一种萝卜取样及品质鉴定的测定仪
技术领域
本实用新型属于根茎类蔬菜取样及品质测定技术领域。涉及一种多功能萝卜取样及品质测定仪,也可用于测定西瓜、甜瓜等瓜类蔬菜和茄子、西红柿等茄果类蔬菜的硬度和糖度等品质数据。
背景技术
中国专利局2018年1月12日公开了一项取样器发明,申请号:201711003962 .2,公开了一种谷物取样的方法,方便使用者查看谷物情况,从而增强电动谷物取样器实用性,根茎类蔬菜的取样与之不同,需要取出肉质和汁液来测定数据,目前在萝卜等根茎类蔬菜上没有类似的取样器报道。2017年5月10中国专利局授权了一种苹果内部品质的测定仪,授权公告号为:CN 206161581 U,该仪器可以自动测得苹果在多个频率下的电特性参数,并根据这些电特性参数确定苹果的内部品质或进行分级,但此仪器无法测定根茎类蔬菜的硬度、绿度和糖度等品质数据。
在萝卜的品种选育工作中,测定萝卜内部肉质的硬度、颜色和不同部位的糖度是育种材料筛选及新品种选育的常用方法,在实际育种过程中需要将萝卜切开进行观察和取样测定,是采用手动取样观察萝卜肉质颜色和用牙咬的方式来评判肉质硬度及口感,后来是借助简单工具压榨的方法提取汁液,利用糖度测定仪测定糖度的方法来评判口感好坏,这种传统的方法费时费工,工作效率低下,稳定性差,目前在萝卜等肉质根茎类蔬菜上又没有专用的取样和品质测定仪。为此,本实用新型专门设计了一种多功能的萝卜取样及品质测定仪器,希望利用该仪器来增强测定数据的准确性和稳定性,以期提高萝卜新品种选育的工作效率。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种萝卜等根茎类蔬菜取样和品质测定的仪器,仪器包括硬度、糖度和绿度高效快速测试的三个典型功能,取样深度范围可调控,具备操作简单方便,取样部件易拆卸清洗,样品检测数据可实现自动编号储存和依托TF闪存卡与外部设备进行数据转移,测试数据有序、科学、稳定,数据处理简单,结果直观易懂,数据采集效率高。解决了常规检测方法的繁琐、低效,结果不稳定、仪器携带不方便等问题。
发明点:通过扭力感应器和以处理器来测算样品的硬度,扭力测算数据可以以连续的折线图表输出,连续的形式体现样品的硬度变化;叶绿素含量测定功能和可溶性固形物测定功能集成在主机上,用于测定样品的绿度和糖度,可一次性完成多个数据采集;注射式过滤器可收集样品汁液,并过滤掉残渣,方便测定样品的绿度和糖度;可伸缩的样品收集器可以巧妙地完成样品收集;取样深度游标控制器上的游标螺母可以挡住挡板移动,可以控制不同深度范围内样品的取样,隔离管可以隔离不同深度范围内的样品,使取样更准确。
为实现上述目的,本实用新型公开了如下的技术内容:
一种萝卜取样及品质鉴定的测定仪,其特征在于它包括:隔离管22、样品收集器15、挡板14、弹簧13、取样深度游标控制器18、防护罩12、主机1、电池盒3、电池盖4;如图2所示,样品收集器15在主机1带有取样钻头9的一端与挡板14连接,挡板14在防护罩12内部和弹簧13连接,弹簧13在防护罩12内部中间位置与主机连接,弹簧13外面套有取样深度游标控制器18,取样深度游标控制器18与主机连接、主机后面是电池盒3,电池盒后面有电池盖4;
所述的隔离管22为一个单独的玻璃管,包括:插入口23和取样出口24,用于隔离不同深度范围的样品,提高取样的准确性。
所述的主机1机身上包括:手持把2、TF闪存卡槽5、转速控制开关6、触摸控制式数据处理显示系统11和点样口10;在主机后部,包括电池盒外面是人体工程学设计的手持把2,主机机身上部紧挨着手持把设计有一个TF闪存卡槽5,卡槽前面有触摸控制式数据处理显示系统11,触摸控制式数据处理显示系统前面是点样口10,主机机身下部紧挨着手持把有一个转速控制开关6;
