CN113075161B - 近红外水果内在品质检测系统 - Google Patents

近红外水果内在品质检测系统 Download PDF

Info

Publication number
CN113075161B
CN113075161B CN202110351912.3A CN202110351912A CN113075161B CN 113075161 B CN113075161 B CN 113075161B CN 202110351912 A CN202110351912 A CN 202110351912A CN 113075161 B CN113075161 B CN 113075161B
Authority
CN
China
Prior art keywords
fruit
detected
light source
detection
near infrared
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110351912.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113075161A (zh
Inventor
武新
陈良
高亮
刘京威
谭海军
王峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing College of Electronic Engineering
Original Assignee
Chongqing College of Electronic Engineering
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing College of Electronic Engineering filed Critical Chongqing College of Electronic Engineering
Priority to CN202110351912.3A priority Critical patent/CN113075161B/zh
Publication of CN113075161A publication Critical patent/CN113075161A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113075161B publication Critical patent/CN113075161B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/359Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light using near infrared light
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/3563Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing solids; Preparation of samples therefor

Abstract

本发明公开的近红外水果内在品质检测系统,属于近红外光谱水果检测技术领域,近红外水果内在品质检测系统包括呈长方体结构的检测箱,检测箱内包括:水果放置组件,位于检测箱长度方向的一端,用于放置待测水果;光谱检测组件,位于检测箱长度方向的另一端,且与水果放置组件相邻对应设置;光谱检测组件包括:光源组件,用于照射待测水果以产生漫反射光;近红外光谱仪,用于按照预设积分时间和预设检测次数对待测水果的多个局部位置进行检测,并对多次局部检测的结果求平均值,以获得待测水果的品质检测结果传输至终端设备。本发明技术方案提升了近红外水果内在品质检测系统的检测准确性。

Description

近红外水果内在品质检测系统
技术领域
本发明涉及近红外光谱水果检测技术领域,具体涉及近红外水果内在品质检测系统。
背景技术
随着生活水平的不断提高,消费者在购买水果时,对水果的品质要求越来越注重,不仅注重大小、颜色、外形等外部品质,而且对糖度、酸度等内部品质的口感也越来越重视。
目前,对于近红外光谱技术在水果糖分含量、酸度等内在品质无损检测方面的研究一直是近年来国内外学者研究热点。现有的检测设备一般是利用近红外透射光谱对物料进行检测。但是由于具有内核的水果,在采用透射方式采集水果的吸收光谱时,检测信号的大小、检测的准确性等会受到很大的影响。而采用漫反射方式,一般是采用一个固定光源和接收器对应,以对水果内在品质进行检测,其检测水果的一个位置,检测准确性较低。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种近红外水果内在品质检测系统,旨在提升近红外水果内在品质检测系统的检测准确性。
