專利名稱：基于光特性的水果內部品質在線無損檢測方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種基于水果光特性的內部品質在線無損檢測方法和裝置。
背景技術：
水果的內部品質檢測和分級一直是農產品加工中最重要的步驟之一，因為適當的品質分級不但可以延長水果的貯藏期限及運輸距離，更重要的是可以增加水果的經濟價值和銷售價格。隨著水果產量的不斷增加和人們生活水平的不斷提高，消費者在選購水果時對于內部品質如口感、糖度、酸度和內部營養品質如維生素含量等越來越極為看重。而目前對水果內部品質的檢驗常以破壞性化學分析為主，如糖度用蒽酮比色法或糖度計，酸度用電位法(pH計)測定，維生素含量用比色法和高效液相色譜測定等，這些方法均存在制樣煩瑣、分析時間長、檢測成本高和檢測精度低等問題。因此研究快速無損檢驗水果內部品質的方法和裝置是實現水果產后加工處理和品質自動化分級的一項重要工作。
基于水果光特性的內部品質在線無損檢測已經受到越來越多人們的關注，因為其無損傷，檢測速度快，可以很好地滿足工廠化水果產后處理分級的要求，成為水果在線內部品質檢測分級的重要方法之一。目前水果內部品質在線無損檢測裝置還不成熟且存在著較多問題如檢測精度和檢測速度有待提高。對于這些問題的解決，許多是通過改善在線預測模型的穩定性和適應性，另外是考慮在線檢測的環境因素提出相應的模型補償算法。而對于一個在線檢測裝置來說，好的模型可以提高在線檢測的準確性，但是通過一定的檢測方法和裝置更有效地獲得水果的光譜信息，以提高光信號的有效性，提高在線檢測精度。
美國專利NO.4883953，NO.5089701，NO.5324945，NO.5708271，NO.4883953和NO.5708271分別介紹對于不同的檢測對象(液體，哈密瓜，柑橘，蘋果等)和運用不同的光譜波段(900-1450，800-1050，760-1000，860-960，950-2500，800-860等)進行了相應的基于水果內部品質光特性的檢測裝置的開發。在線無損檢測裝置沒有充分考慮水果檢測時有效光譜的收集，例如光譜檢測積分時間的保證，還有光源與水果尺寸大小匹配優化。使用一種有效的檢測方法和裝置，結合水果在線檢測的特殊性，設計考慮光譜檢測積分時間的檢測系統和適應水果不同尺寸的光照系統，對提高在線檢測的精度，實現水果內部品質在線檢測的準確性是非常必要的。
目前，利用水果光特征檢測水果內部品質方法基本上可分為反射法和透射法。
反射法檢測時由檢測裝置向檢測水果發射檢測光線，檢測裝置在同側檢測反射光線，通過分析得到水果內部品質信息。目前的檢測方法存在一定的問題這類裝置照射光的高度和檢測探頭是固定的，如果被測水果的尺寸不均勻會導致對于每個水果的檢測位置不盡相同，因此不同水果檢測時的檢測位置與建模時水果的檢測位置不盡一致，從而引起較大的檢測誤差。
漫透射或透射法檢測時由檢測裝置向檢測水果上面發射照射光線，檢測裝置在水果底部或另一側檢測透射光線，通過分析得到水果內部品質信息。由于透射光信號很弱，如果檢測探頭是固定的，那么在檢測進行時檢測探頭與水果的表面之間的距離受水果尺寸影響，檢測到光信號強度也隨之發生變化，影響檢測精度，而對于因水果的尺寸變化導致的水果檢測位置變化引起的檢測精度變動，在透射法中依然存在。