所述的主机内部包括:电机7、扭力感应测算器8、取样钻头9、弹簧13、取样深度游标控制器18、挡板14、样品收集器5、样品收集器卡槽16和注射式过滤器17;电机通过轴承与扭力感应测算器连接,扭力感应测算器与取样钻头连接,取样钻头穿过弹簧、挡板和样品收集器,样品收集器卡槽在样品收集器后面,样品收集器卡槽上放配套设计的注射式过滤器;
所述的取样深度游标控制器18包括刻度尺19,细螺纹块20,游标螺母21;游标螺母21可以通过取样深度游标控制器18上下两面的细螺纹块20在取样深度游标控制器18上左右移动,按照取样的深度要求,将游标螺母21参照刻度尺19拧到试验要求的刻度上,可以阻碍挡板14移动,用以调节取不同深度范围的样品;
所述的注射式过滤器17中部有两个对称的开孔,一个孔对准样品收集器卡槽16的接样口,另一个孔可以平衡注射式过滤器17的内部气压,可使样品顺利流入注射式过滤器的内部;样品收集器卡槽16可以固定注射式过滤器,样品收集器与挡板连接,可自由拆卸,样品收集器与挡板连接处中间开有一圆孔,供取样钻头穿过,防护罩左右各有一个滑道,用来固定挡板在防护罩中的位置,挡板与弹簧连接,通过推压样品收集器可使挡板在防护罩内来回伸缩运动,扭力感应测算器8固定在主机上面,左面与取样钻头连接,右边通过轴承与电机连接,取样钻头可与扭力感应测算器自由连接,方便拆卸。
当电机启动后,带动钻头钻入待测定样品中,这时扭力测算器可测算出钻头遇到的阻力大小,通过触摸控制式数据处理显示系统的芯片处理器算出样品的硬度,并自动记录下数据,把注射式过滤器取下,将收集到的样品汁液滴入点样口里面,在触摸控制式数据处理显示系统上选择测定叶绿素和糖度的功能,并点击开始运行,测定出样品的叶绿素含量和糖度,并自动记录下数据,最后将样品硬度、叶绿素含量和糖度作为一个数据文本文件自动保存在插在TF闪存卡槽的TF闪存卡上,完成一个样品的测定和数据记录。
本实用新型进一步公开了萝卜取样及品质鉴定的测定仪的使用方法,其特征在于按如下的步骤进行:
(1)取出仪器,打开电池盖,将5号电池装入电池盒后盖上电池盖,手握手持把扣压一次转速控制开关启动触摸控制式数据处理显示系统,此时显示屏点亮;
(2)在显示屏的功能区上点击选择取样,扣压转速控制开关,电机启动后,带动钻头钻入待测定样品中,这时扭力测算器可测算出钻头遇到的阻力大小,通过触摸控制式数据处理显示系统的芯片处理器算出样品的硬度,并自动记录下数据。
(3)完成取样后把注射式过滤器取下,将收集到的样品汁液滴入点样口里面,在触摸控制式数据处理显示系统上选择测定叶绿素和糖度的功能,并点击开始运行,测定出样品的叶绿素含量和糖度,并自动记录下数据,最后将样品硬度、叶绿素含量和糖度作为一个数据文本文件自动保存在插在TF闪存卡槽的TF闪存卡上,完成一个样品的测定和数据记录。
本实用新型更进一步公开了萝卜取样及品质鉴定的测定仪使用方法在用于萝卜取样及品质鉴定的准确性和稳定性方面的应用。在青萝卜育种过程中经常要对育种材料进行肉质硬度、绿度和糖度测定,传统方法是用牙咬来感觉评判萝卜的硬度,或是通过刀切萝卜的手感来判断萝卜的硬度,用眼来观察比较萝卜肉质的绿度,口感尝萝卜肉质的糖度,不同的调查人评判标准不一样,导致调查结果的准确性和稳定性差;此仪器测定硬度数据是用现有的压力式瓜果硬度测定仪作为对照,设计用扭力来测算萝卜的硬度,将测定结果计算一致,保证所采集的数据的科学性和准确性;测定绿度和糖度是用现有的叶绿素测定仪和糖度测定仪作为技术原理参照,将这两种功能整合在本仪器上,能够保证数据的准确性。