本发明提供的基础方案:
近红外水果内在品质检测系统,包括呈长方体结构的检测箱,其特征在于,检测箱内包括:
水果放置组件,位于所述检测箱长度方向的一端,用于放置待测水果;
光谱检测组件,位于所述检测箱长度方向的另一端,且与所述水果放置组件相邻对应设置;
所述光谱检测组件包括:
光源组件,用于照射所述待测水果以产生漫反射光;
近红外光谱仪,用于按照预设积分时间和预设检测次数对所述待测水果的多个局部位置进行检测,并对多次局部检测的结果求平均值,以获得所述待测水果的品质检测结果传输至终端设备。
本发明基础方案的原理为:
本方案中,近红外水果内在品质检测系统包括呈长方体结构的检测箱,检测箱长度方向一端具有水果放置组件,长度方向另一端具有光谱检测组件,且光谱检测组件与水果放置组件相邻对应设置,也即将近红外水果内在品质检测系统中呈长方体结构的检测箱在长度方向上分为水果放置组件和光谱检测组件两个部分。水果放置组件部分用于放置待测水果,光谱检测组件具有照射待测水果局部位置的光源组件和近红外光谱仪;在对待测水果检测前,对近红外光谱仪设置了预设积分时间和预设检测次数,用于按照预设积分时间和预设检测次数对所述待测水果的多个局部位置进行检测;在对待测水果检测时,就通过近红外光谱仪按照预设积分时间和预设检测次数对待测水果的多个局部位置表面进行检测,并通过近红外光谱仪对多次局部检测的结果取平均值获得待测水果的品质检测结果,同时将待测水果的品质检测结果传输至终端设备进行显示。
基础方案的有益效果为:
(1)本方案中,由于近红外水果内在品质检测系统中的检测箱为呈长方体结构,在长度方向上的一端为水果放置组件,另一端为对应设置的光谱检测组件,通过水果放置组件和光谱检测组件的规则结构布局,减小了水果检测系统中检测箱的体积,同时便于用户便携操作,提升了近红外水果内在品质检测系统的便捷性。
(2)本方案中,通过光谱检测组件中的光源组件对待测水果的照射,以及与待测水果紧邻设置的近红外光谱仪,便于近红外光谱仪更加准确地采集待测水果内部的组织特征,提升近红外水果内在品质检测系统的检测准确性。
(3)本方案中,由于在对待测水果检测前,近红外光谱仪设置了预设积分时间和预设检测次数,从而使得近红外光谱仪按照预设积分时间和预设检测次数对待测水果的多个局部位置进行检测,并根据多次局部检测的结果取平均值获得待测水果的品质检测结果,提升近红外水果内在品质检测系统的检测准确性。
进一步,所述近红外光谱仪以所述待测水果圆周表面均等而分的3个-6个局部位置进行检测。
将待测水果按照其圆周表面均等分成多个局部位置,通过近红外光谱仪对待测水果圆周表面的多个局部位置一一进行检测,且待测水果的每个局部位置间隔均匀,以便于近红外光谱仪更加均匀地对待测水果进行检测,使得最终获得的待测水果品质检测结果更加贴近于待测水果的实际内在品质。
进一步,所述红外光谱仪的预设积分时间范围为0.01s-0.03s,预设检测次数范围为5次-10次。
通过将红外光谱仪检测待测水果的积分时间(也即采集时间)预设为0.01s-0.03s,待测水果的每一局部位置检测5次-10次,从而提升近红外光谱仪的检测效率,同时使得近红外光谱仪对待测水果内部品质检测的更加准确。
进一步,所述光源组件包括光源控制器及分别与所述光源控制器连接的多个光源;
所述光源控制器,用于输出PWM信号控制每一光源的通断和/或亮度,以及输出控制信号控制各所述光源的调节角度。
通过对光源组件中的多个光源进行独立调节,也即是对光源组件中的每一光源均可独立控制通断和/或亮度,以使得更加精确控制光源组件照射待测水果。
进一步,每一所述光源为12V/5W的钨卤素灯。
由于光源组件的每一光源采用钨卤素灯,功耗较低,且亮度容易控制和调整。
进一步,所述检测箱还包括分别与所述近红外光谱仪连接的电源线和通信传输线;
所述电源线,用于与所述检测箱外的电源设备连接,以为所述近红外光谱仪和所述光源控制器供电;
所述通信传输线,用于与所述检测箱外带有图像采集卡的终端设备通信连接,控制所述近红外光谱仪与所述终端设备之间的图像信息传输,以及控制所述光源组件中每一光源的通断、亮度和/或调节角度。
近红外水果内在品质检测系统通过电源线与检测箱外的的电源设备连接,以便于电源线为近红外光谱仪和光源控制器供电,使得近红外水果内在品质检测系统正常工作;同时,近红外水果内在品质检测系统通过通信传输线与检测箱外带有图像采集卡的终端设备通信,便于终端设备对近红外光谱仪检测的待测水果的品质检测结果进行显示,以及对近红外光谱仪和光源组件中每一光源的控制。
进一步,所述水果放置组件包括:
升降台,用于放置所述待测水果;
二维调节机构,用于调节放置所述待测水果的升降台的位置;其中,
所述二维调节机构具有多个调节旋钮,每一所述调节旋钮的调节端裸露所述检测箱的壳体设置,且每一所述调节旋钮具有调节刻度。