綜上所述，在利用水果光特性進行水果內部品質在線無損檢測時，由于水果尺寸變化，會引起的水果有效透射光譜的變化，進而引起檢測精度變化；而對于透射法還應考慮水果尺寸變化后，光照條件也應該隨著調整變化，使其透射信號更有效的得到，從而保證透射光譜信號基本處于穩定的強度水平與光譜檢測儀器匹配，大大提高檢測儀器的穩定性，從而提高水果內部品質檢測的精度和穩定性。
國內研究報道來看，國內使用近紅外光譜在農產品品質分析方面，主要集中在谷物品質和部分果蔬內部品質的有損檢驗。而對水果內部品質指標(糖度、酸度、硬度和VC含量等)的無損傷檢測裝置國內未有報道。
總之，在利用水果光特性進行水果內部品質在線無損檢測時，應考慮光源照射強度與水果尺寸的匹配和光譜有效收集對檢測的精度的影響。
發明內容
本發明的目的在于提供一種基于水果光特性的內部品質在線無損檢測方法和裝置，可以實現將水果以準確的位置和姿態呈現在光譜檢測箱內，使光譜檢測單元的光能有效照射水果表面，光纖探頭能準確、實時、有效地獲取來自檢測對象內部的透射光譜信息，經過計算機處理完成水果糖度品質指標的檢測，實現水果內部品質(糖度、酸度、硬度和維生素C含量等)的在線無損檢測。
本發明采用的技術方案如下一、基于水果光特性的內部品質在線無損檢測方法，包括下列步驟1)水果依靠輸送單元輸送，以穩定狀態向檢測位置運動；2)布置在輸送單元上的編碼器獲取水果的位置信息并傳輸給信號控制單元；同時，水果經過輸送單元上的尺寸檢測裝置時，尺寸檢測裝置獲取水果的尺寸信息并傳輸給信號控制單元；3)信號控制單元對收到水果的位置信息和尺寸信息進行分析處理，轉化為控制信號發給檢測系統和光照系統的控制器；4)檢測系統和光照系統的控制器根據控制信號驅動完成光照與尺寸的優化匹配以及水果光譜的有效采集；5)分析處理單元通過傳輸來的光譜信息對水果內部品質的糖度、酸度、硬度和維生素C含量給出檢測結果，然后結合位置信息指導水果出口分級裝置分級。
二、基于水果光特性的內部品質在線無損檢測裝置包括由四個輸送帶及驅動機構組成的輸送系統，分析處理單元，信號控制單元，光照系統，檢測系統，水果分級出口，水果入口，尺寸檢測裝置，編碼器；其中1)其中第一、第二、第三和第四輸送帶及驅動機構分別包括輸送帶，托盤，驅動鏈輪，鏈條，調速電機，從動輪鏈輪，支撐連接架；鏈條環繞在驅動鏈輪和從動輪鏈輪上，兩根鏈條之間有支撐連接架連接構成輸送帶的骨架結構，輸送帶與支撐連接架固接在一起，托盤鑲嵌在輸送帶上；其托盤底部與輸送帶底面共面，托盤底部裝有光準直元件，調速電機與驅動鏈輪連接；第一、第二、第三和第四輸送帶及驅動機構首尾相連構成一個環行的輸送系統；2)分析處理單元包括用于光譜數據的預處理和基線校正算法以及水果糖度、酸度、硬度和維生素C含量的內部品質檢測的一組分析預測模型，用于與信號控制單元交換信息的程序；3)信號控制單元包括用于實現檢測裝置所有動作、功能的輸入、輸出控制信號的處理和整合的程序；其中預先存儲了一組檢測前預設的值；信號控制單元分別與編碼器、尺寸檢測控制器、檢測控制器、檢測系統的各驅動控制器和光照系統控制器相連接；4)光照系統包括光照箱，兩組鹵鎢燈泡，兩塊弧形光照反射板，風扇，光源功率調節器；以上元件都包含在光照箱內，兩塊弧形光照反射板對稱安裝在光照箱上，兩組鹵鎢燈泡組分別安裝在弧形光照反射板上，光源功率調節器一端與鹵鎢燈泡組相連，功率調節器的一端與信號控制單元連接；5)檢測系統中的檢測箱裝在光照箱的下方；6)水果分級出口和水果入口裝在第四輸送帶及驅動機構上，尺寸檢測裝置裝在水果入口端出口的第四輸送帶及驅動機構兩側，編碼器安裝在第四輸送帶及驅動機構驅動鏈輪的軸心。編碼器的輸出信號分別通過電線與尺寸檢測控制器和信號控制單元連接。
