CN209416943U - 一种苹果表面损伤无损检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于水果检测技术领域，公开了一种苹果表面损伤无损检测装置，包括计算机、光谱仪、光源、反射探头、反射探头支架以及用于作为反射光谱测量参比的反射白板，所述计算机连接光谱仪，所述光谱仪和光源均通过光纤连接反射探头，所述反射探头安装在反射探头支架上；还包括用于多方位转动苹果样本的旋转支架，所述反射探头对准位于所述旋转支架上的苹果样本。本实用新型以解决现有技术中针对光纤光谱采集系统仅能采集苹果样本单个点的光谱的问题。

Description

一种苹果表面损伤无损检测装置

技术领域

本实用新型属于水果检测技术领域，尤其涉及一种苹果表面损伤无损检测装置。

背景技术

我国的苹果产量大，一直高居世界首位，但是出口量却不理想，特别是近十年以来持续走低，远低于世界平均水平。在如此迫切的情况下，保证水果的品质，提升出口量尤为重要。但是苹果数量大、种类多，品质参差不齐，而且在采摘或运输过程中还会因碰撞和挤压造成隐性的表面损伤，这些都是很难通过人工分级达到品质筛选的要求。而传统的机械分级和化学检测手段都存在一定的缺陷，比如：破坏水果本身而不利于保存或运输、检测时间较长耗费成本、指标单一检测不全面。因此，研制一种快速、无损、高效的苹果表面损伤检测装置在水果分级领域中的应用前景非常可观。

最近几年，光纤光谱技术作为一种新型的定性、定量分析技术，具有快速、无损、可实时在线检测等优点，现已广泛应用于农业、食品、医药等诸多领域。光纤光谱技术将光纤技术和光谱技术巧妙地结合在一起，利用光纤作为待测样本检测探头，对待测样本进行无损检测。利用该光纤光谱技术对苹果进行检测时，根据测得的完好无损和表面有损伤的苹果光谱反射率差异，建立特征光谱数据库，建立苹果表面早期损伤的识别模型，从而实现基于光纤光谱技术的苹果表面早期损伤的快速无损识别。然而，由于光纤探头的直径较小(约600μm)，每次只能测量苹果表面一个点光谱反射率，这样得到的光谱数据并不能给出整个苹果表面的光谱信息。因此，急需研制一种可以多方位检测苹果表面损伤的检测装置。

实用新型内容

本实用新型提供了一种苹果表面损伤无损检测装置，以解决现有技术中针对光纤光谱采集系统仅能采集苹果样本单个点的光谱的问题。

本实用新型的基础方案：一种苹果表面损伤无损检测装置，包括计算机、光谱仪、光源、反射探头、反射探头支架以及用于作为反射光谱测量参比的反射白板，所述计算机连接光谱仪，所述光谱仪和光源均通过光纤连接反射探头，所述反射探头安装在反射探头支架上；还包括用于多方位转动苹果样本的旋转支架，所述反射探头对准位于所述旋转支架上的苹果样本。

进一步，所述旋转支架包括底座以及与底座两端相连的支撑臂，所述底座的上表面设有凹槽，所述凹槽内插接有支撑杆，所述支撑杆连接有用于放置苹果样本的第一弧形板，所述第一弧形板与苹果样本接触的一侧设有第一软垫；位于所述底座两侧的支撑臂均贯穿有一转轴，两个所述转轴均连接有用于夹合苹果样本的第二弧形板，两个所述第二弧形板均设有相互吸引的吸合件，且每个第二弧形板与苹果样本接触的一侧均设有第二软垫。

进一步，所述第一软垫和第二软垫均采用海绵制成。

进一步，一个所述转轴设有主动齿轮，另一个所述转轴设有从动齿轮，所述旋转支架上转动连接有传动杆，所述传动杆设有分别与所述主动齿轮和所述从动齿轮啮合的辅助齿轮。

进一步，还包括第一步进电机，所述第一步进电机与设有主动齿轮的转轴连接；所述底座内部安装有第二步进电机，所述第二步进电机连接所述支撑杆。

进一步，所述反射探头支架选用RPH-1型号，所述反射探头支架的表面镀铝，所述反射探头支架安装有RPH-ADP适配器。

与现有技术相比，本实用新型有益效果：通过旋转支架对苹果样本进行转动，可以采集到整个苹果样本表面的光谱信息，例如采集完苹果表面一个点的光谱信息后，可以通过苹果样本旋转支架改变苹果样本的采集位置，进一步采集苹果样本表面其他点的光谱数据，可以全面检测苹果的品质。本方案解决了现有技术中针对光纤光谱采集系统仅能采集苹果样本表面单个点的光谱的问题，增加了光纤光谱采集系统的实用性，方便采用光纤光谱技术实现水果品质的快速、无损检测。

