CN103901049B - 一种微波无损测量果蔬特性的测量装置及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微波无损测量果蔬特性的测量装置及其测量方法。本发明的测量装置包括：微波收发装置、微波收发线和收发探针。本发明采用微波测量果蔬，微波具有穿透性，能够穿透果蔬的表面，进入果蔬的内部，经过果蔬的内部组织时，微波发生反射，总的反射波反映了果蔬内部的水分和果肉组织的情况。本发明提出的微波无损测量果蔬特性，解决了目前人民日常生活中由于对果蔬品质尤其是水分含量的不确定从而购买到的果蔬不够理想的情况带来的困扰，便于人们日常生活中对果蔬品质的判别和选取。该方法最大的特点是实现了果蔬特性的无损测量，同时操作简单方便。

Description

一种微波无损测量果蔬特性的测量装置及其测量方法

技术领域

本发明涉及果蔬特性的测量，具体涉及一种微波无损测量果蔬特性的测量装置及其测量方法。

背景技术

水果和蔬菜是人们日常饮食中必要的营养食物。水果不但含有丰富的营养且能够帮助消化，有降血压、减缓衰老、减肥瘦身、皮肤保养、明目、抗癌、降低胆固醇等保健作用。蔬菜可提供人体所必需的多种维生素和矿物质，据国际粮农组织1990年统计，人体必需的维生素C的90％、维生素A的60％来自蔬菜。此外，蔬菜中还有多种多样的植物化学物质，是人们公认的对健康有效的成分，如：类胡萝卜素、二丙烯化合物、甲基硫化合物等。目前果蔬中的营养素可以有效预防慢性、退行性疾病的多种物质正在被人们研究发现。随着人们生活水平的提高，消费者不仅关注果蔬的外表，更重视果蔬的品质，包括果蔬是否新鲜、成熟程度、口感和内部是否受损伤等，直接关系到果蔬的营养价值。

现有技术中，对于果蔬的无损检测，一般使用红外光谱和可见光谱，二者都不能穿透果蔬的内部，只能得到果蔬的表皮信息，而无法检测果蔬内部的品质。消费者在日常生活中，常常会因对果蔬的特性(包括成熟度、口感、新鲜程度和损伤)不确定，从而购买到的果蔬不够理想，带来困扰。

发明内容

针对以上现有技术中存在的问题，本发明提供一种微波无损测量果蔬特性的测量装置及其测量方法，从而便于人们日常生活中对果蔬品质的判别与选取。

本发明的一个目的在于提供一种微波无损测量果蔬特性的测量装置。

本发明的微波无损测量果蔬特性的测量装置包括：微波收发装置、微波收发线和收发探针；其中，微波收发装置包括微波发射源、微波接收器和数据处理器；微波发射源产生微波，经微波收发线传输至收发探针；收发探针放置在果蔬的表面，将微波发射至果蔬；微波经果蔬的表面及内部组织的反射，由收发探针接收总的反射波；反射波经微波收发线传输至微波接收器；微波发射源和微波接收器同时将信号传输至数据处理器，数据处理器将反射波信号与产生的微波相比较，得到反射系数Γ；微波收发装置在微波波段逐点发射微波，得到微波反射系数谱；根据微波反射系数谱与相应特性的比对样本进行对比，得到果蔬的特性。果蔬的特性包括果蔬的成熟度、损伤、新鲜程度和口感。

微波收发线包括内外两层导体；外层导体是金属材料的圆筒，构成软性屏蔽层；内层导体是高电导率的金属柱；内层和外层导体之间填充介电材料。收发探针是由微波收发线发展而来的一种电磁波测量天线。收发探针包括内外两层导体，均为高电导率的金属圆筒；内层和外层导体之间填充介电材料；外层导体的末端为垂直于内层和外层导体的面积较大的金属环片。微波收发线和收发探针的开口端是相互契合的接口，微波收发线的内层金属柱嵌入收发探针的内层金属圆筒，收发探针的外层金属圆筒与微波收发线的外层圆筒紧贴。本发明不破坏果蔬的结构，直接把测量装置覆在待测量的果蔬上就可以进行，灵活方便。而且便于测量果蔬的宽带微波波谱特性，信息量丰富。

