一种基于特征波长的竹笋硬度快速检测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于特征波长的竹笋硬度快速检测装置，包括载物台、样品固定仿形胶座、半球形光谱采集盒、光源系统、计算机、单片机模块，载物台和半球形光谱采集盒之间焊接设置有弹性支撑脚，半球形光谱采集盒底部中心一体成型设置有中心开孔，半球形光谱采集盒上还配合设置有手柄。本实用新型结构简单、设计合理，检测成本低，通过设置的弹性支撑脚及手柄，可实现移动式测量；通过确定滤光片不同的中心波长，可用于不同地区、不同品种竹笋品质指标的检测；通过具体波长进行测试，抗干扰能力强，便于实现竹笋硬度的快速检测，准确度高，缩短检测时间，为新鲜竹笋的贮藏以及自动化切割分级奠定了基础。
【专利说明】一种基于特征波长的竹笋硬度快速检测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于竹笋品质检测【技术领域】，具体涉及一种基于特征波长的光谱进行竹笋硬度快速检测的装置。
【背景技术】
[0002]竹笋含有人体所必须的氨基酸，以及各种微量元素和纤维素，是一种低糖、低脂、高蛋白、高纤维的绿色保健食品。硬度是竹笋品质评价的重要指标，对不同硬度的竹笋进行分切，可以物尽其用，创造更好的经济价值。传统的竹笋硬度检测方法通常是采用硬度仪进行穿孔检测，该方法为有损检测，且检测速度慢，无法满足竹笋切割加工过程中的大样品群体的快速检测需要。因此，研究无损、快速、准确检测竹笋硬度的方法对于竹笋的贮藏、自动化切割加工均具有重要的意义。
[0003]近红外光的波长范围约为780_2500nm,是介于可见光与中红外光之间的电磁波，通过与物质中有机分子的含氢基团如C-H、0-H、N-H键的作用，形成有机分子的倍频和合频吸收光谱。根据这些近红外光谱出现的位置、吸收强度等信息特征，对被测物品质特性进行定量或定性分析。近红外光谱技术具有操作简便、测定速度快、无污染等优点，已广泛应用于石油化工、食品、农业、制药等领域。
实用新型内容
[0004]针对现有技术中存在的问题，本实用新型目的在于提供一种基于特征波长的竹笋硬度快速检测装置。
[0005]本实用新型通过以下技术方案加以实现:
[0006]所述的一种基于特征波长的竹笋硬度快速检测装置，包括载物台、配合设置在载物台上的样品固定仿形胶座、半球形光谱采集盒、光源系统、计算机、单片机模块，所述半球形光谱采集盒内部配合安装有环形光谱接收器支架，环形光谱接收器支架上均布设置有光谱接收器，所述光源系统配合设置在半球形光谱采集盒的顶部，所述光谱接收器及光源系统与单片机模块相连，单片机模块通过USB数据线与计算机相连，其特征在于所述载物台和半球形光谱采集盒之间焊接设置有弹性支撑脚，所述半球形光谱采集盒底部中心一体成型设置有中心开孔，半球形光谱采集盒上还配合设置有手柄。
[0007]所述的一种基于特征波长的竹笋硬度快速检测装置，其特征在于所述光谱接收器设置有16个。
[0008]所述的一种基于特征波长的竹笋硬度快速检测装置，其特征在于所述弹性支撑脚有3个，所述3个弹性支撑脚均匀120°与半球形光谱采集盒焊接设置。
[0009]所述的一种基于特征波长的竹笋硬度快速检测装置，其特征在于所述光谱接收器上依次安装有光敏传感器、滤光片、第一菲涅尔透镜。
[0010]所述的一种基于特征波长的竹笋硬度快速检测装置，其特征在于所述光源系统包括LED光源及设置在LED光源下方的第二菲涅尔透镜，所述LED光源波长范围为1000_2500nm。
[0011]所述的一种基于特征波长的竹笋硬度快速检测装置，其特征在于所述半球形光谱采集盒内壁设置有白色图层。
[0012]所述的一种基于特征波长的竹笋硬度快速检测装置，其特征在于所述单片机模块可提供大小可调的横流信号，为光源供电，单片机模块内置进行雷竹笋硬度测量的多元线性回归方程，用于计算、显示并将数据和结果传输给计算机，进行数据的存储和再现。
[0013]本实用新型结构简单、设计合理，检测成本低，通过设置的弹性支撑脚及手柄，可实现移动式测量；通过确定滤光片不同的中心波长，可用于不同地区、不同品种竹笋硬度或其他品质指标的检测；同时通过具体波长进行测试，抗干扰能力强，便于实现竹笋硬度的快速便捷检测，准确度高，可大大缩短检测时间，为新鲜竹笋的贮藏以及自动化切割分级奠定了基础。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型整体结构示意图；
[0015]图2为本实用新型光谱接收器分布示意图；