所述的檢測系統包括隔板，光準直元件，檢測控制器，光纖，檢測探頭，凹面反射鏡，檢測箱，光纖光譜儀；光準直元件裝在托盤底部，隔板裝在光照箱和檢測箱之間；檢測探頭裝在凹面反射鏡的焦點F位置，檢測探頭通過光纖與光纖光譜儀連接；光纖光譜儀與檢測控制器連接；凹面反射鏡固接與檢測箱上。
所述的檢測系統包括隔板，光準直元件，檢測控制器，光纖，檢測探頭，檢測箱，光纖光譜儀，平面反射鏡，平面反射鏡輸送帶，平面反射鏡輸送帶驅動輪，平面反射鏡輸送帶從動輪，平面反射鏡輸送帶驅動輪驅動電機，平面反射鏡輸送帶驅動電機控制器；光準直元件裝在托盤底部，隔板裝在光照箱和檢測箱之間；檢測探頭固定安裝在檢測箱上，檢測探頭通過光纖與光纖光譜儀連接；光纖光譜儀與檢測控制器連接；平面反射鏡固定安裝在平面反射鏡輸送帶上，平面反射鏡輸送帶環繞在平面反射鏡輸送帶驅動輪和平面反射鏡輸送帶從動輪上；平面反射鏡輸送帶驅動輪與平面反射鏡輸送帶驅動電機連接，平面反射鏡輸送帶驅動電機與平面反射鏡輸送帶驅動電機控制器連接。
所述的檢測系統包括隔板，光準直元件，檢測控制器，光纖，檢測探頭，檢測箱，光纖光譜儀，可轉動平面反射鏡，鏡面旋轉驅動裝置，鏡面旋轉驅動裝置控制器；光準直元件裝在托盤底部，隔板裝在光照箱和檢測箱之間；測探頭固定安裝在檢測箱上，檢測探頭通過光纖與光纖光譜儀連接；光纖光譜儀與檢測控制器連接；一塊可轉動平面反射鏡安裝在鏡面旋轉驅動裝置上，鏡面旋轉驅動裝置安裝在檢測箱內與鏡面旋轉驅動裝置控制器連接。
本發明具有的有益效果是可以對在線運動的水果提取有效的光譜信息，并進行光譜預處理和基線校正等，快速有效地完成對生產線上批量水果的內部品質(糖度、酸度、硬度和維生素C含量等)進行檢測，且由于考慮了被測水果尺寸大小和光照匹配的優化，檢測裝置對光譜收集的積分時間的優化對檢測精度的影響，從而提高了水果在線檢測的精度。
圖1是檢測裝置整體示意圖；圖2是輸送帶及驅動機構剖視圖；圖3是第一種檢測系統結構示意圖；圖4是第二種檢測系統結構示意圖；圖5是第三種檢測系統結構示意圖；圖6是光照系統結構示意圖；圖7是托盤結構示意圖；圖8是輸送帶結構示意圖；圖9是尺寸檢測裝置結構示意圖。
圖中1、第一輸送帶及驅動機構；2、第二輸送帶及驅動機構；3、分析處理單元；4、信號控制單元；5、光照系統；6、檢測系統；7、輸送帶；8、托盤；9、被測水果；10、第三輸送帶及驅動機構；11、第四輸送帶及驅動機構；12、水果分級出口；13、水果入口；14、尺寸檢測裝置；15、編碼器；101、驅動鏈輪；102、鏈條；103、調速電機；104、支撐連接架；105、從動動鏈輪；501、光照箱；502、鹵鎢燈泡；503、光照反射板；504、風扇；505、光源功率調節器；601、隔板；602、光準直元件；603、檢測控制器；604、光纖；605、檢測探頭；606、凹面反射鏡；607、檢測箱；608、光纖光譜儀；609、平面反射鏡；610、平面反射鏡輸送帶；611、平面反射鏡輸送帶驅動輪；612、平面反射鏡輸送帶從動輪；613、平面反射鏡輸送帶驅動輪驅動電機；614、平面反射鏡輸送帶驅動電機控制器；615、可轉動平面反射鏡；616、鏡面旋轉驅動裝置；617、鏡面旋轉驅動裝置控制器；1401、光發射器；1402、檢測光束；1403、光檢測器；1404、尺寸檢測控制器。