通过水果放置组件部分的二维调节机构设置多个连接至升降台的调节旋钮,在检测箱的宽度方向和长度方向调节待测水果相对于光源组件的位置,且调节旋钮的调节端裸露于检测箱壳体设置,便于用户对升降台上待测水果的位置进行调整,使得光源组件可以直接照射至待测水果局部位置表面进行检测;同时通过每一调节旋钮的调节刻度,便于用户精确对放置有待测水果的升降台进行位置调节。
进一步,所述近红外光谱仪具有光纤传感探头,用于接收所述待测水果的漫反射光。
由于通过光纤传感探头对待测水果的漫反射光的采集,可以使得对待测水果的检测更加灵敏准确。
进一步,所述光谱检测组件还设置有用于聚焦所述待测水果局部位置漫反射光的涂层石英聚焦透镜,所述涂层石英聚焦透镜与所述光纤传感探头相互紧邻设置。
由于光谱检测组件具有涂层石英聚焦透镜,可以将光源组件照射在待测水果上产生的漫反射光进行聚焦,从而将漫反射光耦合到近红外光谱仪的前部,以将漫反射光集中到近红外光谱仪的入口,达到更大的光敏范围。
进一步,所述检测箱的水果放置组件还具有三面固定的遮光罩和一面可开启的遮光罩,所述可开启的遮光罩位于所述检测箱的水果放置组件顶部,且所述可开启的遮光罩一端与所述检测箱顶部边缘旋转铰接。
通过检测箱的水果放置组件具有的三面固定的遮光罩和一面可开启的遮光罩,以避免对待测水果进行检测时环境光的干扰;同时由于水果放置组件顶部的可开启遮光罩一端与检测箱顶部边缘旋转铰接,从而使得此顶部遮光罩可以开启,以便于待测水果的放入拿出。
附图说明
图1为本发明近红外水果内在品质检测系统一实施例的运行结构示意图;
图2是本发明近红外水果内在品质检测系统中检测箱一实施例的硬件结构示意图;
图3是本发明近红外水果内在品质检测系统中隐藏检测箱壳体和遮光罩后一实施例的俯视结构示意图;
图4是本发明近红外水果内在品质检测系统中隐藏检测箱壳体和遮光罩后一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明:
说明书附图中的附图标记包括:壳体10、可开启遮光罩20a、遮光罩20b、待测水果30、升降台11、水平X轴调节旋钮12a、水平Y轴调节旋钮12b、光源13、近红外光谱仪14、光纤传感探头15、涂层石英聚焦透镜16、电源线17和通信传输线18。
在一实施例中,参照如1和如图4所示,图中箭头方向为检测箱长度方向,该方案中的近红外水果内在品质检测系统包括呈长方体结构的检测箱,检测箱内包括:
水果放置组件,位于所述检测箱长度方向的一端,用于放置待测水果30;
光谱检测组件,位于所述检测箱长度方向的另一端,且与所述水果放置组件相邻对应设置;
所述光谱检测组件包括:
光源组件40,用于照射所述待测水果以产生漫反射光;
近红外光谱仪14,用于按照预设积分时间和预设检测次数对所述待测水果30的多个局部位置进行检测,并对多次局部检测的结果求平均值,以获得所述待测水果30的品质检测结果传输至终端设备70。
本实施例中,参照如图2所示,其为近红外水果内在品质检测系统中检测箱的结构示意图,检测箱具有壳体10和遮光罩20b,遮光罩20b包括可开启遮光罩20a和不可开启遮光罩20a,也即围绕待测水果30周围的三面为固定的遮光罩20b,待测水果30的顶部为可开启遮光罩20a,遮光罩20b也是壳体10的一部分。可以理解的是,遮光罩20b为黑色遮光壳体10,在近红外水果内在品质检测系统对待测水果30进行检测时,需要将可开启遮光罩20a关闭,以避免环境光的干扰。在需要更换其他的待测水果30进行检测时,就将可开启遮光罩20a打开,以放入其他待测水果30。
需要说明的是,可开启遮光罩20a的一端与检测箱水果放置组件的顶部壳体10边缘旋转铰接,可以通过铰接位置打开/关闭待测水果30顶部的可开启遮光罩20a。
在一实施例中,参照如图3所示,其为近红外水果内在品质检测系统中隐藏检测箱壳体10和遮光罩20b后的俯视图,以及参照如图4所示,其为近红外水果内在品质检测系统中隐藏检测箱壳体10和遮光罩20b后的内部结构示意图,近红外水果内在品质检测系统的检测箱呈长方体结构,在检测箱长度方向一端具有水果放置组件,另一端具有光谱检测组件,也即将呈长方体结构的近红外水果内在品质检测系统在长度方向上分为水果放置组件和光谱检测组件两个部分。在对待测水果30检测前,对近红外光谱仪14设置了预设积分时间和预设检测次数,用于按照预设积分时间和预设检测次数对所述待测水果30的多个局部位置进行检测;在对待测水果30检测时,就通过近红外光谱仪14按照预设积分时间和预设检测次数对待测水果30的多个局部位置表面进行检测,并通过近红外光谱仪14对多次局部检测的结果取平均值获得待测水果30的品质检测结果,同时将待测水果30的品质检测结果传输至终端设备进行显示。通过本方案,便于近红外光谱仪14更加准确地采集待测水果30内部的组织特征,提升近红外水果内在品质检测系统的检测准确性。
