CN108663327A - 一种用于果蔬内部品质检测的聚光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于果蔬内部品质检测的聚光装置，旨在解决以往人工手持检测水果过程中效率过低，且无法使用于水果大规模包装生产中的问题。该装置包括外壳、卤素灯、光阑、平凸镜支架、第一平凸镜、反光镜固定板、反光镜、平凸镜固定板、第二平凸镜；外壳为密封不透光壳体，外壳左端固定安装卤素灯，卤素灯伸入外壳内部，卤素灯右侧设置有引导卤素灯光线方向的可插拔式光阑，光阑贯穿外壳的内部，光阑右侧的外壳内固定安装有平凸镜支架。本装置提高了水果内部品质检测的效率，同时避免因人工长时间操作检测仪器而造成检测精度的变化，达到解决大规模水果生产过程中实时检测水果内部品质的目的，节省人力物力。

Description

一种用于果蔬内部品质检测的聚光装置
技术领域
本发明涉及一种聚光装置，尤其涉及一种用于果蔬内部品质检测的聚光装置。
背景技术
随着社会不断地进步发展，人们对自身生活品质的要求也越来越严格。人们除了通过日常的健身锻炼身体外，还通过大量摄入水果、蔬菜的方式来防止人体缺乏维生素等营养物质。人们为了保证每天摄入的水果量足够充足，家里的冰箱都会存储水果，除了对摄入水果的数量人们会进行严格的控制，人们也会对摄入水果的种类有所要求，比如说不同水果(如：脐橙、苹果等)所含维生素含量的不同，致使人们会针对性的买一些维生素高的水果，来防止自身对维生素含量摄入不够充分，同时人们对于水果的新鲜程度也有一定的要求。在物质极大丰富且能够满足的条件下，人们在挑选水果的过程中，除了针对水果营养物质的含量之外，还会对水果的新鲜程度有更加严格的标准。
针对人们对不同水果的数量及水果新鲜程度的需求问题，一些人开设了同城专卖新鲜水果的水果店并在线上也进行相关的销售，以最快的速度将顾客在网络或APP上订购的水果从果园送到顾客手中，既保证了水果的新鲜程度，又满足了人们对水果质量的各种需求。这也使得部分商人把投资转向了水果产业或相关产业，如水果种植、水果包装、水果再生产等。
对水果生产包装行业而言，在对水果进行包装装箱之前，常常需要保证在箱中的水果质量完好，防止水果内部存在腐烂的情况发生，但由于水果内部腐烂和损坏的情况是无法通过肉眼直接观测到的，因此导致在一整箱包装完整的水果中仍有个别内部质量不达标的水果。如何通过技术手段来降低、减少每箱水果中内部质量不达标水果的个数，是水果包装生产领域的技术人员所面临的一大难题。传统的水果内部检测是采用切开水果的有损实验来检测判断或利用测糖仪对水果内部进行无损质量检测，但手持测糖仪在使用过程中需要人工手持对水果进行内部品质检测，这样的人工检测方式效率过低且容易造成检测人员工作疲劳，不适用于工业生产中大量水果的内部品质检测。
发明内容
(1)要解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种用于果蔬内部品质检测的聚光装置，旨在解决以往人工手持检测水果过程中效率过低，且无法使用于水果大规模包装生产中的问题；同时避免因人工长时间操作检测仪器而造成检测精度的变化，达到解决大规模水果生产过程中实时检测水果内部品质的目的，节省人力物力。
(2)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了这样一种用于果蔬内部品质检测的聚光装置，包括外壳、卤素灯、光阑、平凸镜支架、第一平凸镜、反光镜固定板、反光镜、平凸镜固定板、第二平凸镜；外壳为密封不透光壳体，外壳左端固定安装卤素灯，卤素灯伸入外壳内部，卤素灯右侧设置有引导卤素灯光线方向的可插拔式光阑，光阑贯穿外壳的内部，光阑右侧的外壳内固定安装有平凸镜支架，平凸镜支架上安装有用于光线一次聚集的第一平凸镜，第一平凸镜右侧固定安装有反光镜固定板，反光镜固定板上安装有用于反射光线的反光镜，反光镜下方固定安装有平凸镜固定板，平凸镜固定板上安装有用于光线二次聚集的第二平凸镜，第二平凸镜伸出外壳。
