CN202092599U - 一种西瓜品质在线无损检测装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型发明涉及一种西瓜品质在线无损检测装置,包括水洗装置、风干装置、传输装置、编码器、称重装置、外观检测装置、内部信息检测系统、控制单元、分析单元。水洗装置清洗西瓜表面的泥土等杂质,经风干装置去除表面残留水分,西瓜样品竖直位于镶嵌在传输带上的托盘内,编码器安装在传输装置上并与分析单元相连接,记录西瓜样品的位置信号;位于传输带下方的称重装置检测西瓜样品的重量;外观检测装置采集西瓜图像,分析西瓜的大小及形状;并均与分析单元相连接,与位置信号相对应;内部信息检测系统是利用透射式近红外光谱技术检测西瓜的糖度、酸度、硬度等信息。该方法客观性强、自动化程度高,且为无损式检测,可提高西瓜在线检测的效率。

Description

一种西瓜品质在线无损检测装置
技术领域
本发明涉及一种农业信息化技术,尤其涉及一种对西瓜的外观和内部品质进行在线检测的装置。 
背景技术
据联合国粮农组织统计,我国的西瓜在世界十大果品中占第5位,栽培面积及总产量居世界之首,年总产量占全球西瓜产量的50%以上。在大规模种植生产中,西瓜采收期主要依靠经验,又缺乏现代西瓜无损分选技术,市场流通过程中难免生熟瓜混销;在早期上市的西瓜中,因其附加值高,个别瓜农受利益驱使,采摘生瓜提早上市。未能做到对西瓜进行分级处理和包装,市场竞争力不强,难以形成产业优势。这些问题极大地影响了西瓜的高端消费和出口交易量,基本上属于自产自用。因此,在西瓜生产过程和流通领域中,都急需科学的、客观的无损检测技术综合判别西瓜的品质,以增加西瓜的附加值和提升市场竞争力。 
无损检测是指在不破坏样品的前提下对其进行品质评价的方法,又称非破坏性检测。而西瓜品质的无损检测是指在不破坏西瓜外形的前提下,进行西瓜的形状、大小、糖度、酸度、水分、硬度、农药残留度等参数的测量。现存的西瓜分级方法多采用大小及外观形状进行评价,但随着人们生活质量的提高,消费者在选购西瓜时除了注重大小、颜色、外观形状等外部品质之外,对于内部品质如口感、糖度、酸度含量等也越来越重视。因此,为了提高在线检测的效果需要开发出具有低成本、高效率、高精度等特点的多信息融合无损分选系统,以确保西瓜产业的健康发展。 
近红外技术是一种基于水果光学特性的无损检测技术,可以实现水果内部品质的快速检测,分析过程仅为数秒钟,而且可以同时检测多种组分(糖度、酸度、大小、质量等),非常适合于过程分析领域。水果加工企业可以采用近红外无损检测技术结合机器视觉技术,根据生产的要求对水果的外部品质和内部品质进行检测,将内部品质和外部品质俱优的水果作为精品水果销售,提高水果的附加值,而将外部品质稍差而内部品质优的水果进行再加工,将内部品质极差,不堪食用的水果分选去除。 
发明内容
本实用新型的目的是提供一种西瓜品质在线无损检测装置,通过称重装置检测西瓜的重量,外观检测装置检测西瓜的大小、形状,内部检测装置检测西瓜的糖度、酸度、硬度等指标,组成西瓜品质检测的多信息融合无损分选系统。 
本发明的技术方案如下:水洗装置、风干装置、传输装置、编码器、称重装置、外观检测装置、内部信息检测系统、控制单元、分析单元。其中: 
1)、水洗装置包括上端的喷头和下方的储料槽,储料槽底面为网状隔板,清洗水可通过网孔流至槽体下侧的过滤器,除去清洗水中的杂质,保持水质清洁,再经由动力传送系统传送至喷头,进行新一轮的清洗,以实现水的循环利用。 
2)、风干装置主要是风扇,控制风速可在特定的时间内去除西瓜表面的残留水分。 
3)、输送装置有第一输送装置和第二输送装置,包括配套的链条、主动链轮、从动链轮、传送带、托盘,其中主动链轮的轴与电机传动连接,并通过配套的链条带动从动链轮,传送带固定在链条上,托盘等距镶嵌在传送带上,托盘的底部有元件,且汇聚透镜的底面与传送带的底面在同一平面上。输送装置实现西瓜在线位置移动的功能。 