需要说明的是,将待测水果30按照其圆周表面均等分成3-6个局部位置,通过近红外光谱仪14对待测水果圆周表面的多个局部位置一一进行检测,且待测水果30的每个局部位置间隔均匀,以便于近红外光谱仪14更加均匀地对待测水果30进行检测。可以理解的是,可以将待测水果30按照其圆周表面均等分成3个局部位置、4个局部位置、5个局部位置或者6个局部位置,提升了近红外水果内在品质检测系统的检测准确性,使得最终获得的待测水果30品质检测结果更加贴近于待测水果30的实际内在品质,同时保证近红外水果内在品质检测系统的检测效率。
通过将近红外光谱仪14检测待测水果的积分时间预设为0.01s-0.03s,也即采用近红外光谱仪14对待测水果的一局部位置每采集一次的时间间隔设置为0.01s、0.02s、0.03s等;对待测水果30的每一局部位置检测5次、6次、8次、10次等;本方案中对于检测待测水果30的积分时间和对每一局部位置的采集次数不做具体限定,根据实际应用场景设定。本方案提升了近红外光谱仪14的检测效率,同时使得近红外光谱仪14对待测水果内部品质检测的更加准确。
在一实施例中,参照如图1和如图4所示,近红外水果内在品质检测系统中的检测箱还包括分别与所述近红外光谱仪14连接的电源线17和通信传输线18;
电源线17,用于与所述检测箱外的电源设备60连接,以为所述近红外光谱仪14和所述光源控制器50供电,使得近红外光谱仪14和光源控制器50可以正常工作,实现对升降台11上的待测水果30进行检测。通信传输线18与检测箱外带有图像采集卡的终端设备70通信连接,控制近红外光谱仪14与终端设备70之间的图像信息传输,以及经光源控制器50控制光源组件40中每一光源的通断、亮度和/或调节角度。也即是通过光源控制器50或者终端设备70输出控制信号控制光源组件40中每一光源的工作状态及照射角度,对升降台11上的待测水果30局部位置进行照射,通过终端设备70控制近红外光谱仪14上的光纤传感探头15对待测水果30的内在品质进行检测,并经近红外光谱仪14的处理,以反馈至终端设备70进行图像显示,便于用户对待测水果30的检测,同时也提升了近红外水果内在品质检测系统的检测准确性。
在一实施例中,参照如图3和如图4所示,水果放置组件部分具有升降台11和二维调节机构,光谱检测组件具有光源组件40和近红外光谱仪14;当升降台11上放置待测水果30后,可通过二维调节机构在检测箱宽度方向和长度方向调节待测水果30相对于光源组件40的位置,光源组件40就可以直接照射至待测水果30表面,近红外光谱仪14就接收待测水果30的漫反射光,并对接收的漫反射光进行分析处理后经通信传输线18发送至终端。
具体地,近红外水果内在品质检测系统对待测水果30的检测,主要包括光源组件40、近红外光谱仪14、二维调节机构和升降台11。升降台11放置待测水果30,光源组件40中各光源13对待测水果30进行照射,涂层石英聚焦透镜16对待测水果30的漫反射光进行聚焦耦合,以将聚焦的漫反射光集中到与涂层石英聚焦透镜16紧邻设置的光纤传感探头15,光纤传感探头15就将采集的漫反射光输出至近红外光谱仪14调制成光信号,并分析处理后经通信传输线18传输至终端设备70进行显示,以展现待测水果30内部组织特征,便于用户对待测水果30的总糖、酸度、硬度、可溶性固形物等内在品质进行判断。
需要说明的是,二维调节机构对升降台11的位置进行调节,可以包括水平X轴调节旋钮12a和水平Y轴调节旋钮12b,水平X轴调节旋钮12a可以调节升降台11在近红外水果内在品质检测系统检测箱的长度方向上移动,水平Y轴调节旋钮12b可以调节升降台11在近红外水果内在品质检测系统检测箱的宽度方向上移动,以使得放置在升降台11上的待测水果30准确的对准光源组件40及涂层石英聚焦透镜16。
在一实施例中,参照如图3和如图4所示,光源组件40包括多个可控制通断和/或亮度的光源13,通过对光源组件40中的多个光源13进行独立调节,也即是光源组件40可由一组波长不同的钨卤素灯组成,用于产生光强度分布均匀的照明光以照射整个待测水果30,波长不同的光同时照射待测水果30或者至少一个照射待测水果30,以实现对光源组件40中的每一光源13均可独立控制通断和/或亮度,使得更加精确控制光源组件40照射待测水果30。同时光源组件40中的各光源13可以按照一定预设角度进行调整,以更好地对准待测水果30需要检测的位置,便于对待测水果30内部组织特征的检测识别,提升了近红外水果内在品质检测系统对待测水果30检测的准确性。
需要说明的是,对光源组件40中各光源13进行调节的预设角度可以但不限定于是40°、45°等,根据实际应用情况进行设定。