具體實施例方式
下面結合附圖和具體實施例子進一步詳細描述本發明。
如圖1、2、8所示，本發明由四個輸送帶及驅動機構組成的輸送系統，分析處理單元3，信號控制單元4，光照系統5，檢測系統6，水果分級出口12，水果入口13，尺寸檢測裝置14，編碼器15；其中1)其中第一、第二、第三和第四輸送帶及驅動機構1、2、10、11分別包括輸送帶7，托盤8，驅動鏈輪101，鏈條102，調速電機103，從動輪鏈輪105，支撐連接架；鏈條102環繞在驅動鏈輪101和從動輪鏈輪105上，兩根鏈條102之間有支撐連接架104連接構成輸送帶的骨架結構，輸送帶7與支撐連接架104固接在一起，托盤8鑲嵌在輸送帶7上；其托盤8底部與輸送帶8底面共面，托盤8底部裝有光準直元件602，調速電機103與驅動鏈輪101連接；第一、第二、第三和第四輸送帶及驅動機構1、2、10、11首尾相連構成一個環行的輸送系統；2)分析處理單元3包括用于光譜數據的預處理和基線校正算法以及水果糖度、酸度、硬度和維生素C含量的內部品質檢測的一組分析預測模型，用于與信號控制單元交換信息的程序；3)信號控制單元4包括用于實現檢測裝置所有動作、功能的輸入、輸出控制信號的處理和整合的程序；其中預先存儲了一組檢測前預設的值；信號控制單元4分別與編碼器15、尺寸檢測控制器1404、檢測控制器603、檢測系統的各驅動控制器和光照系統控制器505相連接；4)光照系統5包括光照箱501，兩組鹵鎢燈泡502，兩塊弧形光照反射板503，風扇504，光源功率調節器505；以上元件都包含在光照箱501內，兩塊弧形光照反射板503對稱安裝在光照箱501上，兩組鹵鎢燈泡組502分別安裝在弧形光照反射板503上，光源功率調節器505一端與鹵鎢燈泡組502相連，功率調節器505的一端與信號控制處理單元3連接，如圖6(a)(b)所示；5)檢測系統6中的檢測箱607裝在光照箱501的下方；6)水果分級出口12和水果入口裝在第四輸送帶及驅動機構11上，尺寸檢測裝置14裝在水果入口13端出口的第四輸送帶及驅動機構11兩側，編碼器15安裝在第四輸送帶及驅動機構11驅動鏈輪101的軸心。編碼器15的輸出信號分別通過電線與尺寸檢測控制器1404和信號控制單元4連接。
如圖3所示，所述的檢測系統6包括隔板601，光準直元件602，檢測控制器603，光纖604，檢測探頭605，凹面反射鏡606，檢測箱607，光纖光譜儀608；光準直元件602裝在托盤8底部，隔板601裝在光照箱501和檢測箱607之間；檢測探頭605裝在凹面反射鏡606的焦點F位置，檢測探頭605通過光纖604與光纖光譜儀608連接；光纖光譜儀608與檢測控制器603連接；凹面反射鏡606固接與檢測箱607上。