本发明采用微波测量果蔬，微波具有穿透性，能够穿透果蔬的表面，进入果蔬的内部，经过果蔬的内部组织时，微波发生层层反射，总的反射波反映了果蔬内部的水分和果肉组织的情况。采用微波收发线，对微波的发射和接收为同一个天线，微波的发射和接收之间不存在位置和角度的差异，因此无信号损失；并且在发射的同时接收，数据实时。微波收发装置和收发探针之间采用微波收发线连接，微波能够在微波收发线中正向和反向同时传输，而不相干。微波收发装置中的数据处理器同时接收发射波和反射波，对比得到反射系数Γ。反射系数Γ与果蔬内部的水分和果肉组织直接相关，从而能够体现果蔬的特性。对微波段逐点进行扫描，得到微波反射系数谱。由于不同果蔬的特性不同，相应地内部的水分和果肉组织也会不同，表现在微波反射系数谱的特征不同。根据微波反射系数谱与相应特性的比对样本进行对比，得到果蔬的特性。

不同种类的果蔬，内部水分和果肉组织存在差异，果蔬的特性体现在微波反射系数谱上也是不相同的，每一类果蔬的具有特定的微波反射系数谱。因此，在测量具体的果蔬的特性之前，需要针对每一类果蔬建立样本库。对于同一类果蔬，采用大量的样本，得到特性不同的微波反射系数谱，表现出来的曲线特征不同。果蔬的特征包括果蔬的成熟度、损伤、新鲜程度和口感。将果蔬的一种特性的微波反射系数谱按需要依次分类，在对具体的同类果蔬测量特性时，将此果蔬的微波反射系数谱与此类果蔬的相应特性的比对样本进行比对，根据曲线落入的区域，从而得到这个果蔬的特性。

进一步，通过反射系数Γ得到果蔬的介电常数ε，其中ε＝ε_r+jε_i，ε_r为实部，ε_i为虚部，ε_i与果蔬内部的水分直接相关，水分越大，ε_i越大，通过介电常数ε的虚部ε_i得到水分的直接信息。这样对于如橙子、橘子、西瓜、木瓜和西红柿等，口感和营养直接与内部的水分含量相关的果蔬，得到果蔬的水分含量，就获得了果蔬的口感和新鲜程度的直观信息。

本发明的另一个目的在于提供一种微波无损测量果蔬特性的测量方法。

本发明的微波无损测量果蔬特性的测量方法，包括以下步骤：

1)采用多个同种类的已知特性的果蔬，分别测量得到微波反射系数谱，建立样本库，对于每一种特性，将微波反射系数谱与果蔬的相应特性的程度相联系，将微波反射系数谱进行分类，得到相应特性的比对样本；

2)选择微波收发装置的测量端口，连接微波收发线，微波收发线的另一端分别连接匹配负载、短路负载和开路负载，对微波收发装置进行校准；

3)保持微波收发线与微波收发装置的连接状态不变，将微波收发线的另一端连接收发探针，连接时注意不要折损微波收发线，同时注意保持微波收发线与收发探针接口的吻合性良好；

4)将收发探针放置在待测的果蔬的表面，打开微波收发装置，在微波波段逐点扫描测量，得到微波反射系数谱；

5)将微波反射系数谱与步骤1)中的样本库的相应特性的比对样本进行比对，根据落入的分类的区域，从而判断出果蔬的特性。

其中，在步骤1)中，对于已知特性的大量(100个以上)果蔬，进行微波波段的逐点扫描，得到微波反射系数谱，特性不同的果蔬的微波反射系数谱的曲线的曲率规律不同，按照设计需要，将特性不同的果蔬得到的微波反射系数谱进行分类，相应地得到一种特性的比对样本。果蔬的特性包括成熟度、损伤、新鲜程度和口感，相应地得到成熟度的比对样本、损伤的比对样本、新鲜程度的比对样本和口感的比对样本。