上述实施例中,待测水果30可以是苹果、梨、桃子、柑桔、哈密瓜、芒果等;光源组件40为Vivo近红外光源13,Vivo近红外光源13由四个12V/5W钨卤素灯组成,可以以大约45°的角度进行调节,以证明光源组件40中一个光源13照明,并用于测量待测水果30的漫反射光谱。在本方案中,近红外水果内在品质检测系统中可以采用波长范围为900nm-2500nm,分辨率为6.3nm的近红外光谱仪14(NIRQuest512-2.5);聚焦透镜采用直径为5mm,焦距为10mm的涂层石英聚焦透镜16(74-UV),以将待测水果30的漫反射光聚焦耦合到近红外光谱仪14的前部入口,达到更大的光敏范围。
在一实施例中,升降台上设置有压力传感器(图中未标示),用于检测升降台上待测水果的重量。具体地,在升降台上放置待测水果进行内在品质检测时,同时升降台上的压力传感器也会检测待测水果的压力大小,压力传感器检测到待测水果的压力后转换为压力信号反馈至近红外水果内在品质检测系统中的主控芯片,主控芯片根据压力传感器反馈的压力信号计算出待测水果的重量,并根据待测水果的重量判断其大小。主控芯片还根据光谱检测仪检测的待测水果的内在品质及待测水果的重量对待测水果的品质进行分类;例如,对于苹果进行品质检测,主控芯片中预设有分类标准,将苹果内在品质较差的,且重量较轻的划分为D级;将苹果内在品质中等的,且重量较轻的划分为C级;将苹果内在品质中等的,且重量中等的,以及苹果内在品质较高的,且重量较轻的划分为C级;将苹果内在品质中等的,且重量较重的划分为B级;将苹果内在品质较高的,且重量较重的划分为A级。在主控芯片对待测水果进行品质分类后,并经通信传输线传输至终端设备进行显示。相对于直接根据眼观其水果的表面、大小等进行分选,本方案更加易于售卖水果的商户便捷的对水果进行分选。
可以理解的是,根据光谱检测仪检测的待测水果的内在品质及待测水果的重量对待测水果的品质进行分类,其主控芯片中预设的分类标准不限定于上述标准,可以根据实际应用情况设定。
进一步地,主控芯片根据待测水果的的重量判断其大小后,输出控制信号至光源控制器,以控制光源组件中各个光源与待测水果的距离。具体地,当主控芯片根据待测水果的重量判断其待测水果较大时,此时表明待测水果的表面与光源组件较近,就需要输出控制信号至光源控制器,以调节光源组件中各光源的角度和距离至第一预设位置;当主控芯片根据待测水果的重量判断其待测水果较小时,此时表明待测水果的表面与光源组件较远,就需要输出控制信号至光源控制器,以调节光源组件中各光源的角度和距离至第二预设位置。使得待测水果与光源组件中各光源之间有合适的角度和距离,便于近红外水果内在品质检测系统对待测水果的检测更加精确。
可以理解的是,第一预设位置和第二预设位置与待测水果表面的距离均可以是1cm、2cm等,光源组件中各光源的角度可以是均指向待测水果表面的同一点,根据实际应用情况设定,此处不做具体限定。对于光源组件中各光源与待测水果之间角度和距离的调节,均可采用在检测箱内设置常规的电机、齿轮联动机构对光源组件中各光源进行驱动。
以上的仅是本发明的实施例,方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述,所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识,能够获知该领域中所有的现有技术,并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力,所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下,结合自身能力完善并实施本方案,一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明结构的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准,说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.近红外水果内在品质检测系统,包括呈长方体结构的检测箱,其特征在于,所述检测箱内包括:水果放置组件,位于所述检测箱长度方向的一端,用于放置待测水果;
光谱检测组件,位于所述检测箱长度方向的另一端,且与所述水果放置组件相邻对应设置;
所述光谱检测组件包括:
光源组件,用于照射所述待测水果以产生漫反射光;
近红外光谱仪,用于按照预设积分时间和预设检测次数对所述待测水果的多个局部位置进行检测,并对多次局部检测的结果求平均值,以获得所述待测水果的品质检测结果传输至终端设备;
所述近红外光谱仪以所述待测水果圆周表面均等而分的3个-6个局部位置进行检测;所述红外光谱仪的预设积分时间范围为0.01s-0.03s,预设检测次数范围为5次-10次;
所述水果放置组件包括:
升降台,用于放置所述待测水果;
二维调节机构,用于调节放置所述待测水果的升降台的位置;其中,
所述二维调节机构具有多个调节旋钮,每一所述调节旋钮的调节端裸露所述检测箱的壳体设置,且每一所述调节旋钮具有调节刻度;