如圖4所示，所述的檢測系統6包括隔板601，光準直元件602，檢測控制器603，光纖604，檢測探頭605，檢測箱607，光纖光譜儀608，平面反射鏡609，平面反射鏡輸送帶610，平面反射鏡輸送帶驅動輪611，平面反射鏡輸送帶從動輪612，平面反射鏡輸送帶驅動輪驅動電機613，平面反射鏡輸送帶驅動電機控制器614；光準直元件602裝在托盤8底部，隔板裝在光照箱501和檢測箱607之間；檢測探頭605固定安裝在檢測箱607上，檢測探頭605通過光纖604與光纖光譜儀608連接；光纖光譜儀608與檢測控制器603連接；平面反射鏡609固定安裝在平面反射鏡輸送帶610上，平面反射鏡輸送帶610環繞在平面反射鏡輸送帶驅動輪611和平面反射鏡輸送帶從動輪612上；平面反射鏡輸送帶驅動輪611與平面反射鏡輸送帶驅動電機613連接，平面反射鏡輸送帶驅動電機613與平面反射鏡輸送帶驅動電機控制器614連接。
如圖5所示，所述的檢測系統6包括隔板601，光準直元件602，檢測控制器603，光纖604，檢測探頭605，檢測箱607，光纖光譜儀608，可轉動平面反射鏡615，鏡面旋轉驅動裝置616，鏡面旋轉驅動裝置控制器617；光準直元件602裝在托盤8底部，隔板601裝在光照箱501和檢測箱607之間；測探頭605固定安裝在檢測箱607上，檢測探頭605通過光纖604與光纖光譜儀608連接；光纖光譜儀608與檢測控制器連接；一塊可轉動平面反射鏡615安裝在鏡面旋轉驅動裝置616上，鏡面旋轉驅動裝置616安裝在檢測箱607內與鏡面旋轉驅動裝置控制器617連接。
如圖9所示，當被測水果到達檢測位置時，水果位于光發射器1401和光檢測器1403之間，部分阻擋了檢測光路，尺寸檢測控制器1404自下而上檢測光檢測器1403的信號，找到第一條沒有被水果阻擋的光，該光檢測器1403編號查表即可確定水果的尺寸。
下面結合圖1-9介紹工作過程①水果入口13是一個自動放置水果于托盤8上的機構，如圖7(a)、(b)所示，其主要完成托盤水果的放置，這個環節可以為機器自動實現也可以是人工實現；②水果4從水果入口13沿輸送方向向檢測位置運動，此時水果4在托盤8上以檢測最優姿態呈現，托盤上水果的運動速度通過輸送帶7的調速器103來調節；③尺寸檢測裝置14在水果入口13的出口一側，當第一個水果樣品經過尺寸檢測位置，尺寸檢測裝置獲取該水果的尺寸信息，并把此信息傳送給信號控制單元4，由信號控制單元來控制光照系統5的光照射強度；④經過編碼器15是用來記錄水果的位置信息，當第一個水果樣品經過尺寸檢測裝置14檢測尺寸大小的同時，也記錄第一個水果樣品到達檢測系統6進行檢測的位置信息，并把此位置信息和尺寸信息同時傳送給信號控制單元4，由信號控制系統來控制光照系統6的光照射強度；⑤當第一個水果樣品到達檢測位置之前，根據信號控制單元4對該水果相關信息的處理整合，信號控制單元輸出相應的控制信號給光源功率器505，光源功率調節器根據該水果的尺寸匹配相應的最優光照射強度條件；⑥當第一個水果樣品到達檢測位置時，檢測控制器603發出命令信號啟動光纖光譜儀608開始采集被測水果的光譜信息；⑦被測水果9的光譜采集需要一定的積分時間來保證光譜儀獲得最有效的光譜信息和數據，下面三種檢測方案可以實現檢測要求檢測方案1檢測開始，光源照射被測水果樣品9，光源系統5的照射光穿過水果內部透射而出，出來的被測水果樣品透射光經過托盤底部安裝的光準直元件602，穿過隔板601的狹縫照射在檢測箱607內的凹面反射鏡606上，透射光被凹面反射鏡反射后射向位于凹面反射鏡焦點F位置的檢測探頭605；因為托盤8的運動，透射