因此本仪器的应用可使数据采集的评判标准一致,用数据来说明萝卜的硬度、绿度和糖度,保证了调查结果的准确性和稳定性。实验结果显示:此仪器因为是电力驱动的,输出的力是稳定的,且测算标准一致,而现有的压力式瓜果硬度测定仪是用手施压来测定的,人为施压时大时小,极为不均匀不稳定;因此用本仪器测定青萝卜的硬度,所得数据会更准确更稳定,保证所采集的数据的科学性和准确性;测定绿度和糖度是用现有的叶绿素测定仪和糖度测定仪作为技术原理参照,将这两种功能设计在本仪器上,也能够保证数据的科学性和准确性。因此本仪器的应用可使数据采集的评判标准一致,用数据来说明萝卜的硬度、绿度和糖度,保证了调查结果的准确性和稳定性。
本实用新型所述萝卜取样及品质鉴定的测定仪的工作原理:
将TF卡正确插入TF闪存卡槽5,打开电池盖4,将电池装入电池盒3,盖上电池盖4,打开防护罩12,将取样钻头9穿过挡板14、弹簧13及取样深度游标控制器18,安装在扭力感应测算器8上,将样品收集器15与挡板14连接,按照取样深度游标控制器18的刻度尺19,将游标螺母21套在细螺纹块20上,拧到取样需要测定的深度范围刻度上,将注射式过滤器17卡在样品收集器卡槽16上,对准接样口,盖上防护罩12;手握仪器的手持把2,用食指快速扣压一次转速控制开关6启动主机的触摸控制式数据处理显示系统11,在触摸控制式数据处理显示系统11的功能区触摸选择取样功能,食指再快速扣压一次转速控制开关6,电机7启动低速挡测定样品的功能,扣压两次转速控制开关6,电机7启动中速挡测定样品的功能,扣压三次转速控制开关6,电机7启动高速挡测定样品的功能;食指逐渐扣压转速控制开关6,则电机7的转速由慢变快,逐渐松开转速控制开关6,则电机7的转速由快变慢;电机7启动后,带动取样钻头9转动,将取样钻头9对准需要测定的样品部位进行取样,随着取样钻头9慢慢钻入样品,样品收集器15推动挡板14压缩弹簧13向防护罩12里面缩,当达到取样的深度范围厚,挡板14被游标螺母21挡住,阻碍其向防护罩12里面缩,达到控制取样深度范围的功能,弹簧13则通过反弹力使样品收集器15与样品紧密接触,以保证样品收集成功;取样的过程中扭力感应测算器8自动测算样品的硬度,并采集储存数据;选择低速转动取样,则可以将样品的肉质取成条状,贮存在透明的样品收集器15里面,可以肉眼观察样品的颜色;选择高速转动取样,则可以将样品的肉质取成汁状,通过透明的样品收集器15流入注射式过滤器17里面,将注射式过滤器17取下,推压注射式过滤器17的活塞,将样品滴入点样口10,在触摸控制式数据处理显示系统11的功能选择区选择测定糖度和绿度,点击开始,测定出样品的糖度和绿度,最后点击完成,则将样品的硬度、糖度和叶绿素含量以表格的文件形式存入TF卡上,完成一个样品的数据测定;同样的方式测定下一个样品,系统将按样品1、样品2、样品3的顺序依次将数据自动写入表格并保存。根据需要测定的样品大小可以选择不同类型型号的取样钻头,系统会根据配套的钻头自动匹配测算硬度的公式。
本实用新型主要检测指标,及与传统方法相比的积极效果和优势如下表所示:
附图说明
图1为萝卜取样及品质鉴定的测定仪正面结构示意图;
图2为萝卜取样及品质鉴定的测定仪仪器内部示意图;
图3为取样深度游标控制器正面示意图;
图4为隔离管正面示意图;
图5青萝卜的硬度变化曲线图;
如图所示,其中:
主机1、手持把2、电池盒3、电池盖4,TF闪存卡槽5、转速控制开关6、电机7、
扭力感应测算器8、取样钻头9、点样口10、触摸控制式数据处理显示系统11、防护罩12、弹簧13、挡板14、样品收集器15、样品收集器卡槽16、注射式过滤器17、取样深度游标控制器18、刻度尺19、细螺纹块20、游标螺母21、隔离管22、插入口23、取样出口24。
具体实施方式
下面通过具体的实施方案叙述本实用新型。除非特别说明,本实用新型中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外,实施方案应理解为说明性的,而非限制本实用新型的范围,本实用新型的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言,在不背离本实用新型实质和范围的前提下,对这些实施方案中的各种改变或改动也属于本实用新型的保护范围。
实施例 1
一种萝卜取样及品质鉴定的测定仪,它包括:隔离管22、样品收集器15、挡板14、弹簧13、取样深度游标控制器18、防护罩12、主机1、电池盒3、电池盖4;参见图4,隔离管22单独使用,用于隔离不同深度范围的样品,避免样品混杂造成的取样不准确性,其中一端为插入口23,插入样品中以便取样,另一端为取样出口24,取样钻头9从隔离管22的取样入口24钻入取样;参见图2,样品收集器15在主机1带有取样钻头9的一端与挡板14连接,挡板14在防护罩12内部和弹簧13连接,弹簧13在防护罩12内部中间位置与主机连接,弹簧13外面套有取样深度游标控制器18、取样深度游标控制器18与主机1连接,主机1后面是电池盒3,电池盒3后面有电池盖4;
所述的隔离管22包括插入口23和取样出口24,用于隔离不同深度的样品,提高取样的准确性;
所述的取样深度游标控制器18包括刻度尺19,细螺纹块20,游标螺母21;游标螺母21可以通过细螺纹块20在取样深度游标控制器18上左右移动,按照取样的深度要求,将游标螺母21参照刻度尺19拧到试验要求的刻度上,可以阻碍挡板14移动,用以调节取不同深度范围的样品;
所述的主机机身上包括:手持把2、TF闪存卡槽5、转速控制开关6、触摸控制式数据处理显示系统11和点样口10;在主机后部,包括电池盒外面是人体工程学设计的手持把2,主机机身上部紧挨着手持把设计有一个TF闪存卡槽5,卡槽前面有触摸控制式数据处理显示系统,触摸控制式数据处理显示系统前面是点样口10,主机机身下部紧挨着手持把有一个转速控制开关6;
其中的主机内部包括:电机7、扭力感应测算器8、取样钻头9、弹簧13、取样深度游标控制器18、挡板14、样品收集器15、样品收集器卡槽16和注射式过滤器17;电机通过轴承与扭力感应测算器连接,扭力感应测算器与取样钻头连接,取样钻头穿过取样深度游标控制器和弹簧、挡板及样品收集器,样品收集器卡槽在样品收集器后面,样品收集器卡槽上放配套设计的注射式过滤器;
所述的注射式过滤器17中部有两个对称的开孔,一个孔对准样品收集器卡槽的接样口,另一个孔可以平衡注射式过滤器的内部气压,可使样品顺利流入注射式过滤器的内部;样品收集器卡槽可以固定注射式过滤器,样品收集器与挡板连接,可自由拆卸,样品收集器与挡板连接处中间开有一圆孔,供取样钻头穿过,防护罩左右各有一个滑道,用来固定挡板在防护罩中的位置,挡板与弹簧连接,通过推压样品收集器可使挡板在防护罩内来回伸缩运动,取样深度游标控制器上的游动螺母可以通过细螺纹块左右调节,当挡板推到设定的游动螺母位置后就不能再向防护罩内推动,达到按照刻度尺上的刻度来控制取样的深度范围的功能,按照扭力感应测算器固定在主机上面,左面与取样钻头连接,右边通过轴承与电机连接,取样钻头可与扭力感应测算器自由连接,方便拆卸。