所述检测箱的水果放置组件还具有三面固定的遮光罩和一面可开启的遮光罩,所述可开启的遮光罩位于所述检测箱的水果放置组件顶部,且所述可开启的遮光罩一端与所述检测箱顶部边缘旋转铰接,所述遮光罩为黑色遮光壳体,升降台上设置有压力传感器,用于检测升降台上待测水果的重量;在升降台上放置待测水果进行内在品质检测时,同时升降台上的压力传感器也会检测待测水果的压力大小,压力传感器检测到待测水果的压力后转换为压力信号反馈至近红外水果内在品质检测系统中的主控芯片,主控芯片根据压力传感器反馈的压力信号计算出待测水果的重量,并根据待测水果的重量判断其大小;主控芯片还根据光谱检测仪检测的待测水果的内在品质及待测水果的重量对待测水果的品质进行分类;主控芯片根据待测水果的的重量判断其大小后,输出控制信号至光源控制器,以控制光源组件中各个光源与待测水果的距离;
具体地,当主控芯片根据待测水果的重量判断其待测水果较大时,此时表明待测水果的表面与光源组件较近,就需要输出控制信号至光源控制器,以调节光源组件中各光源的角度和距离至第一预设位置;当主控芯片根据待测水果的重量判断其待测水果较小时,此时表明待测水果的表面与光源组件较远,就需要输出控制信号至光源控制器,以调节光源组件中各光源的角度和距离至第二预设位置,第一预设位置和第二预设位置与待测水果表面的距离均是1cm或2cm。
2.根据权利要求1所述的近红外水果内在品质检测系统,其特征在于,所述光源组件包括光源控制器及分别与所述光源控制器连接的多个光源;
所述光源控制器,用于输出PWM信号控制每一光源的通断和/或亮度,以及输出控制信号控制各所述光源的调节角度。
3.根据权利要求2所述的近红外水果内在品质检测系统,其特征在于,每一所述光源为12V/5W的钨卤素灯。
4.根据权利要求2所述的近红外水果内在品质检测系统,其特征在于,所述检测箱还包括分别与所述近红外光谱仪连接的电源线和通信传输线;
所述电源线,用于与所述检测箱外的电源设备连接,以为所述近红外光谱仪和所述光源控制器供电;
所述通信传输线,用于与所述检测箱外带有图像采集卡的终端设备通信连接,控制所述近红外光谱仪与所述终端设备之间的图像信息传输,以及控制所述光源组件中每一光源的通断、亮度和/或调节角度。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的近红外水果内在品质检测系统,其特征在于,所述近红外光谱仪具有光纤传感探头,用于接收所述待测水果的漫反射光。
6.根据权利要求1至4任意一项所述的近红外水果内在品质检测系统,其特征在于,所述光谱检测组件还设置有用于聚焦所述待测水果局部位置漫反射光的涂层石英聚焦透镜,所述涂层石英聚焦透镜与光纤传感探头相互紧邻设置。
CN202110351912.3A 2021-03-31 2021-03-31 近红外水果内在品质检测系统 Active CN113075161B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110351912.3A CN113075161B (zh) 2021-03-31 2021-03-31 近红外水果内在品质检测系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110351912.3A CN113075161B (zh) 2021-03-31 2021-03-31 近红外水果内在品质检测系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113075161A CN113075161A (zh) 2021-07-06
CN113075161B true CN113075161B (zh) 2023-11-17

Family

ID=76614244

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110351912.3A Active CN113075161B (zh) 2021-03-31 2021-03-31 近红外水果内在品质检测系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113075161B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114136371A (zh) * 2021-11-16 2022-03-04 张展 粮食品质在线检测装置及其检测方法和系统

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5867265A (en) * 1995-08-07 1999-02-02 Ncr Corporation Apparatus and method for spectroscopic product recognition and identification