光在凹面反射鏡上運動，但反射后的透射光都會射向凹面反射鏡焦點位置的檢測探頭，當托盤從A點運動到B點完成檢測所需的積分時間，且在整個過程中光譜的積分和采集都是連續的；通過光纖604傳到檢測探頭，并將收集到的透射光輸送到光纖光譜儀608進行處理，處理好的透射光以一定的信號形式作為輸入進入分析處理單元3；檢測方案2檢測開始，光源照射被測水果樣品9，光穿過水果內部透射而出，出來的透射光經過托盤8底部安裝的光準直元件602，穿過隔板601的狹縫照射在檢測箱607內的反射鏡輸送帶612上的平面反射鏡609上，平面反射鏡與水平面夾角為45度，透射光被平面反射鏡反射后射向固定的軸線水平的檢測探頭605；因為托盤8的運動，透射光也在移動，根據托盤的運動速度反射鏡面輸送帶612的驅動電機614以相應速度帶動其上面的平面反射鏡與托盤同步同速移動，平面反射鏡始終將透射光反射后射向檢測探頭，當托盤從A點運動到B點完成檢測所需的積分時間，且在整個過程中光譜的積分和采集都是連續的；通過光纖604傳導檢測探頭將收集到的透射光輸送到光纖光譜儀608進行處理，處理好的透射光以一定的信號形式作為輸入進入分析處理單元3；檢測方案3檢測開始，光源照射被測水果樣品9，光穿過水果內部透射而出，出來的透射光經過托盤8底部安裝的光準直元件602，穿過隔板601的狹縫照射在檢測箱607內的可旋轉平面鏡615上，透射光被平面反射鏡反射后射向固定的軸線水平的檢測探頭605；因為托盤的運動，透射光在水平位置上發生位移，為了使位移改變后的透射光經反射后都會射向檢測探頭，要求平面反射鏡可以繞O點旋轉來滿足檢測要求；平面反射鏡的旋轉通過鏡面旋轉驅動裝置616實現，當托盤從A點運動到B點完成檢測所需的積分時間，且在整個過程中光譜的積分和采集都是連續的；通過光纖604傳導檢測探頭將收集到的透射光輸送到光纖光譜儀608進行處理，處理好的透射光以一定的信號形式作為輸入進入分析處理單元3；⑧光纖光譜儀608采集得到的光譜數據通過USB接口傳輸或數據采集卡采集進入分析處理單元3，得到的水果9的光譜數據根據分析處理3單元已經存在的基于近紅外光譜的水果內部品質檢測模型，很快計算得到該水果的內部品質信息(糖度、酸度、硬度和維生素C含量等)；⑨根據水果9的內部品質信息和位置信息，分析處理單元3進行整合處理輸出信號給信號控制單元4，信號控制單元4根據檢測分級要求輸出控制信號給水果分級出口12；⑩水果分級出口12根據輸入的控制信號對該水果進行匹配分級，通過一定的機械裝置讓該水果在不同的等級分級口輸出，完成分級。
本發明可用其他的不違背本發明的精神和主要特征的具體形式來概述。因此，無論從哪一點來看，本發明的上述實施方案都只能認為是對本發明的說明而不能限制本發明，權利要求書指出了本發明的范圍，而上述的說明并未指出本發明的范圍，因此，在與本發明的權利要求書相當的含義和范圍內的任何改變，都應認為是包括在權利要求書的范圍內。
權利要求
1.基于水果光特性的內部品質在線無損檢測方法，包括下列步驟1)水果依靠輸送單元輸送，以穩定狀態向檢測位置運動；2)布置在輸送單元上的編碼器獲取水果的位置信息并傳輸給信號控制單元；同時，水果經過輸送單元上的尺寸檢測裝置時，尺寸檢測裝置獲取水果的尺寸信息并傳輸給信號控制單元；3)信號控制單元對收到水果的位置信息和尺寸信息進行分析處理，轉化為控制信號發給檢測系統和光照系統的控制器；4)檢測系統和光照系統的控制器根據控制信號驅動完成光照與尺寸的優化匹配以及水果光譜的有效采集；5)分析處理單元通過傳輸來的光譜信息對水果內部品質的糖度、酸度、硬度和維生素C含量給出檢測結果，然后結合位置信息指導水果出口分級裝置分級。