附图说明

图1是本实施例提供的光纤光谱采集系统示意图；

图2是本实施例提供的底座剖开后的旋转支架的主视图；

图3是本实施例提供的旋转支架的主视图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

下面结合附图及具体实施例对本实用新型的应用原理作进一步描述：

说明书附图中的附图标记包括：计算机1、光谱仪2、光源3、光纤4、反射探头5、反射探头支架6、旋转支架7、底座8、支撑臂9、凹槽10、支撑杆11、第二步进电机12、第一弧形板13、第一软垫14、转轴15、第二弧形板16、第二软垫17、主动齿轮18、第一步进电机19、从动齿轮20、传动杆21、套环22、辅助齿轮23。

实施例基于如附图1所示：一种苹果表面损伤无损检测装置，包括计算机1、光谱仪2、光源3、反射探头5、反射探头支架6以及用于作为反射光谱测量参比的反射白板，计算机1连接光谱仪2，光谱仪2和光源3均通过光纤4连接反射探头5，反射探头5安装在反射探头支架6上。

反射探头支架6选用RPH-1型号，反射探头支架6的表面镀铝，反射探头支架6安装有RPH-ADP适配器，从而使得反射探头支架6可以固定直径为3.17mm的反射探头5。光谱仪2选用QERro型号；光纤4选用R600-7-VIS-125F，具体由七股光纤通过套环22紧紧捆扎在一起组成，套环22为不锈钢材质，其中六股为照明光纤，中间的一股为读出光纤，光纤4的直径为600μm；光源3选用卤钨灯光源3HL-2000，反射白板选用标准反射白板WS-1。以上方案构成本检测装置的光纤光谱采集系统。

如图2所示，在本实施例中，还包括用于多方位转动苹果样本的旋转支架7，反射探头5对准位于旋转支架7上的苹果样本。利用光纤4光谱采集技术对苹果样本表面检测时，通过旋转支架7转动苹果样本的采集位置，以实现对整个苹果样本表面的光谱信息采集。

旋转支架7包括底座8以及与底座8两端相连的支撑臂9，底座8的上表面设有凹槽10，凹槽10内插接有支撑杆11，支撑杆11的顶端固定连接有用于放置苹果样本的第一弧形板13，第一弧形板13与苹果样本接触的一侧设有第一软垫14；底座8内部安装有第二步进电机12，第二步进电机12连接支撑杆11的底端。

位于底座8左右两侧的支撑臂9均贯穿有一转轴15。两个转轴15均连接有用于夹合苹果样本的第二弧形板16，两个第二弧形板16均设有相互吸引的吸合件，且每个第二弧形板16与苹果样本接触的一侧设有第二软垫17。其中，吸合件可选用磁铁，磁铁设置在第二软垫17和第二弧形板16之间，两个第二弧形板16因磁铁吸力会相互靠近，以便两个第二弧形板16能够夹住苹果样本，当转动转轴15时，能够带动苹果样本一起转动。

其中，第一软垫14和第二软垫17均采用海绵制成。以避免对苹果样本转动时，第一弧形板13和第二弧形板16磨损苹果样本表面，并且第一软垫14和第二软垫17具有压缩、柔软性，以适应苹果样本表面形状不一致的情况，使得苹果样本能够顺利转动。

如图3所示，在本实施例中，右侧的转轴15固定有主动齿轮18，左侧的转轴15固定有从动齿轮20。旋转支架7上转动连接有传动杆21，具体地，左右两侧的支撑臂9设有套环22，传动杆21穿过套环22，传动杆21的两端固定有分别与与主动齿轮18和从动齿轮20啮合的辅助齿轮23。通过直接转动右侧的转轴15，便能实现左侧的转轴15转动，以方便操作。