优选地，一种用于果蔬内部品质检测的聚光装置，还包括有固定板、电机、遮光板和隔热板，外壳外表面安装有固定板，固定板上固定安装有电机，电机的输出轴上连接有对二次聚集的光线进行遮挡的遮光板，遮光板上安装有隔热板。通过电机的运动可以带动遮光板进行摆动，当光线过强或水果传输装置停止工作时，利用电机带动遮光板上的隔热板运动至指定位置，阻挡光线对水果的照射，既避免了通过关闭灯光装置来保护水果的情况发生，又能够保证苹果不被光线灼伤、损坏。
优选地，外壳为铝合金材质。采用铝合金材料能保证外壳的轻盈，减少装置对其安装处的承载力，快速散发外壳内部的热量，同时达到一个良好的封闭、隔离光线的效果。
优选地，隔热板为隔热纤维板。采用纤维板作为隔热材料，既能够让纤维板起到良好的隔热效果，又能减轻隔热板的重量。
工作原理：本装置在使用前，先将本装置安装放置在运输水果的传送带上方，在调整好装置和传送带距离后，再接通卤素灯的电源并打开卤素灯，使得卤素灯的灯光穿过光阑上的孔照射在平凸镜上，通过平凸镜对卤素灯的光线进行聚集照射在反光镜上，利用反光镜将光线反射至另一平凸镜，使光线聚集在水果上形成足够亮度的光斑，最后通过分析光斑的检测装置来对水果内部的品质进行分析。当传送带上的水果经过本装置下方时，卤素灯的灯光经过聚集照射在水果上，利用检测装置对水果上的光斑进行相应的光信号检测，进而判断水果的内部是否存在质量问题。
当检测装置上的传感器检测到某个水果表面的光斑信号后，经分析后发现其内部质量存在问题时，将光信号转化为电信号后传送至上位机，并对内部质量有问题的水果进行计数与标记。
(3)有益效果
与现有技术相比，本发明通过对现有果蔬检测装置进行改进，使得本装置适用于工业大规模水果生产包装，达到连续测量水果内部品质的目的。装置通过更换不同可插拔式的光阑，改变光线投射在水果表面形成的光斑大小，使得本装置在检测同类水果不同粒径时能有较好的聚光效果，同时保证了本装置较高的检测精度，避免了装置在自动化检测过程中不能依据不同水果直径级别来进行聚光调整的情况发生。利用平凸镜的两次聚光，使光线能够在水果上形成亮度效果明显的光斑，有效地防止了因聚光效果太差致使传感器无法检测到有效光斑信号的情况发生。
总而言之，本装置避免了人工检测水果的情况发生，提高了水果内部品质检测的效率，解决了现有检测装置无法在水果大规模包装生产中测量水果内部品质的问题；同时避免因人工长时间操作检测仪器而造成检测精度的变化，达到解决大规模水果生产过程中实时检测水果内部品质的目的，节省人力物力。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的外观图。
图2为本发明实施例的结构示意图。
图3为本发明实施例的工作原理图。
图4为本发明实施例的主视图。
图5为本发明实施例的左视图。
图6为本发明实施例的俯视图。
附图中的标记为：1-外壳、2-卤素灯、3-光阑、4-平凸镜支架、5-第一平凸镜、6-反光镜固定板、7-反光镜、8-平凸镜固定板、9-第二平凸镜、10-固定板、11-电机、12-遮光板、13-隔热板、14-水果、15-光线。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，以进一步阐述本发明，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
一种用于果蔬内部品质检测的聚光装置，本发明实施例的结构示意图如图2所示，包括外壳1、卤素灯2、光阑3、平凸镜支架4、第一平凸镜5、反光镜固定板6、反光镜7、平凸镜固定板8、第二平凸镜9；外壳1为密封不透光壳体，其材质为铝合金，则减小了外壳1对安装固定点的承载力，并且利用了金属合金良好的导热性，使得外壳1内的热量能够快速地向外散发；外壳1左端固定安装卤素灯2，卤素灯2伸入外壳1内部，采取伸入式的安装方式，可以避免安装时外界光线对装置的影响，并且保证安装的可靠性，而选用100W功率的卤素灯2即能保证光线聚集在水果上时形成足够亮度的光斑，又能保证光线的光照强度不灼伤水果；卤素灯2右侧设置有引导卤素灯2光线方向的可插拔式光阑3，光阑3贯穿外壳1的内部，利用光阑3上的小孔限制通过光阑3的光线，使得光线在水果上呈现出明显的光斑轮廓，而可插拔式的光阑3的设计使得装置能在不同直径类型的水果上