在步骤5)中，对于果蔬的成熟度的判别，体现在微波反射系数谱的低频段(0.03GHz～5GHz)和高频段(9GHz～14GHz)，在低频段越成熟的果蔬反射系数越小；在高频段，越成熟的果蔬反射系数越大，将待测的果蔬的微波反射系数谱与成熟程度的比对样本在低频段和高频段进行对比，根据落入的分类的区域，得到果蔬的成熟度。对于果蔬的损伤的判别，体现在微波反射系数谱的中高频段(3GHz～14GHz)，受损伤后的果蔬在中高频段对微波的反射系数减小，将待测的果蔬的微波反射系数谱与损伤的比对样本在中高频段进行对比，根据落入的分类的区域，得到果蔬的损伤情况。对于果蔬的新鲜程度的判别，体现在微波反射系数谱的整个微波波段上，新鲜的果蔬在低频段反射系数较小，在高频段反射系数较大；不新鲜的果蔬在低频段反射系数较大，在高频段反射系数较小，将待测的果蔬的微波反射系数谱与新鲜程度的比对样本在中高频段进行对比，根据落入的分类的区域，得到果蔬的新鲜程度。对于果蔬的口感的判别，体现在果蔬的高频段(3.2GHz～14GHz)，口感越差的果蔬在高频段反射系数越大，将待测的果蔬的微波反射系数谱与口感的比对样本在高频段相比对，根据落入的分类的区域，得到果蔬的口感信息。

本发明的优点：

本发明提出的微波无损测量果蔬特性，解决了目前人民日常生活中由于对果蔬品质尤其是水分含量的不确定从而购买到的果蔬不够理想的情况带来的困扰，便于人们日常生活中对果蔬品质的判别和选取。该方法最大的特点是实现了果蔬特性的无损测量，同时操作简单方便。

附图说明

图1为本发明的微波无损测量果蔬特性的测量装置的结构示意图；

图2为本发明的微波无损测量果蔬特性的测量装置的收发探针的剖面图；

图3为本发明的微波无损测量果蔬特性的测量装置测试样品的在0.03～14GHz频率范围内的不同种类果蔬的微波反射系数谱；

图4为本发明的微波无损测量果蔬特性的测量装置测试样品的在微波频段的不同成熟度的香蕉的微波反射系数谱；

图5为本发明的微波无损测量果蔬特性的测量装置测试样品的在微波频段的是否受损伤的苹果的微波反射系数谱；

图6为本发明的微波无损测量果蔬特性的测量装置测试样品的在微波频段的不同新鲜程度的苹果的微波反射系数谱；

图7为本发明的微波无损测量果蔬特性的测量装置测试样品的在微波频段的不同口感的苹果的微波反射系数谱。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例对本发明做进一步说明。

如图1所示，本实施例的微波无损测量果蔬特性的测量装置包括：微波收发装置1、微波收发线2和收发探针3；其中，微波收发装置1包括微波发射源11、微波接收器12和数据处理器13；微波发射源11产生微波，经微波收发线2传输至收发探针3；收发探针3放置在果蔬的表面，将微波发射至果蔬；微波经果蔬的表面及内部组织的反射，由收发探针3接收总的反射波；反射波经微波收发线2传输至微波接收器12；微波发射源11和微波接收器12同时将信号传输至数据处理器13，数据处理器13将反射波信号与产生的微波相比较，得到反射系数Γ；微波收发装置逐点发射微波，得到微波反射系数谱；根据微波反射系数谱与相应特性的比对样本进行对比，得到果蔬的特性。

如图1所示，微波收发线2包括内外两层导体21和22；外层导体21是金属材料的圆筒，构成软性屏蔽层；内层导体22是高电导率的金属柱，内层和外层导体之间填充介电材料23。如图2所示，收发探针包括内外两层导体31和32，均为高电导率的金属圆筒；内层和外层导体之间填充介电材料；外层导体的末端为垂直于内层和外层导体的面积较大的金属环片33。微波收发线2和收发探针3的开口端是相互契合的接口，微波收发线的内层金属柱嵌入收发探针的内层金属圆筒，收发探针的外层金属圆筒与微波收发线的外层圆筒紧贴。