4)、编码器采用旋转编码器,安装在输送装置上,通过导线与控制单元相连接,记录西瓜样品的位置信号。 
5)、称重装置位于传输带下方检测西瓜样品的重量。 
6)、外观检测装置采集西瓜图像,分析西瓜的大小及形状;并均与分析单元相连接,与位置信号相对应。 
7)、内部信息检测系统是利用透射式近红外光谱技术检测西瓜的糖度、酸度、硬度等信息。包括光学 系统、电子系统、机械系统、计算机系统。光学系统包括可移动式光源、检测器及测样附件。电子系统主要是各部位的控制电路,计算机系统通过接口与光学和机械系统相连接,操作控制仪器运行,并进行光谱数据的采集、处理、存储和显示等。 
8)、传感器将各部位的信号发送到控制单元,控制单元以指令的形式对各传动系统发出命令。 
9)、分析单元,主要是记录西瓜样品的重量;分析图像,计算西瓜的大小及形状;检测样品的光谱的信息并与预存模型对比计算西瓜的糖度、酸度、硬度等内部指标。各内外指标分别与西瓜样品的位置信号相对应,实现西瓜内外品质信息的综合标识。 
附图说明
图1是本发明一种西瓜品质在线无损检测装置的结构示意图; 
图2是本发明水洗装置的示意图; 
图3是本发明西瓜品质无损检测的流程示意图; 
图中:1、第一输送装置;2、水洗装置;3、风干装置;4、第二输送装置;5、编码器;6、称重装置;7、控制单元;8、外观检测装置;9、分析单元;10、内部信息检测系统;11、传输带;12、托盘;13、西瓜样品;14、喷头;15、动力传送系统;16、过滤器;17、网状隔板;18、储料槽。 
具体实施方式
为了更好的理解本系统,下面结合附图进行详细的描述说明。 
如图1所示本发明包括水洗装置2、风干装置3、两个传输装置、编码器5、称重装置6、外观检测装置8、内部信息检测系统10、控制单元7、分析单元9。其中: 
1)、水洗装置2包括上端的喷头14和下方的储料槽18,储料槽底面为网状隔板17,清洗水可通过网孔流至槽体下侧的过滤器16,除去清洗水中的杂质,保持水质清洁,再经由动力传送系统15传送至喷头,进行新一轮的清洗,以实现水的循环利用。 
2)、风干装置3主要是风扇,控制风速可在特定的时间内去除西瓜表面的残留水分。 
3)、输送装置有第一输送装置1和第二输送装置4,包括配套的链条、主动链轮、从动链轮、传送带、托盘,其中主动链轮的轴与电机传动连接,并通过配套的链条带动从动链轮,传送带固定在链条上,托盘12等距镶嵌在传送带上,托盘12的底部有元件,且汇聚透镜的底面与传送带的底面在同一平面上。输送装置实现西瓜在线位置移动的功能。 
4)、编码器5采用旋转编码器,安装在输送装置上,通过导线与控制单元7相连接,记录西瓜样品的位置信号。 
5)、称重装置6位于传输带11下方检测西瓜样品的重量。 
6)、外观检测装置8采集西瓜图像,分析西瓜的大小及形状;并均与分析单元9相连接,与位置信号相对应。 
7)、内部信息检测系统10是利用透射式近红外光谱技术检测西瓜的糖度、酸度、硬度等信息。包括光学系统、电子系统、机械系统、计算机系统。光学系统包括可移动式光源、检测器及测样附件。电子系统主要是各部位的控制电路,计算机系统通过接口与光学和机械系统相连接,操作控制仪器运行,并进行光谱数据的采集、处理、存储和显示等。 
8)、传感器将各部位的信号发送到控制单元7,控制单元7以指令的形式对各传动系统发出命令。 
9)、分析单元9,主要是记录西瓜样品的重量;分析图像,计算西瓜的大小及形状;检测样品的光谱的信息并与预存模型对比计算西瓜的糖度、酸度、硬度等内部指标。各内外指标分别与西瓜样品的位置信号相对应,实现西瓜内外品质信息的综合标识。 
下面结合图1-3介绍工作过程: 