形成符合水果内部质量检测条件的光斑，贯穿外壳1内部的光阑3也能充分的保证卤素灯2中照射出的光线只能通过光阑3上的小孔照射出去，同时也对光线进行了聚集处理；光阑3右侧的外壳1内固定安装有平凸镜支架4，平凸镜支架4上安装有用于光线一次聚集的第一平凸镜5，通过固定安装的平凸镜支架4将第一平凸镜5竖直的设置在外壳1内，极大地保证了对光线有聚集作用的第一平凸镜5能够使光线更好的投射到后续对光线处理的零部件上去；第一平凸镜5右侧固定安装有反光镜固定板6，反光镜固定板6上安装有用于反射光线的反光镜7，反光镜7下方固定安装有平凸镜固定板8，平凸镜固定板8上安装有用于光线二次聚集的第二平凸镜9，第二平凸镜9伸出外壳，通过倾斜安装的反光镜固定板6上的反光镜7将穿过第一平凸镜5的光线更好的照射到第二平凸镜9上，通过反光镜7的光垂直地照射在第二平凸镜上9，第二平凸镜9将对反射镜7反射过来的光线进行聚集，使光线在水果表面上能形成足够强度的光斑以便后续的检测装置能够对水果上的光斑信号进行检测。
优选地，一种用于果蔬内部品质检测的聚光装置，本发明实施例的外观图1、本发明实施例的主视图4、本发明实施例的左视图5和本发明实施例的俯视图6如图所示，还包括有固定板10、电机11、遮光板12和隔热板13，外壳1外表面安装有固定板10，固定板10上固定安装有电机11，电机11的输出轴上连接有对二次聚集的光线进行遮挡的遮光板12，遮光板12上安装有隔热板13。本装置可以通过电机11的运动带动遮光板12进行摆动，当光线过强或水果传输装置停止工作时，可通过电机控制装置发送相应电信号至电机11，利用电机11带动遮光板12上的隔热板13运动至指定位置，用隔热板13阻挡光线对水果的照射，这样既避免了通过关闭灯光装置来保护水果的情况发生，又能够保证苹果不被光线灼伤、损坏；本实施例中采用了X2216型号的电机11与隔热纤维板13，能够更稳定地实现上述遮光的过程。
实施例2
一种用于果蔬内部品质检测的聚光装置，本发明实施例的结构示意图如图2所示，包括外壳1、卤素灯2、光阑3、平凸镜支架4、第一平凸镜5、反光镜固定板6、反光镜7、平凸镜固定板8、第二平凸镜9；外壳1为密封不透光壳体，外壳1采用不锈钢材质，则减小了外壳1对安装固定点的承载力，并且利用了金属合金良好的导热性，使得外壳1内的热量能够快速地向外散发；外壳1左端固定安装卤素灯2，卤素灯2伸入外壳1内部，采取伸入式的安装方式，可以避免安装时外界光线对装置的影响，并且保证安装的可靠性，而选用70W功率的卤素灯2即能保证光线聚集在水果上时形成足够亮度的光斑，又能保证光线的光照强度不灼伤水果；卤素灯2右侧设置有引导卤素灯2光线方向的可插拔式光阑3，光阑3贯穿外壳1的内部，利用光阑3上的小孔限制通过光阑3的光线，使得光线在水果上呈现出明显的光斑轮廓，而可插拔式的光阑3的设计使得装置能在不同直径类型的水果上形成符合水果内部质量检测条件的光斑，贯穿外壳1内部的光阑3也能充分的保证卤素灯2中照射出的光线只能通过光阑3上的小孔照射出去，同时也对光线进行了聚集处理；光阑3右侧的外壳1内固定安装有平凸镜支架4，平凸镜支架4上安装有用于光线一次聚集的第一平凸镜5，通过固定安装的平凸镜支架4将第一平凸镜5竖直的设置在外壳1内，极大地保证了对光线有聚集作用的第一平凸镜5能够使光线更好的投射到后续对光线处理的零部件上去；第一平凸镜5右侧固定安装有反光镜固定板6，反光镜固定板6上安装有用于反射光线的反光镜7，反光镜7下方固定安装有平凸镜固定板8，平凸镜固定板8上安装有用于光线二次聚集的第二平凸镜9，第二平凸镜9伸出外壳，通过倾斜安装的反光镜固定板6上的反光镜7将穿过第一平凸镜5的光线更好的照射到第二平凸镜9上，通过反光镜7的光垂直地照射在第二平凸镜上9，第二平凸镜9将对反射镜7反射过来的光线进行聚集，使光线在水果表面上能形成足够强度的光斑以便后续的检测装置能够对水果上的光斑信号进行检测。