收发探针的三个重要参数是外导体内径D＝4.13mm，内导体外径d＝1.28mm，填充材料聚四氟乙烯PTFE相对介电常数ε_r0＝2.05。微波收发装置可以测量收发探针的反射系数Γ。收发探针可以等效为三部分元件，即长度为h＝7.0mm的理想传输线，收发探针开口边缘场电容C_f，和果蔬的感应电容，其中果蔬电容由果蔬的材料特性决定，设定为εC₀，其中，ε为果蔬的介电常数，C₀为电容常数，ε＝ε_r+jε_i，ε_r为介电常数的实部，ε_i为介电常数的虚部。开口边缘场电容C_f是测量装置的固有特性，假定与测试的果蔬材料无关。微波收发线标准导纳Y₀＝1/50S(西门子S)。由相关电磁理论，这些参数之间具有以下联系：

Γ＝Γ₀e^-j2βh＝|Γ|(cosφ+jsinφ)(1)

Γ＝(Y₀-Y_L)/(Y₀+Y_L)(2)

Y_L＝jω(C_f+εC₀)(3)

其中，h是矢量网络分析仪的校准面距离探针外接触面的距离，探针中的传输常数φ是反射系数的相位,单位rad。测量装置在求解出果蔬的参数之前，需要一已知参数(ε＝ε_r)的无损耗校准物件计算出参数C_f和C₀。同时假定校准物件测试时，测试系统的C_f和C₀常数与果蔬一致。

由于系统是超越方程，采用循环迭代法求解参数C_f和C₀。解法如下：

1)假定待测物ε₁＝ε_r+jε_i，可以得到一个优化的初值，

$C_0=\frac{Y_0}{\mathrm{\ω}|{\mathrm{\ϵ}}_r+{\mathrm{j\ϵ}}_i|}---\left(4\right)$

2)将方程(4)带入方程(3)，反解参数C_f，

$C_f=\frac{Y_0}{\mathrm{\ω}}\frac{-2\left|\mathrm{\Γ}\right|sin\mathrm{\φ}}{1+|\mathrm{\Γ}{|}^2+2|\mathrm{\Γ}|cos\mathrm{\φ}}-{\mathrm{\ϵ}}_r{C}_0---\left(5\right)$

3)将方程(5)计算的结果进一步带入方程(3)，反解待求参数，

${\mathrm{\ϵ}}_r=-\frac{2\left|\mathrm{\Γ}\right|sin\mathrm{\φ}}{{\mathrm{\ωC}}_0}\frac{Y_0}{1+|\mathrm{\Γ}{|}^2+2|\mathrm{\Γ}|cos\mathrm{\φ}}-\frac{C_f}{C_0}---\left(6\right)$

${\mathrm{\ϵ}}_i=-\frac{1-|\mathrm{\Γ}{|}^2}{{\mathrm{\ωC}}_0}\frac{Y_0}{1+|\mathrm{\Γ}{|}^2+2|\mathrm{\Γ}|cos\mathrm{\φ}}---\left(7\right)$

由方程计算出的ε₂＝ε_r+jε_i并不是最终结果(同时与假定的ε₁＝ε_r+jε_i也不一样)。但是根据ε₂＝ε_r+jε_i，可以进一步估计出新的参数C_f和C₀，并计算出新的ε₃＝ε_r+jε_i。以上述循环方式，不断重复迭代，一直到收敛到稳定的ε＝ε_r+jε_i，就是最终的待求结果。根据以上方法准确反演出待测果蔬的的精确参数设计一系列复杂的校准、优化和误差分析的数学处理方法，这里不再进一步详述。同类果蔬中，虚部的模值(绝对值)越大，表明损耗越大，因此水分越大。

图3为采用本发明的微波无损测量果蔬特性的测量装置测量不同种类果蔬得到的微波反射系数谱，从图3中可以看出不同种类的果蔬，由于内部的果肉组织及水分等特性不同，反映在微波反射系数谱上也是不同的。