2.基于水果光特性的內部品質在線無損檢測裝置，其特征在于包括由四個輸送帶及驅動機構組成的輸送系統，分析處理單元(3)，信號控制處理單元(4)，光照系統(5)，檢測系統(6)，水果分級出口(12)，水果入口(13)，尺寸檢測裝置(14)，編碼器(15)；其中1)其中第一、第二、第三和第四輸送帶及驅動機構(1、2、10、11)分別包括輸送帶(7)，托盤(8)，驅動鏈輪(101)，鏈條(102)，調速電機(103)，從動輪鏈輪(105)，支撐連接架；鏈條(102)環繞在驅動鏈輪(101)和從動輪鏈輪(105)上，兩根鏈條(102)之間有支撐連接架(104)連接構成輸送帶的骨架結構，輸送帶(7)與支撐連接架(104)固接在一起，托盤(8)鑲嵌在輸送帶(7)上；其托盤(8)底部與輸送帶(8)底面共面，托盤(8)底部裝有光準直元件(602)，調速電機(103)與驅動鏈輪(101)連接；第一、第二、第三和第四輸送帶及驅動機構(1、2、10、11)首尾相連構成一個環行的輸送系統；2)分析處理單元(3)包括用于光譜數據的預處理和基線校正算法以及水果糖度、酸度、硬度和維生素C含量的內部品質檢測的一組分析預測模型，用于與信號控制單元交換信息的程序；3)信號控制單元(4)包括用于實現檢測裝置所有動作、功能的輸入、輸出控制信號的處理和整合的程序；其中預先存儲了一組檢測前預設的值；信號控制單元(4)分別與編碼器(15)、尺寸檢測控制器(1404)、檢測控制器(603)、檢測系統的各驅動控制器和光照系統控制器(505)相連接；4)光照系統(5)包括光照箱(501)，兩組鹵鎢燈泡(502)，兩塊弧形光照反射板(503)，風扇(504)，光源功率調節器(505)；以上元件都包含在光照箱(501)內，兩塊弧形光照反射板(503)對稱安裝在光照箱(501)上，兩組鹵鎢燈泡組(502)分別安裝在弧形光照反射板(503)上，光源功率調節器(505)一端與鹵鎢燈泡組(502)相連，功率調節器(505)的一端與信號控制處理單元(3)連接；5)檢測系統(6)中的檢測箱(607)裝在光照箱(501)的下方；6)水果分級出口(12)和水果入口裝在第四輸送帶及驅動機構(11)上，尺寸檢測裝置(14)裝在水果入口(13)端出口的第四輸送帶及驅動機構(11)兩側，編碼器(15)安裝在第四輸送帶及驅動機構(11)驅動鏈輪(101)的軸心。編碼器(15)的輸出信號分別通過電線與尺寸檢測控制器(1404)和信號控制單元(4)連接。
3.根據權利要求2所述的一種基于水果光特性的內部品質在線無損檢測裝置，其特征在于所述的檢測系統(6)包括隔板(601)，光準直元件(602)，檢測控制器(603)，光纖(604)，檢測探頭(605)，凹面反射鏡(606)，檢測箱(607)，光纖光譜儀(608)；光準直元件(602)裝在托盤(8)底部，隔板(601)裝在光照箱(501)和檢測箱(607)之間；檢測探頭(605)裝在凹面反射鏡(606)的焦點F位置，檢測探頭(605)通過光纖(604)與光纖光譜儀(608)連接；光纖光譜儀(608)與檢測控制器(603)連接；凹面反射鏡(606)固接與檢測箱(607)上。
