一种用于西红柿介电特性测量的无损检测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于西红柿介电特性测量的无损检测装置，包括信号发生器、测试箱，其特征在于，还包括取样电路、信号调理电路、信号滤波电路以及TMS320F28335控制器；信号发生器、测试箱中的待测西红柿与取样电路构成一回路；信号发生器产生的电压信号经待测物体衰减后与信号调理电路输入端相连，信号调理电路输出信号经信号滤波电路与控制器输入端相连；信号发生器可产生0.2Hz-2MHz信号频率，本实用新型结构简单，费用低廉，无需采用成品的LCR电桥测试仪，因而无需涉及PC机做后期数据处理，易于市场推广。
【专利说明】—种用于西红柿介电特性测量的无损检测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种检测装置，尤其涉及测量西红柿介电特性的检测装置。
【背景技术】
[0002]介电特性检测是近年来发展起来的一种无损检测技术，在进行果蔬的成熟度判定和品质筛选中具有重要的研究价值和巨大的应用潜力。目前介电特性平台尚无成形的产品，而针对果蔬的介电特性的检测也是基于实验室内搭建的测试系统。但是现有的测试系统均采用成品的LCR电桥测试仪，其需要连接PC机做后期的数据处理，不利于在嵌入式系统上直接实现介电特性的测量和显示。
[0003]专利申请号为200810044648.3的专利公开了一种利用介电特性无损检测芹菜品质变化的方法及装置，该装置采用LCR电桥测试仪进行测定。
实用新型内容
[0004]为克服上述问题，本实用新型提出了一种用于西红柿介电特性测量的无损检测装置。
[0005]本实用新型的技术方案为:一种用于西红柿介电特性测量的无损检测装置，包括信号发生器、测试箱，其特征在于，还包括取样电路、信号调理电路、信号滤波电路以及TMS320F28335控制器；信号发生器、测试箱中的待测西红柿与取样电路构成一回路；信号发生器产生的电压信号经待测物体衰减后与信号调理电路输入端相连，信号调理电路输出信号经信号滤波电路与控制器输入端相连；信号发生器可产生0.2Hz-2MHz信号频率。
[0006]进一步的，信号调理电路包括由取样精密电阻R、电阻R2、电容Cl、可调电阻R3、运算放大器构成的同比例放大电路；可调电阻R3经电阻R2与电容Cl构成的并联电路将输出信号反馈至运算放大器反相端；运算放大器同相端经稳压二极管Dl接地，运算放大器反相端经电阻R接地。
[0007]进一步的，信号调理电路包括由取样精密电阻R、R2、Cl、可调电阻R3、运算放大器构成的同比例放大电路；可调电阻R3经R2与Cl构成的并联电路将输出信号反馈至运算放大器反相端；运算放大器同相端经稳压二极管Dl接地，运算放大器反相端经电阻R接地。
[0008]进一步的，信号滤波电路为由R4、C2构成的低通滤波器，用于滤除高频噪声信号。
[0009]进一步的，测试箱为由铁皮制成的屏蔽箱，测试箱内含有对称放置的左电极板、右电极板。
[0010]进一步的，信号发生器采用于胜利VC2002型函数信号发生器。
[0011]本实用新型的优点在于:本实用新型结构简单，费用低廉，无需采用成品的LCR电桥测试仪，因而无需涉及PC机做后期数据处理，易于市场推广。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型的原理图；
[0013]图2是本实用新型的信号调理电路、信号滤波电路图；
【具体实施方式】
[0014]为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本实用新型。
[0015]如图1所示，西红柿介电特性测量的无损检测装置包括信号发生器、测试箱、取样电路、信号调理电路、信号滤波电路以及控制器。
[0016]信号发生器采用于胜利VC2002型函数信号发生器，可产生信号频率为
0.2Hz-2MHz，其用于产生介电特性测试所需的中波或者微波信号。