实施例一

在本实施例中，采用微波无损测量果蔬特性的测量装置对香蕉的成熟度进行判别。选取成熟度不同的3根香蕉进行测量，分别为还未成熟需放置一段时间才能食用的青色香蕉，可以正常成熟能正常食用的香蕉，以及已经熟透了发黑再不食用就要坏掉的香蕉。如图4所示，为不同成熟度的香蕉测量结果，实线是还未成熟的青色香蕉的微波反射系数谱，虚线是正常成熟的香蕉的微波反射系数谱，间断线是熟透的香蕉的微波反射系数谱。从图4中可以看出，成熟度对微波频谱的影响主要体现在低频段(0.03GHz～5GHz)和高频段(9GHz～14GHz)，在低频段越成熟的香蕉对微波的反射越小，吸收损耗越大；在高频段，越成熟的香蕉对微波的反射越大，吸收损耗越小，所以根据曲线在低频段和高频段的反射大小不同就可以判别不同成熟度的果蔬。因而，利用本发明的微波无损测量方法可以判别同一种类果蔬的成熟度。对同类的大量(500个以上)已知成熟度的样品进行测量，建立样本库，并对建立的样本库进行分类，得到成熟度的比对样本。本实施例中，不成熟的青香焦的微波反射系数谱在实线所示的曲线附近，正常成熟的香蕉的微波反射系数谱在虚线所示的曲线附近，熟透的香蕉的微波反射系数谱在间断线所示的曲线附件，简单的把香蕉的成熟度分为三类，得到图4中点划线代表的分类曲线。图4中，将香蕉的成熟度分为三个区，I区表示还未成熟的青色的香蕉，II区表示正常成熟的香蕉，III区表示熟透了的香蕉。具体测量一个香蕉的成熟度时，如果待测的香蕉的微波反射系数谱在落在I区，则表示该香蕉还未成熟，还不能食用；如果待测香蕉的微波反射系数谱在落在II区，则表示该香蕉正好成熟，刚好食用；如果待测香蕉的微波反射系数谱在落在III区，则表示该香蕉已完全熟透，再不食用将要坏掉。

实施例二

在本实施例中，采用微波无损测量果蔬特性的测量装置对苹果是否受损伤进行判别。同时为了保证实验的准确性，选取同一品种成熟度相同的两个苹果进行实验，1号苹果和2号苹果两个外观看起来相似的苹果。首先，对未受损伤的两个苹果进行微波无损测量，得到微波反射系数谱，然后将1号苹果进行人为的损伤破坏，再测量1号苹果损伤后的微波反射系数谱。图5为不同损伤程度的苹果的微波反射系数谱，实线是1号苹果未受损伤时的微波反射系数谱，虚线是2号苹果未受损伤时的微波反射系数谱，间断线是1号苹果受损伤后的微波反射系数谱。从图中可以看出，实线和虚线几乎完全重合，说明这未受损伤的1号苹果和2号苹果的各种特性完全相同，对照与这两条曲线，1号苹果受损后的微波反射系数谱在中高频段(3GHz～14GHz)与这两条曲线有明显的区别，受损伤后的苹果由于水分和果肉组织收到破坏，在中高频段对微波的反射增强，即吸收损耗减小，所以根据曲线在中高频段的对微波反射的大小就可以对果蔬的损伤进行检测。因而，利用本发明的微波无损测量的方法可以检测果蔬的损伤。对同类的大量(500个以上)已知是否受损伤的样品进行测量，建立样本库，并对建立的样本库进行分类，得到损伤的比对样本。在本实施例中，未受损伤的苹果的微波反射系数谱在实线所示的曲线附近，损伤的苹果的微波反射系数谱在虚线所示的曲线附近，简单的把苹果是否受损伤分为两类，就可以得到图5中点划线代表的分类曲线将苹果分为两个区，I区表示受损苹果，II区表示未受损苹果。具体测量一个苹果是否受损时，如果待测的苹果的微波反射系数谱落在I区，则表示该苹果受损；如果待测苹果的微波反射系数谱在落在II区，则表示该苹果未受损。

