[发明专利]一种果实硬度检测方法及专用电子式果实硬度计

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种检测果实硬度的方法和仪器，具体涉及一种检测果实硬度的方法以及实施该方法的电子式果实硬度计。

背景技术

果实硬度，是衡量果实成熟度的重要指标。另外，在水果保鲜行业，经常需要测量水果硬度，从而反映出水果在保鲜库中的保鲜效果，并作为出库后保鲜时间的推算依据。

苹果、梨等水果的果实硬度：是水果单位面积(S)承受的压力(N)，它们的比值定义为果实硬度(P)：P=N/S，P代表被测水果硬度值，以帕、千帕或千克/厘米²表示。N代表压在果实面上的力，S代表果实的受力面积。通常的测量方法是：将压头均速插入果肉中规定的深度 ，取得的最大值，即是果实硬度。

传统果实硬度计，普遍采用机械指针式，利用弹簧作为压力检测元件，用手持方式将测头插入果实规定的深度（一般是10mm），指针指向测量的最大结果。这种测量方式存在如下主要问题。

第一、不易校准。测量的准确度由弹簧的弹力决定，只能在生产过程中通过选用适当弹力的弹簧来保证。对于使用后造成的弹性改变，摩擦力变化，用户想校准，十分困难，几乎无法实现校准。

第二、操作者人为影响过大。在测量果实硬度时，依靠手工将测头插入果实，由于人手很难保证力度均匀、方向垂直地插入到规定深度，而且不同人的操作力度和操作习惯不同，人为因素大为增加，测量结果往往存在主观性，差异很大，容易产生争议。

第三、无法取得果实不同深度硬度值的分布曲线。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种果实硬度检测方法及专用电子式果实硬度计，

第一、通过改变检测方法，保证硬度检测结果的准确性和一致性。第二、通过改进结构和工作原理，使得检测仪器易于校正，同时测量压头稳定、匀速运动，确保硬度检测结果的准确性和一致性。第三、通过计算机控制实现方法和仪器的智能化；并能够取得果实不同深度硬度值的分布曲线。

为了解决这一技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种果实硬度检测方法，其特征在于按照以下步骤进行检测：

第一步：在仪器启动后，系统首先自动清零，这时放上校准用的砝码，对称重传感器进行校准；

第二步：将被检果实放置在测量压头的正下方并与称重传感器相连的托盘上；

第三步：步进电机或者伺服电机驱动测量压头匀速下降，当测量压头与果实接触时，称重传感器感受到增量信号，并将信号传输给微处理器，这时微处理器开始计算插入深度，并记录测量压头每前进一步获得的压力数据；

第四步：微处理器或者计算机利用所述的压力数据与测量压头的截面积相除，得到不同深度的一系列硬度值，取其中的最大值作为果实硬度值并显示。

还可以包括以下步骤：

第五步：微处理器获得的数据传输给计算机，通过管理软件绘制出果实不同深度硬度值的分布曲线。

一种实现所述的检测方法的专用电子式果实硬度计，其特征在于：它包括壳体，安装在壳体上的电子线路板以及称重传感器；在壳体上方设置有底端固定在壳体上的主支架，主支架的上端连接有安装板，并在安装板的上方设置有底端固定在安装板上的电机支架；在电机支架上分别安装有电机和原点传感器；还包括上端与所述的电机连接并由电机驱动的直行机构，该直行机构的下端带有由直行机构驱动匀速升降的测量压头；在壳体上还安装有位于所述测量压头正下方的托盘，该托盘与所述的称重传感器相连接；所述的电子线路板包括微处理器，分别与微处理器连接的模数转换模块和电机驱动模块，所述的模数转换模块通过放大电路与所述的称重传感器相连接；所述的微处理器还连接有显示屏和键控；所述的微处理器还与原点传感器连接；所述的电机驱动模块与所述的电机连接。 

微处理器还可以通过通信口连接有计算机。

本发明的积极效果在于：

第一、在电控装置控制下，采用电机驱动直行机构带动测量压头升降的方式实施果实硬度检测，保证了硬度检测结果的准确性，并且易于校准。并且针对同一被检果实，不同操作者在不同操作环境下取得的检测结果具有高度的一致性。

第二、本发明的电子式果实硬度计采用单片机微处理器，实现了智能化控制的自动测量过程。