右侧的支撑臂9上安装有第一步进电机19，第一步进电机19与右侧的转轴15右端连接。由于左侧的转轴15是贯穿左侧的支撑臂9，能够调节左右两侧的第二弧形板16之间的距离，从而可以在吸合件的作用下满足不同大小苹果样本的夹合。

具体实施过程如下：将苹果样本放置在第一弧形板13上，反射探头5对苹果样本表面进行检测。当采集完苹果样本表面一个点的光谱信息后，通过第二步进电机12转动第一弧形板13，从而可以使苹果样本向右转动，改变苹果样本的采集位置，进一步采集苹果样本表面其他点的光谱数据。

当苹果样本向右转动一圈后，再通过第一步进电机19带动右侧的转轴15转动，右侧转轴15上的主动齿轮18也随之转动，主动齿轮18转动便带动传动杆21右侧的辅助齿轮23转轴15，从而传动杆21便转动，传动杆21左侧的辅助齿轮23再带动左侧转轴15上的从动齿轮20转动，即左侧的转轴15转动。由于苹果样本受到左右两侧的第二弧形板16夹合，从而可以使苹果样本向上转动，再次改变苹果样本的采集位置，然后进一步采集苹果样本表面其他点的光谱数据。

本方案通过第二步进电机12和第一步进电机19分别使苹果样本横向转动和纵向转动，方便操作控制，以实现对整个苹果样本表面的采集，可以全面检测苹果的品质，解决了现有技术中针对光纤光谱采集系统中仅能采集单一点的光谱的问题，增加了光纤光谱采集系统的实用性，方便采用光纤光谱技术实现水果品质的快速、无损检测。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种苹果表面损伤无损检测装置，其特征在于，包括计算机(1)、光谱仪(2)、光源(3)、反射探头(5)、反射探头支架(6)以及用于作为反射光谱测量参比的反射白板，所述计算机(1)连接光谱仪(2)，所述光谱仪(2)和光源(3)均通过光纤(4)连接反射探头(5)，所述反射探头(5)安装在反射探头支架(6)上；还包括用于多方位转动苹果样本的旋转支架(7)，所述反射探头(5)对准位于所述旋转支架(7)上的苹果样本。

2.根据权利要求1所述的苹果表面损伤无损检测装置，其特征在于，所述旋转支架(7)包括底座(8)以及与底座(8)两端相连的支撑臂(9)，所述底座(8)的上表面设有凹槽(10)，所述凹槽(10)内插接有支撑杆(11)，所述支撑杆(11)连接有用于放置苹果样本的第一弧形板(13)，所述第一弧形板(13)与苹果样本接触的一侧设有第一软垫(14)；位于所述底座(8)两侧的支撑臂(9)均贯穿有一转轴(15)，两个所述转轴(15)均连接有用于夹合苹果样本的第二弧形板(16)，两个所述第二弧形板(16)均设有相互吸引的吸合件，且每个第二弧形板(16)与苹果样本接触的一侧均设有第二软垫(17)。

3.根据权利要求2所述的苹果表面损伤无损检测装置，其特征在于，所述第一软垫(14)和第二软垫(17)均采用海绵制成。

4.根据权利要求2或3所述的苹果表面损伤无损检测装置，其特征在于，一个所述转轴(15)设有主动齿轮(18)，另一个所述转轴(15)设有从动齿轮(20)，所述旋转支架(7)上转动连接有传动杆(21)，所述传动杆(21)设有分别与所述主动齿轮(18)和所述从动齿轮(20)啮合的辅助齿轮(23)。

5.根据权利要求4所述的苹果表面损伤无损检测装置，其特征在于，还包括第一步进电机(19)，所述第一步进电机(19)与设有主动齿轮(18)的转轴(15)连接；所述底座(8)内部安装有第二步进电机(12)，所述第二步进电机(12)连接所述支撑杆(11)。

6.根据权利要求1所述的苹果表面损伤无损检测装置，其特征在于，所述反射探头支架(6)选用RPH-1型号，所述反射探头支架(6)的表面镀铝，所述反射探头支架(6)安装有RPH-ADP适配器。