当电机启动后,带动取样钻头钻入待测定样品中,这时扭力测算器可测算出钻头遇到的阻力大小,通过触摸控制式数据处理显示系统的芯片处理器算出样品的硬度,并自动记录下数据,把注射式过滤器取下,将收集到的样品汁液滴入点样口里面,在触摸控制式数据处理显示系统上选择测定叶绿素和糖度的功能,并点击开始运行,测定出样品的叶绿素含量和糖度,并自动记录下数据,最后将样品硬度、叶绿素含量和糖度作为一个数据文本文件自动保存在插在TF闪存卡槽的TF闪存卡上,完成一个样品的测定和数据记录。
实施例2
测定一个青萝卜同一部位离表皮0-1cm(样品1)、1-2cm(样品2)、2-3cm(样品3)范围的硬度、糖度和叶绿素含量。
样品1的测定:将游标螺母21调到刻度尺1cm的位置,用记号笔在一次性注射式过滤器17上写上样品1,并将一次性注射式过滤器17卡入样品收集器15的样品收集器卡槽16上,启动仪器,将取样钻头9对准需要测定的萝卜部位,扣动转速控制开关6进行硬度数据采集和取样,在触摸控制式数据处理显示系统11的触摸屏功能区选择测定糖度和绿度,并在点样口10上滴入一滴清水,点击调零校正,然后将点样口10上的水用吸水纸擦干,将一次性注射式过滤器17取下,慢慢推动注射式过滤器17的活塞,将收集到的样品1汁液滴入点样口10,在触摸控制式数据处理显示系统11的触摸屏上点击开始,待系统运行完成,测定出样品1的糖度和绿度,并自动记录好数据,连同硬度数据一起写入TF卡上保存;样品1:硬度64N,糖度8.2°S,绿度13.2 mg/100g·FM。
样品2的测定:首先将游标螺母21调到刻度尺2cm的位置,用记号笔在一次性注射式过滤器17上写上样品2,并将一次性注射式过滤器17卡入样品收集器15的样品收集器卡槽16上,再将隔离管22的插入口23一端插入采集样品1留下的孔内,插到1cm深处,启动仪器,将取样钻头9对准隔离管22的取样出口24,扣动转速控制开关6进行样品2的硬度数据采集和取样,在触摸控制式数据处理显示系统11的触摸屏功能区选择测定糖度和绿度,并在点样口10上滴入一滴清水,点击调零校正,然后将点样口10上的水用吸水纸擦干,将一次性注射式过滤器17取下,慢慢推动注射式过滤器17的活塞,将收集到的样品2汁液滴入点样口10,在触摸控制式数据处理显示系统11的触摸屏上点击开始,待系统运行完成,测定出样品2的糖度和绿度,并自动记录好数据,连同硬度数据一起写入TF卡上保存;样品2:硬度58N,糖度7.9°S,绿度11.9 mg/100g·FM。
样品3的测定:首先将游标螺母21调到刻度尺3cm的位置,用记号笔在一次性注射式过滤器17上写上样品3,并将一次性注射式过滤器17卡入样品收集器15的样品收集器卡槽16上,再将隔离管22的插入口23一端插入之前采集样品留下的孔内,插到2cm深处,启动仪器,将钻头9对准隔离管22的取样出口24,扣动转速控制开关6进行样品3的硬度数据采集和取样,在触摸控制式数据处理显示系统11的触摸屏功能区选择测定糖度和绿度,并在点样口10上滴入一滴清水,点击调零校正,然后将点样口10上的水用吸水纸擦干,将一次性注射式过滤器17取下,慢慢推动注射式过滤器17的活塞,将收集到的样品3汁液滴入点样口10,在触摸控制式数据处理显示系统11的触摸屏上点击开始,待系统运行完成,测定出样品3的糖度和绿度,并自动记录好数据;样品3:硬度62N,糖度6.8°S,绿度11.5 mg/100g·FM。
