型的检测原理是首先根据成熟西瓜的品种设定一标准频率值，然后冲击锤碰击西瓜所产生的声音通过声音传感器转化为电信号，并经由差分放大器放大电信号，以及单片机计算处理，得到了该西瓜的单位体积的频率，再将该频率与标准频率值比较，以确定该西瓜的成熟度。本实用新型一种西瓜熟度检测装置的积极效果是(I)通过差分放大器和单片机计算获得西瓜单位体积频率，并与标准值比较，以提高检测西瓜熟度的准确性；(2)利用声电转换原理及相关电子技术在无损西瓜的状态下测量西瓜的熟度，以保证西瓜的成熟品质；·(3)利用该装置可方便快捷地检定西瓜熟度，以帮助农民及时掌握采摘西瓜的时机，保证西瓜质量；同样，商家也可掌握西瓜质量，以便按质论价，保证消费者的利益；(4)该装置体积小，携带方便。
图I是本实用新型一种西瓜熟度检测装置的结构示意图；图2是所述箱体内部连接示意图；图3是本实用新型一种西瓜熟度检测装置操作步骤示意图；图中的标号分别表示10、一种西瓜熟度检测装置；11、袋子；12、合并装置；121、冲击锤；122、麦克风；13、箱体；131、差分放大器；132、单片机；133、第一指示灯；134、第二指示灯；135、第三指示灯；136、第四指示灯；137、第五指示灯；14、把柄；15、握柄；16、直杆。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型一种西瓜熟度检测装置做详细说明。参见图I和图2，一种西瓜熟度检测装置10，包括袋子11、合并装置12、箱体13、把柄14、直杆15和握柄16 ;所述袋子11呈网状结构，袋子内部放置西瓜。所述合并装置12设置在所述袋子11的外表面，所述合并装置12包括冲击锤121和麦克风122 ;所述箱体13设置在所述袋子11的正上方，通过一根悬绳与所述袋子11连接；所述箱体13包括差分放大器131、单片机132和多个指示灯；所述差分放大器131、所述单片机132和所述指示灯依次电连接；所述把柄14设置在所述箱体13的底角一侧，且绕所述底角一侧摆动；所述把柄14与所述直杆16连接，且成一固定夹角；所述直杆16的两端分别与所述把柄14和所述冲击锤121连接；所述握柄15设置在所述箱体13的正上方。其中，所述冲击锤121的表面包裹有橡胶材层。当所述冲击锤121碰击到西瓜时，为了能保证冲击锤121与西瓜表面充分接触，且冲击锤121不会对西瓜表面造成损伤，因此冲击锤121的表面包裹有橡胶层(即，冲击锤121的表面材质采用柔软的橡胶材料)。所述麦克风122包括声音传感器模块。所述的声音传感器模块包括驻极体话筒和NE555芯片。其中，驻极体话筒具有体积小、结构简单、电声性能好、价格低的特点。由于NE555芯片可以使发送的载波信号为可调节，所以用户根据实际测量环境(例如，不同的西瓜品种)，在设定西瓜(不同的西瓜品种)熟度的标准值时做相应调整。所述差分放大器131包括LM324型运算放大器芯片。所述差分放大器131，接收到所述声音传感器模块所发出的电信号，对其进行滤除共模信号(例如，一些简单的噪音)，并放大差模信号(即有用信号)，以便之后的判断分析。所述单片机132采用MSP430型单片机。该单片机132具有处理能力强、运算速度
快、超低功耗、片内资源丰富及方便高效的开发环境等特点。所述单片机132将接收到的波形的电信号进行傅里叶变换，即对采集时域的信号进行分解为一次谐波、两次谐波和三次谐波，并将其转换合成为频域信号。所述单片机132对所述频域信号的幅值变量，与原先测得成熟西瓜的对应频谱信号(基准幅值变量)作对比，并根据比较结果的不同，发送指示信号至相应的指示灯。所述的指示灯为多个指示灯。在本发明的实施例中，可设置为5个指示灯。第一指示灯133表示西瓜全熟，第二指示灯134表示西瓜80%熟，第三指示灯135表示西瓜60%熟，第三指示灯136表示西瓜40%熟，第四指示灯136表示西瓜20%熟，第五指示灯137表示西瓜全生。当测得西瓜单位体积对应的频率(或者幅值变量)与标准值比较，比较的差值越大，则表示西瓜的成熟度相对越低。这样，用户通过指示灯上的信息准确地判断出西瓜的成熟度。所述把柄14的摆动角度为30° 40°。由于所述的把柄14与冲击锤121之间有一个固定的角度。