实施例三

在本实施例中，采用微波无损测量果蔬特性的测量装置对苹果的新鲜程度进行判别。首先测量了一个苹果的微波反射系数谱，将该苹果放置三天后又测量了一次微波反射系数谱，对放置前后苹果的微波反射系数谱进行比较。如图6所示，为不同新鲜程度的苹果的微波反射系数谱，实线是新鲜苹果的微波反射系数谱，虚线是将该苹果放置三天后的微波反射系数谱。从图6中可以看出，新鲜程度不同的苹果在低频段(0.03GHz～4.7GHz)和高频段(4.7GHz～14GHz)分别表现出不同的微波频谱特性。在低频段，新鲜苹果的反射系数较小，即对微波的吸收和损耗较强；在高频段，新鲜苹果的反射系数较大，即微波的吸收和损耗较低，反而是放置三天后不太新鲜的苹果对微波的吸收和损耗较强，所以利用果蔬在整个微波频段不同的微波反射系数谱就可以判别果蔬的新鲜程度。因而，利用本发明的微波无损测量方法可以判别果蔬的新鲜程度。对同类的大量(500个以上)的已知新鲜程度的样品进行测量，建立样本库，并对建立的样本库进行分类，得到新鲜程度的比对样本。在本实施例中，新鲜的苹果的微波反射系数谱在实线所示的曲线附近，不新鲜的苹果的微波反射系数谱在虚线所示的曲线附近，简单的把苹果的新鲜程度分为两类，得到图6中点划线代表的分类曲线将苹果分为两个区，I区表示新鲜苹果，II区表示放置后不新鲜的苹果。具体测量一个苹果的新鲜程度时，如果待测的苹果的微波反射系数谱在落在I区，则表示该苹果很新鲜；如果待测苹果的微波反射系数谱在落在II区，则表示该苹果已经不新鲜了。

实施例四

在本实施例中，采用微波无损测量果蔬特性的测量装置对苹果的口感进行判别。选取同一苹果的不同区域进行测量，分别为苹果的红色区域和苹果的绿色区域。如图7所示，为同一个苹果不同的口感区域的微波反射系数谱，*号是苹果红色区域的微波反射系数谱，圆圈是苹果绿色区域的微波反射系数谱。由于苹果的成色主要和口感相关，红色区域的口感比绿色区域的口感要好，从图7中可以看出，口感好的区域和口感相对较差的区域的微波反射系数谱在所测的整个频段(0.03GHz～14GHz)内均有区别，在低频段(0.03GHz～3.2GHz)，口感好的苹果对微波的反射强烈，吸收和损耗较小；而在高频段(3.2GHz～14GHz)具有明显的区别，口感差的苹果对微波的反射强烈，吸收和损耗较小，所以根据曲线在高频段内对微波反射的情况就可以对果蔬的口感进行判别。因而，利用本发明的微波无损测量方法可以判别对同一类果蔬的口感进行判别。对同类的大量(500个以上)已知口感的样品进行测量，建立样本库，并对建立的样本库进行分类，得到口感的比对样本。在本实施例中，口感较好的苹果的微波反射系数谱在*号所示的曲线附近，口感较差的苹果的微波反射系数谱在圆圈所示的曲线附近，简单的把苹果的口感分为两类，得到图7中点划线代表的分类曲线将苹果分为两个区，I区代表苹果口感较好，II区代表苹果口感较差。测量时，如果待测的苹果的微波反射系数谱落在I区，则表示该苹果的口感好；如果待测的苹果微波反射系数谱在落在II区，则表示该苹果的口感较差。

最后需要注意的是，公布实施方式的目的在于帮助进一步理解本发明，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于实施例所公开的内容，本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种微波无损测量果蔬特性的测量装置，所述测量装置包括：微波收发装置(1)、微波收发线(2)和收发探针(3)；其中，微波收发装置(1)包括微波发射源(11)、微波接收器(12)和数据处理器(13)；所述微波发射源(11)产生微波，经微波收发线(2)传输至收发探针(3)；所述收发探针(3)放置在果蔬的表面，将微波发射至果蔬；微波经果蔬的表面及内部组织的反射，由收发探针(3)接收总的反射波；反射波经微波收发线(2)传输至微波接收器(12)；所述微波发射源(11)和微波接收器(12)同时将信号传输至数据处理器(13)，所述数据处理器(13)将反射波信号与产生的微波相比较，得到反射系数Γ；所述微波收发装置(1)在微波波段逐点发射微波，得到微波反射系数谱。