优选地，一种用于果蔬内部品质检测的聚光装置，本发明实施例的外观图1、本发明实施例的主视图4、本发明实施例的左视图5和本发明实施例的俯视图6如图所示，还包括有固定板10、电机11、遮光板12和隔热板13，外壳1外表面安装有固定板10，固定板10上固定安装有电机11，电机11的输出轴上连接有对二次聚集的光线进行遮挡的遮光板12，遮光板12上安装有隔热板13。本装置可以通过电机11的运动带动遮光板12进行摆动，当光线过强或水果传输装置停止工作时，可通过电机控制装置发送相应电信号至电机11，利用电机11带动遮光板12上的隔热板13运动至指定位置，用隔热板13阻挡光线对水果的照射，这样既避免了通过关闭灯光装置来保护水果的情况发生，又能够保证苹果不被光线灼伤、损坏；本实施例中采用了X2212型号的电机11与隔热石棉板13，能够更稳定地实现上述遮光的过程。
本发明实施例的工作原理图如图所示，本装置在使用前，先将本装置安装放置在运输水果的传送带上方，在调整好装置和传送带距离后，再将卤素灯2接通电源，确保卤素灯2能够正常工作。卤素灯2灯光穿过可插拔式的光阑3时，光线15通过光阑3上的小孔完成光线15的聚集；随后光线15通过第一平凸镜5进行聚集，并在反光镜7的反光下使光线15通过第二平凸镜9聚集到水果14表面并形成光斑；当水果传输装置停止时，卤素灯2的灯光长时间照射在水果表面会损伤水果14，此时，通过检测装置的传感器给固定板10上的电机11输入电信号，使得电机11带动遮光板12上的隔热板13进行运动，当隔热板13运动至第二平凸镜9与水果14之间时电机11停止运动，这时隔热板13挡住了经过第二平凸镜9的光线15，避免了光线15对水果14的长时间照射，保证水果14外表不被光线15灼伤、损坏。
检测装置通常由用STM32、ARM单片机或PLC等组成，通过上位机将控制程序写入检测装置内，将光纤采集到的光信号输入至检测装置内，再由检测装置的内部程序进行判断，最终将水果内部品质分析的结果上传至上位机，并对内部质量有损坏的水果进行相应的计数标记。
卤素灯2、光阑3、平凸镜支架4、第一平凸镜5、反光镜7、第二平凸镜9、电机11和隔热板13为所属领域现有技术的通用部件，其连接结构和工作原理均为本领域现有成熟技术，在此就不再赘述。
以上描述了本发明的主要技术特征和基本原理及相关优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的构思或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种用于果蔬内部品质检测的聚光装置，其特征在于，包括外壳(1)、卤素灯(2)、光阑(3)、平凸镜支架(4)、第一平凸镜(5)、反光镜固定板(6)、反光镜(7)、平凸镜固定板(8)、第二平凸镜(9)；外壳(1)为密封不透光壳体，外壳(1)左端固定安装卤素灯(2)，卤素灯(2)伸入外壳(1)内部，卤素灯(2)右侧设置有引导卤素灯(2)光线方向的可插拔式光阑(3)，光阑(3)贯穿外壳(1)的内部，光阑(3)右侧的外壳(1)内固定安装有平凸镜支架(4)，平凸镜支架(4)上安装有用于光线一次聚集的第一平凸镜(5)，第一平凸镜(5)右侧固定安装有反光镜固定板(6)，反光镜固定板(6)上安装有用于反射光线的反光镜(7)，反光镜(7)下方固定安装有平凸镜固定板(8)，平凸镜固定板(8)上安装有用于光线二次聚集的第二平凸镜(9)，第二平凸镜(9)伸出外壳(1)。
2.根据权利要求1中所述的一种用于果蔬内部品质检测的聚光装置，其特征在于，还包括有固定板(10)、电机(11)、遮光板(12)和隔热板(13)，外壳(1)外表面安装有固定板(10)，固定板(10)上固定安装有电机(11)，电机(11)的输出轴上连接有对二次聚集的光线进行遮挡的遮光板(12)，遮光板(12)上安装有隔热板(13)。
3.根据权利要求1中所述的一种用于果蔬内部品质检测的聚光装置，其特征在于，外壳(1)为铝合金材质。
4.根据权利要求2中所述的一种用于果蔬内部品质检测的聚光装置，其特征在于，隔热板(13)为隔热纤维板。
CN201810958224.1A 2018-08-22 2018-08-22 一种用于果蔬内部品质检测的聚光装置 Pending CN108663327A (zh)

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