[0017]测试箱4为由长500mm、宽300mm、高300mm的长方体制成的屏蔽铁皮箱，其内部固定有呈对称的左电极板1、右电极板2，左右电极板之间放置有待测物西红柿3。信号发生器所产生的输出信号经测试箱接口端子5通过屏蔽双绞线6连接至左电极板1，右电极板2经屏蔽双绞线7及测试箱接口端子5与取样电路输入端相连。
[0018]取样电路用于实时采集信号发生器产生的电压信号经待测物体衰减后所得的电压信号。信号发生器、测试箱中的待测西红柿与取样电路构成一回路；取样电路将采集到的待测物衰减电压信号送至信号调理电路，后经信号滤波送至控制器。
[0019]信号调理电路和信号滤波电路用于对采集的待测物衰减小信号电压进行放大和限幅，并滤除杂波干扰。
[0020]控制器采用高精度浮点处理器TMS320F28335，内部含有ADC外设，可直接测量采集的电压信号。
[0021]如图2所示为信号调理电路和信号滤波电路。
[0022]信号调理电路包括由取样精密电阻R、电阻R2、电容Cl、可调电阻R3、运算放大器构成的同比例放大电路；可调电阻R3经电阻R2与电容Cl构成的并联电路将输出信号反馈至运算放大器反相端；运算放大器同相端经稳压二极管Dl接地，运算放大器反相端经电阻R接地；可调电阻R3输出基准电压由稳压二极管Dl获得。取样电阻R上的电压为其与待测物体间的分压所得。
[0023]信号滤波电路为由电阻R4、电容C2构成的低通滤波器，用于滤除高频噪声信号，输出信号为Vout。由于TMS320F28335要求输入的模拟电压范围为0-3.3V，为防止信号输入电压超过该值，利用二极管D2设置了保护电路，当输出电压高于3.3V时，输出电压被强制为3.3V。
[0024]当测试箱内放置有待测物西红柿时，可设置信号发生器产生Vpp为+5V，频率为500Hz的正弦波电压信号，该信号施加于电极板上，经过待测衰减后，取样端可取出10-300mV的采样电压信号，该信号经过信号调理电路可形成0.1V-3.3V的直流信号，此信号可直接被控制器读出并存储。同时可调节信号发生器的幅度、频率或者信号类型，则控制端采集的输出信号会发生不同的变化。通过该无损检测系统，可以实时测量待测物体的介电特性。
[0025]以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。
【权利要求】
1.一种用于西红柿介电特性测量的无损检测装置，包括信号发生器、测试箱，其特征在于，还包括取样电路、信号调理电路、信号滤波电路以及TMS320F28335控制器；信号发生器、测试箱中的待测西红柿与取样电路构成一回路；信号发生器产生的电压信号经待测物体衰减后与信号调理电路输入端相连，信号调理电路输出信号经信号滤波电路与控制器输入端相连；信号发生器可产生0.2Hz-2MHz信号频率。
2.根据权利要求1所述的一种用于西红柿介电特性测量的无损检测装置，其特征在于，信号调理电路包括由取样精密电阻R、电阻R2、电容Cl、可调电阻R3、运算放大器构成的同比例放大电路；可调电阻R3经电阻R2与电容Cl构成的并联电路将输出信号反馈至运算放大器反相端；运算放大器同相端经稳压二极管Dl接地，运算放大器反相端经电阻R接地。
3.根据权利要求1所述的一种用于西红柿介电特性测量的无损检测装置，其特征在于，信号滤波电路为由电阻R4、电容C2构成的低通滤波器，用于滤除高频噪声信号。
4.根据权利要求1所述的一种用于西红柿介电特性测量的无损检测装置，其特征在于，测试箱为由铁皮制成的屏蔽箱，测试箱内含有对称放置的左电极板、右电极板。
5.根据权利要求1所述的一种用于西红柿介电特性测量的无损检测装置，其特征在于，信号滤波电路与控制器之间还设有保护电路。
6.根据权利要求5所述的一种用于西红柿介电特性测量的无损检测装置，其特征在于，保护电路为二极管D2。
7.根据权利要求1所述的一种用于西红柿介电特性测量的无损检测装置，其特征在于，信号发生器采用于胜利VC2002型函数信号发生器。
【文档编号】G01R27/26GK203838249SQ201420234259
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年5月9日 优先权日:2014年5月9日
【发明者】周传璘, 肖永军, 马洪华, 赵娜 申请人:湖北工程学院