2.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述微波收发线(2)包括内外两层导体(21和22)；所述外层导体(21)是金属材料的圆筒，构成软性屏蔽层；所述内层导体(22)是金属柱；内层和外层导体之间填充介电材料(23)。

3.如权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述收发探针包括内外两层导体(31和32)，均为金属圆筒；内层和外层导体之间填充介电材料；外层的末端为垂直于内层和外层导体的面积较大的金属环片(33)。

4.如权利要求3所述的测量装置，其特征在于，所述微波收发线(2)和收发探针(3)的开口端是相互契合的接口，微波收发线的内层金属柱嵌入收发探针的内层金属圆筒，收发探针的外层金属圆筒与微波收发线的外层圆筒紧贴。

5.一种微波无损测量果蔬特性的测量方法，其特征在于，所述测量方法，包括以下步骤：

1)采用多个同种类的已知特性的果蔬，分别测量得到微波反射系数谱，建立样本库，对于每一种特性，将微波反射系数谱与果蔬的相应特性的程度相联系，将微波反射系数谱进行分类，得到相应特性的比对样本；

2)选择微波收发装置的测量端口，连接微波收发线，微波收发线的另一端分别连接匹配负载、短路负载和开路负载，对微波收发装置进行校准；

3)保持微波收发线与微波收发装置的连接状态不变，将微波收发线的另一端连接收发探针，连接时注意不要折损微波收发线，同时注意保持微波收发线与收发探针接口的吻合性良好；

4)将收发探针放置在待测的果蔬的表面，打开微波收发装置，在微波波段逐点扫描测量，得到微波反射系数谱；

5)将微波反射系数谱与步骤1)中的样本库的相应特性的比对样本进行比对，根据落入的分类的区域，从而判断出果蔬的特性。

6.如权利要求5所述的测量方法，其特征在于，在步骤1)中，对于已知特性的果蔬，进行微波波段的逐点扫描，得到微波反射系数谱，特性不同的果蔬的微波反射系数谱的曲线的曲率规律不同，按照设计需要，将特性不同的果蔬得到的微波反射系数谱进行分类，相应地得到一种特性的比对样本；果蔬的特性包括成熟度、损伤、新鲜程度和口感，相应地得到成熟度的比对样本、损伤的比对样本、新鲜程度的比对样本和口感的比对样本。

7.如权利要求5所述的测量方法，其特征在于，在步骤5)中，对于果蔬的成熟度的判别，体现在微波反射系数谱的低频段和高频段，将待测的果蔬的反射系数谱与成熟程度的比对样本在低频段和高频段进行对比，根据落入的分类的区域，得到果蔬的成熟度，其中，低频段为0.03GHz～5GHz，高频段为9GHz～14GHz。

8.如权利要求5所述的测量方法，其特征在于，在步骤5)中，对于果蔬的损伤的判别，体现在微波反射系数谱的中高频段，将待测的果蔬的微波反射系数谱与损伤的比对样本在中高频段进行对比，根据落入的分类的区域，得到果蔬的损伤情况，其中，中高频段为3GHz～14GHz。

9.如权利要求5所述的测量方法，其特征在于，在步骤5)中，对于果蔬的新鲜程度的判别，体现在微波反射系数谱的整个微波波段上，将待测的果蔬的微波反射系数谱与新鲜程度的比对样本在中高频段进行对比，根据落入的分类的区域，得到果蔬的新鲜程度。

10.如权利要求5所述的测量方法，其特征在于，在步骤5)中，对于果蔬的口感的判别，体现在果蔬的高频段，将待测的果蔬的微波反射系数谱与口感的比对样本在高频段相比对，根据落入的分类的区域，得到果蔬的口感信息，其中，高频段为3.2GHz～14GHz。