4.根據權利要求2所述的一種基于水果光特性的內部品質在線無損檢測裝置，其特征在于所述的檢測系統(6)包括隔板(601)，光準直元件(602)，檢測控制器(603)，光纖(604)，檢測探頭(605)，檢測箱(607)，光纖光譜儀(608)，平面反射鏡(609)，平面反射鏡輸送帶(610)，平面反射鏡輸送帶驅動輪(611)，平面反射鏡輸送帶從動輪(612)，平面反射鏡輸送帶驅動輪驅動電機(613)，平面反射鏡輸送帶驅動電機控制器(614)；光準直元件(602)裝在托盤(8)底部，隔板裝在光照箱(501)和檢測箱(607)之間；檢測探頭(605)固定安裝在檢測箱(607)上，檢測探頭(605)通過光纖(604)與光纖光譜儀(608)連接；光纖光譜儀(608)與檢測控制器(603)連接；平面反射鏡(609)固定安裝在平面反射鏡輸送帶(610)上，平面反射鏡輸送帶(610)環繞在平面反射鏡輸送帶驅動輪(611)和平面反射鏡輸送帶從動輪(612)上；平面反射鏡輸送帶驅動輪(611)與平面反射鏡輸送帶驅動電機(613)連接，平面反射鏡輸送帶驅動電機(613)與平面反射鏡輸送帶驅動電機控制器(614)連接。
5.根據權利要求2所述的一種基于水果光特性的內部品質在線無損檢測裝置，其特征在于所述的檢測系統(6)包括隔板(601)，光準直元件(602)，檢測控制器(603)，光纖(604)，檢測探頭(605)，檢測箱(607)，光纖光譜儀(608)，可轉動平面反射鏡(615)，鏡面旋轉驅動裝置(616)，鏡面旋轉驅動裝置控制器(617)；光準直元件(602)裝在托盤(8)底部，隔板(601)裝在光照箱(501)和檢測箱(607)之間；測探頭(605)固定安裝在檢測箱(607)上，檢測探頭(605)通過光纖(604)與光纖光譜儀(608)連接；光纖光譜儀(608)與檢測控制器連接；一塊可轉動平面反射鏡(615)安裝在鏡面旋轉驅動裝置(616)上，鏡面旋轉驅動裝置(616)安裝在檢測箱(607)內與鏡面旋轉驅動裝置控制器(617)連接。
全文摘要
本發明公開了一種基于水果光特性的內部品質在線無損檢測方法和裝置。包括輸送單元，分析處理單元，信號控制單元，光照系統，檢測系統，水果分級出口，水果入口，尺寸檢測裝置和編碼器。光照系統提供穩定、最優強度的照射光。檢測系統可以保證獲得水果內部品質有效特征的透射光譜信息。信號控制單元將傳感器得到的水果位置信息和尺寸信息以指令方式傳輸給檢測系統，由檢測系統實施對水果的在線光譜檢測，并把水果的光譜信息通過數據采集系統傳輸給分析處理單元，其內已存的基于近紅外光譜的水果內部品質預測模型對水果進行內部品質評價。本發明考慮了被測水果尺寸大小和光照匹配的優化，提高了水果在線動態水果檢測的速度和精度。
文檔編號G01B11/00GK1837788SQ20061004998
公開日2006年9月27日 申請日期2006年3月24日 優先權日2006年3月24日
發明者應義斌, 陸輝山, 徐惠榮, 傅霞萍, 田海清, 劉燕德 申請人:浙江大學
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