连同硬度数据一起写入TF卡上保存;完成所有需要测定的样品数据的采集,结果如表1所示:
实施例3
测定一个青萝卜商品期的上部、中部、下部的硬度、糖度和绿度。选定一个在地里正常生长的萝卜编号,在秋季的商品成熟期前期、中期、后期进行3个部位和3个指标的跟踪测定。首先组装好仪器,取3个一次性注射式过滤器17,用记号笔在编号区编号样品1、样品2和样品3,分别用来取萝卜的上部、中部、下部的样品,打开防护罩12,将编号样品1的注射式过滤器17装入样品收集器卡槽16,将取样深度游标控制器18上的游动螺母21调到刻度尺19的最大数值处,关上防护罩12,扣压转速控制开关6启动主机,此时触摸控制式数据处理显示系统11点亮,在功能区点击选择取样功能,将取样钻头9对准萝卜的上部,扣压转速控制开关6,进行取样,取样结束后,系统自动将样品1的硬度数据记忆储存,打开防护罩12,将样品1的注射式过滤器17取下,推压注射式过滤器17的活塞,将样品1的汁液过滤滴入点样口10,在触摸控制式数据处理显示系统11的功能区选择测试糖度和绿度,点击开始,测试完成后,自动记忆储存数据,样品1的3个指标测试结束后,选择完成,系统自动将样品1的硬度、糖度、叶绿素含量以表格的形式写入TF闪存卡。样品1测试完成后,拆下样品收集器15和取样钻头9,用清水清洗干净,并用吸水纸擦干取样钻头9和样品收集器15,以同样的方法完成萝卜中部样品2和萝卜下部样品3的数据采集,并写入TF卡,完成一个萝卜的所有数据采集,结果如表2所示:
实施例4
测定一个青萝卜的硬度变化曲线图。首先组装好仪器,打开防护罩12,不安装样品收集器15,将硬度测试专用钻头与扭力感应测算器8连接,关上防护罩12,扣压转速控制开关6,启动主机1,点亮触摸控制式数据处理显示系统11,在触摸控制式数据处理显示系统11的功能区点击选择硬度测试,扳动转速控制开关6,将钻头垂直于萝卜,从萝卜的顶部开始往下连续切割式平行移动,直到萝卜尾部,连续采集数据,系统自动作出硬度变化曲线图,存写到TF闪存卡中,完成数据采集,如图5青萝卜的硬度变化曲线图所示。
实施例5
常规方法和本仪器测定青萝卜的硬度、绿度及糖度的方法比较:
常规的方法:
(1)硬度测定。取一个青萝卜,将压力式硬度测定仪的标杆垂直对准青萝卜,逐渐施加压力,直到压到标杆插入青萝卜,此时读取仪器上的数据,就是要测定的萝卜硬度数值。
(2)糖度测定。取一个青萝卜,从中间横切切开,用钢勺捣碎萝卜肉质,挤出汁液滴入糖度测定仪,读取糖度数值记录下来。
(3)绿度测定。取一个萝卜,总中间横切成片,用手持式叶绿素测定仪测定叶绿素含量,作为青萝卜肉质绿度的数据记录下来。
本发明的方法:
(1)硬度测定。取一个青萝卜,启动本仪器,在显示屏上选择取样功能,扣压转速控制开关,启动电机,自动完成硬度空白校准,将取样钻头垂直对准青萝卜,进行取样和采集硬度数据,此时的数据通过处理器计算显示在显示屏上,以表格的形式自动保存在TF卡上,完成萝卜的硬度测定。
(2)糖度和绿度测定。启动仪器,在点样口滴一滴蒸馏水,或者自来水,在显示屏上选择糖度测定功能校正,空白校正完成后,用吸水纸将点样口擦干,将硬度测定时取得的样品收集到样品收集器里,流入注射式过滤器,把注射式过滤器取下,将萝卜肉质汁液过滤滴入点样口,在显示屏的功能选择区选择测定样品糖度和绿度,点击开始,测算出样品的糖度和绿度,并以表格的形式自动保存在TF卡中,完成萝卜肉质糖度和绿度的测定。
结论:常规方法测定的数据不稳定,误差较大,测试步骤繁琐,效率低,本仪器测定的数据稳定,误差小,测试步骤简单,方便快捷。