(1)、西瓜经由第一输送装置1传送至水洗装置2的储料槽18中,可根据西瓜的干净程度人工调节 喷头14的水通量,清洗水可通过网孔流至槽体下侧的过滤器16,除去清洗水中的杂质,保持水质清洁,再经由动力传送系统传送至喷头,进行新一轮的清洗,以实现水的循环利用。 
(2)、清洗后的西瓜样品再由第一输送装置1传送至风干装置3,控制风速可在特定的时间内去除西瓜表面的残留水分。 
(3)、将风干后的西瓜样品置于第二输送装置4的托盘12中,编码器5安装在第二输送装置4上,通过导线与控制单元相连接,记录西瓜样品的位置信号。 
(4)、称重装置6位于传输带11下方检测西瓜样品的重量。 
(5)、外观检测装置8采集西瓜图像,分析西瓜的大小及形状;并均与分析单元9相连接,与位置信号相对应。 
(6)、内部信息检测系统10是利用透射式近红外光谱技术检测西瓜的糖度、酸度、硬度等信息。光自西瓜的顶部进入,出射光由西瓜的底端进入光谱分析仪,光谱分析仪与分析单元9相连接,并进行光谱数据的采集、处理、存储和显示等。 
(7)、传感器将各部位的信号发送到控制单元7,控制单元7以指令的形式对各传动系统发出命令。 
(8)、分析单元9,主要是记录西瓜样品的重量;分析图像,计算西瓜的大小及形状;检测样品的光谱的信息并与预存模型对比计算西瓜的糖度、酸度、硬度等内部指标。各内外指标分别与西瓜样品的位置信号相对应,实现西瓜内外品质信息的综合标识。 

Claims (8)

1.一种西瓜品质在线无损检测装置,其特征在于包括:两个传输装置、水洗装置(2)、风干装置(3)、编码器(5)、称重装置(6)、外观检测装置(8)、内部信息检测系统(10)、控制单元(7)、分析单元(9);其中水洗装置(2)包括上端的喷头(14)和下方的储料槽(18),储料槽底面为网状隔板(17),清洗过程中清洗水可通过网孔流至槽体下侧的过滤器(16),除去清洗水中的杂质,保持水质清洁,再经由动力传送系统(15)传送至喷头,进行新一轮的清洗,以实现水的循环利用。
2.根据权利要求1所述的西瓜品质在线无损检测装置,其特征在于风干装置(3),控制风速可在特定的时间内去除西瓜表面的残留水分。
3.根据权利要求1所述的西瓜品质在线无损检测装置,其特征在于传输装置有第一传输装置(1)和第二传输装置(4),包括配套的链条、主动链轮、从动链轮、传送带、托盘,其中主动链轮的轴与电机传动连接,并通过配套的链条带动从动链轮,传送带固定在链条上,托盘(12)等距镶嵌在传送带上,托盘(12)的底部有元件,且汇聚透镜的底面与传送带的底面在同一平面上,输送装置实现西瓜在线位置移动的功能。
4.根据权利要求1所述的西瓜品质在线无损检测装置,其特征在于编码器(5)采用旋转编码器,安装在输送装置上,通过导线与控制单元(7)相连接,记录西瓜样品的位置信号。
5.根据权利要求1所述的西瓜品质在线无损检测装置,其特征在于称重装置(6)位于传输带(11)下方检测西瓜样品的重量。
6.根据权利要求1所述的西瓜品质在线无损检测装置,其特征在于外观检测装置(8)采集西瓜图像,分析西瓜的大小及形状;并均与分析单元(9)相连接,与位置信号相对应。
7.根据权利要求1所述的西瓜品质在线无损检测装置,其特征在于内部信息检测系统(10)是利用透射式近红外光谱技术检测西瓜的糖度、酸度、硬度等信息,包括光学系统、电子系统、机械系统、计算机系统,光学系统包括可移动式光源、检测器及测样附件,电子系统主要是各部位的控制电路,计算机系统通过接口与光学和机械系统相连接,操作控制仪器运行,并进行光谱数据的采集、处理、存储和显示等。
8.根据权利要求1所述的西瓜品质在线无损检测装置,其特征在于传感器将各部位的信号发送到控制单元(7),控制单元(7)以指令的形式对各传动系统发出命令。 
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