JP2004361347A (ja) * 2003-06-06 2004-12-24 Yanmar Co Ltd 農産物非破壊品質判定装置
CN101299022A (zh) * 2008-06-20 2008-11-05 河南中医学院 利用近红外光谱技术评价中药药材综合质量的方法
JP2009098033A (ja) * 2007-10-17 2009-05-07 Takara Keiki Seisakusho:Kk 果菜類の糖度測定装置及び糖度測定方法
CN102735612A (zh) * 2011-04-02 2012-10-17 北京神农谷科技有限公司 一种光源位置检测及定位系统
CN106053358A (zh) * 2016-05-06 2016-10-26 中国农业大学 基于可见/近红外光谱的禽类无精蛋检测方法与装置
CN107838050A (zh) * 2017-11-22 2018-03-27 中国计量大学 一种苹果自动挑选系统
JP2018196643A (ja) * 2017-05-24 2018-12-13 株式会社ニコン ファントム、その製造方法および使用、キットならびに校正方法
CN109187544A (zh) * 2018-10-26 2019-01-11 温州大学 一种快速无损检测水果品质的装置及方法
CN109772736A (zh) * 2019-03-18 2019-05-21 浙江德菲洛智能机械制造有限公司 一种模块化果蔬分选装置
CN209264564U (zh) * 2018-12-03 2019-08-16 哈尔滨商业大学 一种便携式水果糖分检测装置
CN110320175A (zh) * 2019-07-04 2019-10-11 中南林业科技大学 一种近红外光谱检测装置及控制方法
CN110793634A (zh) * 2019-12-10 2020-02-14 中国科学院深圳先进技术研究院 一种全景红外光谱成像系统
CN111389753A (zh) * 2020-03-17 2020-07-10 南开大学 一种可远程智慧监控的plc果蔬智能分选系统
CN111781155A (zh) * 2020-08-10 2020-10-16 西北农林科技大学 便携式牛乳成分分析方法与装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100483109C (zh) * 2007-01-12 2009-04-29 浙江大学 带称重的便携式水果糖度无损检测装置
CN102829849B (zh) * 2012-08-13 2014-05-21 浙江大学 一种梨的多指标参数测定装置和方法
CN102928355B (zh) * 2012-10-26 2014-09-17 浙江大学 带称重功能的小型球形水果糖酸比快速无损检测装置
CN105181611B (zh) * 2015-10-08 2018-02-23 华中农业大学 类球形水果透射高光谱成像无损检测装置
CN107505266B (zh) * 2017-08-14 2023-08-25 重庆电子工程职业学院 半自动光学检测分析系统
CN110261348B (zh) * 2019-07-04 2021-06-22 中南林业科技大学 近红外光谱水果内部品质检测装置
CN214894851U (zh) * 2021-03-31 2021-11-26 重庆电子工程职业学院 水果检测装置

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5867265A (en) * 1995-08-07 1999-02-02 Ncr Corporation Apparatus and method for spectroscopic product recognition and identification
JP2004361347A (ja) * 2003-06-06 2004-12-24 Yanmar Co Ltd 農産物非破壊品質判定装置
JP2009098033A (ja) * 2007-10-17 2009-05-07 Takara Keiki Seisakusho:Kk 果菜類の糖度測定装置及び糖度測定方法
CN101299022A (zh) * 2008-06-20 2008-11-05 河南中医学院 利用近红外光谱技术评价中药药材综合质量的方法
CN102735612A (zh) * 2011-04-02 2012-10-17 北京神农谷科技有限公司 一种光源位置检测及定位系统
CN106053358A (zh) * 2016-05-06 2016-10-26 中国农业大学 基于可见/近红外光谱的禽类无精蛋检测方法与装置