因此当按住把柄14时，冲击锤121自动抬起，当松开把柄14时，冲击锤121会碰击西瓜。这样可以实现在无损西瓜状态的情况下，保证每次可以用同样的力度碰击西瓜，减少人为因素而导致的误差。当随着把柄14的摆动角度的增加，冲击锤121碰击西瓜的力度也随之增加。把柄14的摆动角度是根据西瓜的不同种类需要而设置。参见图3所示，本实用新型一种西瓜熟度检测装置的操作步骤，包括S301 :将待检测的西瓜放置在袋子11中。S302 :握住把柄14,使冲击锤121抬起，松开把柄14,冲击锤121碰击西瓜。S303 :麦克风122将碰击所产生的声音转换为电信号,并传送至差分放大器131。S304 :差分放大器131放大电信号，并传送至单片机132。其中，差分放大器132对电信号进行滤除共模信号，并放大差模信号。S305 :单片机132对电信号进行时域的采集，并对其进行傅里叶变换，转换其成频域信号；与标准值比较，并发送相应的指示信号。在步骤S305中，单片机132对信号进行时域的采集并进行傅里叶变换，这种动态信号的分析方法，特点是比较快，有较高的采样速率以及较高的分辨率。即使当两个信号间隔非常近时，用傅里叶变换也可以将它们分辨出来。通过单片机132计算获得西瓜单位体积对应的频率及幅值变量，与原先测得成熟西瓜的对应频谱信号(一般采用多个成熟西瓜的频谱值的平均值作为西瓜熟度的标准值)作对比，以判断被测西瓜的成熟度。并根据比较的结果，发送指示信号至不同的指示灯。[0048]S306 :指示灯接收到单片机132发送的指示信号后，作相应的显示。用户通过上述方法既精确，又快速、无损伤且便携地测得西瓜的成熟度。适用于对市场和生长中的西瓜成熟度进行测定。以上所述仅是本实用新型的优选实施例，应当指出，对于本 技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种西瓜熟度检测装置，包括袋子、合并装置、箱体、把柄、直杆和握柄，其特征在于，所述袋子呈网状结构，袋子内部放置西瓜；所述合并装置设置在所述袋子的外表面，所述合并装置包括冲击锤和麦克风；所述箱体设置在所述袋子的正上方，通过一根悬绳与所述袋子连接；所述箱体包括差分放大器、单片机和指示灯；所述差分放大器、所述单片机和所述指示灯依次电连接；所述把柄设置在所述箱体底角的一侧，且绕所述底角一侧摆动；所述把柄与所述直杆连接，且成一固定夹角；所述直杆的两端分别与所述把柄和所述冲击锤连接；所述握柄设置在所述箱体的正上方。
2.如权利要求I所述的一种西瓜熟度检测装置，其特征在于，所述的冲击锤的表面包裹有橡胶层。
3.如权利要求I所述的一种西瓜熟度检测装置，其特征在于，所述的麦克风包括声音传感器模块。
4.如权利要求3所述的一种西瓜熟度检测装置，其特征在于，所述的声音传感器模块包括驻极体话筒和NE555芯片。
5.如权利要求I所述的一种西瓜熟度检测装置，其特征在于，所述的差分放大器包括LM324型运算放大器芯片。
6.如权利要求I所述的一种西瓜熟度检测装置，其特征在于，所述的单片机采用MSP430型单片机。
7.如权利要求I所述的一种西瓜熟度检测装置，其特征在于，所述把柄的摆动角度为30。 40°。
专利摘要本实用新型一种西瓜熟度检测装置，包括袋子、合并装置、箱体、把柄、直杆和握柄；袋子呈网状的结构；合并装置设置在袋子的外表面，合并装置包括冲击锤和麦克风；箱体设置在袋子的正上方，且通过一悬绳与袋子连接；箱体包括差分放大器、单片机和多个指示灯；差分放大器、单片机和指示灯依次电连接；把柄设置在所述箱体的底角一侧，且绕底角一侧摆动；把柄与直杆连接，且成一固定夹角；直杆的两端分别与把柄和冲击锤连接；握柄设置在箱体的正上方。本实用新型通过差分放大器和单片机计算获得西瓜单位体积频率，并与标准值比较，以提高检测准确性；在无损西瓜的状态下准确地测量出西瓜的熟度，以保证西瓜的质量。此外，该装置体积小，携带方便。
文档编号G01N29/12GK202710518SQ201220247928
公开日2013年1月30日 申请日期2012年5月30日 优先权日2012年5月30日
发明者陈倩倩, 廖鑫成, 陆永耕, 陈盼晴, 周海平, 徐鹏, 李龙 申请人:上海电机学院