[0016]图中，1-载物台，2-弹性支撑脚，3-样品固定仿形胶座，4-半球形光谱采集盒，5-光谱接收器，6-计算机，7-单片机模块，8-光源系统，9-LED光源，10-第二菲涅尔透镜，11-手柄，12-环形光谱接收器支架，13-光敏传感器，14-滤光片，15-第一菲涅尔透镜，16-中心开孔。
【具体实施方式】
[0017]以下结合说明书附图对本实用新型作进一步详细说明，并给出【具体实施方式】。
[0018]如图1所示，一种基于特征波长的竹笋硬度快速检测装置，包括载物台1、弹性支撑脚2、样品固定仿形胶座3、半球形光谱采集盒4、光谱接收器5、计算机6、单片机模块7、光源系统8、LED光源9、第二菲涅尔透镜10、手柄11、环形光谱接受器支架12、光敏传感器13、滤光片14、第一菲涅尔透镜15。光谱接受器5、光源系统8连接到单片机模块7，再通过USB数据线连接到专用计算机6上。半球形光谱采集盒4顶部嵌入光源系统8，光源系统8中放置LED光源9，半球形光谱采集盒4底部中心开孔16，LED光源9发光后，通过菲涅尔透镜I 10将光汇聚到被测样品上。半球形光谱采集盒4上安装有手柄11，可用于移动式测量，极大的方便了使用者的操作。3个弹性支撑脚2均匀120°分布并与半球形光谱采集盒4焊接，通过弹性支撑脚2可使被测部位紧贴半球形光谱采集盒4底部中心开孔16。半球形光谱采集盒4内壁设置有白色土层，使光照均匀。
[0019]如图1和2所示:半球形光谱采集盒4内部安装有环形光谱接受支架12，环形光谱接受支架12上圆周均布有16个光谱接受器5，每个光谱接收器5的中心线交汇于光源系统8在中心开孔16的中心。每个光谱接受器5上安装有一个光敏传感器13、滤光片14和菲涅尔透镜II 15。其中15个滤光片14的中心波长根据具体情况具体确定。16组滤光片和光敏传感器其中一组作为参考波长，其余15组参与计算。
[0020]本实用新型工作过程，将待测竹笋放置在样品固定仿形胶座3上并标记测试部位，移动半球形光谱采集盒4，使竹笋被测部位对准半球形光谱采集盒4底部中心开孔16的中心，然后通过单片机模块7接通LED光源9，光源发出的光照射到被测部位，光敏传感器13通过滤光片14只接受特定波长下经第一菲涅尔透镜II反射回来的光，以第16个光敏传感器12接受的光强作为参考，换算出另外15个特征波长下光波的反射率，单片机模块7接受数据并将其转化为吸光度值，然后进过单片机模块7内置的多元线性回归方程计算得到竹笋的硬度，并进行结果的显示，将数据传输给计算机。
【权利要求】
1.一种基于特征波长的竹笋硬度快速检测装置，包括载物台(I)、配合设置在载物台(I)上的样品固定仿形胶座(3)、半球形光谱采集盒(4)、光源系统(8)、计算机(6)、单片机模块(7 )，所述半球形光谱采集盒(4 )内部配合安装有环形光谱接收器支架(12 )，环形光谱接收器支架(12)上均布设置有光谱接收器(5)，所述光源系统(8)配合设置在半球形光谱采集盒(4)的顶部，所述光谱接收器(5)及光源系统(8)与单片机模块(7)相连，单片机模块(7 )通过USB数据线与计算机(6 )相连，其特征在于所述载物台(I)和半球形光谱采集盒(4)之间焊接设置有弹性支撑脚(2)，所述半球形光谱采集盒(4)底部中心一体成型设置有中心开孔(16 )，半球形光谱采集盒(4)上还配合设置有手柄(11)。
2.根据权利要求1所述的一种基于特征波长的竹笋硬度快速检测装置，其特征在于所述光谱接收器(5)设置有16个。
3.根据权利要求1所述的一种基于特征波长的竹笋硬度快速检测装置，其特征在于所述弹性支撑脚(2)有3个，所述3个弹性支撑脚均匀120°与半球形光谱采集盒(4)焊接设置。
4.根据权利要求1或2所述的一种基于特征波长的竹笋硬度快速检测装置，其特征在于所述光谱接收器(5)上依次安装有光敏传感器(13)、滤光片(14)、第一菲涅尔透镜(15)。
5.根据权利要求1所述的一种基于特征波长的竹笋硬度快速检测装置，其特征在于所述光源系统(8)包括LED光源(9)及设置在LED光源(9)下方的第二菲涅尔透镜(10)，所述LED光源(9)波长范围为1000-2500nm。
6.根据权利要求1所述的一种基于特征波长的竹笋硬度快速检测装置，其特征在于所述半球形光谱采集盒(4)内壁设置有白色图层。
【文档编号】G01N21/01GK203658256SQ201320587322
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2013年9月23日 优先权日:2013年9月23日
【发明者】余学军, 周竹, 郑剑, 王允祥 申请人:浙江农林大学