JP2018196643A (ja) * 2017-05-24 2018-12-13 株式会社ニコン ファントム、その製造方法および使用、キットならびに校正方法
CN107838050A (zh) * 2017-11-22 2018-03-27 中国计量大学 一种苹果自动挑选系统
CN109187544A (zh) * 2018-10-26 2019-01-11 温州大学 一种快速无损检测水果品质的装置及方法
CN209264564U (zh) * 2018-12-03 2019-08-16 哈尔滨商业大学 一种便携式水果糖分检测装置
CN109772736A (zh) * 2019-03-18 2019-05-21 浙江德菲洛智能机械制造有限公司 一种模块化果蔬分选装置
CN110320175A (zh) * 2019-07-04 2019-10-11 中南林业科技大学 一种近红外光谱检测装置及控制方法
CN110793634A (zh) * 2019-12-10 2020-02-14 中国科学院深圳先进技术研究院 一种全景红外光谱成像系统
CN111389753A (zh) * 2020-03-17 2020-07-10 南开大学 一种可远程智慧监控的plc果蔬智能分选系统
CN111781155A (zh) * 2020-08-10 2020-10-16 西北农林科技大学 便携式牛乳成分分析方法与装置

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A novel noninvasive and cost-effective handheld detector on soluble solids content of fruit;wenchuan guo等;journal of food engineering;第257卷;1-9 *
生化分析仪光学检测系统设计与优化;武新等;仪表技术与传感(第12期);38-41 *
苹果糖度近红外光谱检测系统参数优化;孙力;食品科技;第35卷(第07期);267-270 *
近红外光谱定性与定量分析技术在莲子无损检测中的应用;朱亨银等;光谱学与光谱分析;第35卷(第10期);2752-2756 *
黄桃表面缺陷和可溶性固形物光谱同时在线检测;刘燕德;吴明明;孙旭东;朱丹宁;李轶凡;张智诚;;农业工程学报(第06期);289-295 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113075161A (zh) 2021-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104483104B (zh) 一种光电探测器光谱响应分析系统
CN103487396A (zh) 一种光照参数可调的近红外水果糖度无损检测装置
CN113075161B (zh) 近红外水果内在品质检测系统
CN102928081B (zh) 一种声光可调滤光型近红外光谱仪
CN103940744A (zh) 小型水果可见/近红外光谱动态在线采集装置
CN201795862U (zh) 一种紫外—可见及荧光联合光谱仪
JP3056037B2 (ja) 光学的測定方法及びその装置
CN109001134A (zh) 非接触式多通道水果内部缺陷检测系统及方法
CN101718586A (zh) 棉花色泽仪标准色板的标定方法和系统
JPH04230813A (ja) 走査濃度計
CN2938081Y (zh) 袖珍型近红外光纤光谱装置
CN109171662A (zh) 皮肤含水量的检测仪及皮肤含水量的检测方法
CN214894851U (zh) 水果检测装置
CN209661614U (zh) 一种皮肤含水量的检测仪
CN107132197A (zh) 一种食醋总酸含量的检测方法及装置
CN102980864A (zh) 分光光度检测装置及其检测方法
US6239872B1 (en) Analytical quantification and process control
CN106908445A (zh) 基于高光谱的空间频域成像装置及方法
CN208736794U (zh) 非接触式多通道水果内部缺陷检测系统
CN206671197U (zh) 一种基于高光谱的空间频域成像装置
CN213658569U (zh) 基于aotf的双探测器椭球反光碗接收漫反射式光谱仪
CN213658575U (zh) 一种基于aotf的收发一体光纤光谱仪
CN213658568U (zh) 一种基于aotf的旋转杯探测漫反射式光谱仪
CN205748642U (zh) 一种颜色测量装置
CN214703322U (zh) 一种手持式柑桔品质无损检测仪

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant