[发明专利]水果品质声学无损检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种水果品质检测装置，尤其是涉及一种水果品质声学无损检测装置。

背景技术

随着人们生活水准的不断提高，人们在消费水果时更加注重风味、口感、糖度等内部品质，通过技术的手段对水果品质准确的检测水果已成为消费者和销售商共同关注的焦点。现有的水果品质检测技术可分为有损检测和无损检测两种。有损检测技术费时费力、对环境造成污染以及对水果造成损伤，目前有逐渐被无损检测技术所取代的趋势。

无损检测技术包括近X射线法、电学法、红外光谱法、电子鼻法、机器视觉法等，在不破坏水果外观、不改变水果风味的前提下通过水果的光学、电学、气味、动力学特性等对水果实现内部品质的检测。但是，上述无损检测技术也存在固有的局限性，如X射线法常用于水果内部损伤和缺陷的检测，但装置体积大，成本高；电学法主要是通过检测水果的电导、电抗、损耗因数等电学参数判断水果品质，但检测精度易受到外界电磁场干扰和电极极化等因素的影响；近红外光谱法能检测水果的许多内部品质，如糖度、可溶性固形物、酸度等，但穿透距离小，对皮厚水果无能为力，而且仅能做局部品质检测，由于水果内部成分分布不均匀而影响检测的准确度；电子鼻法针对水果成熟过程中发出的特定气味来判断内部品质，检测的精度和适用水果种类受到限制；机器视觉法仅能对水果的颜色、尺寸等外观指标进行检测，成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水果品质声学无损检测装置，解决水果品质无损检测易受干扰，适用性差的缺点，提高了水果品质检测的可靠性和精度。

本发明采用的技术方案是：

本发明包括垂直滑杆、控制器、蝶形螺母和螺杆、横梁、安装座、联轴器、步进电机、叉形传感器支架、一对激光传感器、麦克风、敲击杆、水果、托盘、底座；步进电机通过安装座用螺杆和蝶形螺母固定在横梁的一端，安装座上端与叉形传感器支架的柄部连接，叉形传感器支架的两臂垂直向下，两臂端部分别装有激光传感器的发射管、接收管，在叉形传感器支架的任一臂上装有麦克风，敲击杆通过联轴器与步进电机轴端相连，横梁的另一端固定在垂直滑杆上端的滑槽中，垂直滑杆下端固定于底座边框上，控制器固定在横梁上，将水果放在托盘上，托盘放在敲击杆下方，托盘处于底座的中心位置，敲击杆和叉形传感器支架均位于水果的同一侧，敲击杆敲击的位置落在水果的赤道部位上，且敲击杆能在叉形传感器支架的两臂内运动。

所述的控制器，包括DSP、麦克风、信号调理电路、触发电路、采集模块、驱动模块、按键和液晶显示模块；麦克风收集的声音信号Vm送入经信号调理电路，得到的信号Vc送入触发电路处理后输出信号Vin，Vin经采集模块采集后经同步串行总线输入DSP，驱动模块、按键和液晶显示模块分别与DSP相连，驱动模块与步进电机连接。 

所述的信号调理电路，包括放大器U9和电位器R15构成的仪用放大电路；由放大器U10A、放大器U10B、放大器U11A及外围电容电阻构成的六阶贝塞尔低通滤波电路；声音信号Vm经仪用放大电路放大、低通滤波电路滤波后输出后信号Vc。

所述的触发电路，包括放大器U1A和电位器R13构成的第一比较器；放大器U1B和电位器R14构成的第二比较器；与门U2A和非门U6A构成的逻辑门电路；电阻R1、三极管Q1、继电器K1和二极管D1构成的开关通断电路；由激光传感器T1、D触发器U12A构成触发使能电路；触发使能电路的输出信号Vt和两个比较器的输出连接到逻辑门电路，逻辑门电路的输出连接开关通断电路，信号Vc连接开关通断电路中的继电器K1的一个触点，继电器K1的另一个触点输出信号Vin。

所述的驱动模块，包括降压型DC/DC开关芯片U3、数字电位器U5、二输入或门U4A及外围器件构成的可调直流电源电路；光耦芯片U7构成的隔离电路；H桥芯片U8构成的驱动电路；来自DSP的信号IN1、信号IN2、信号IN3和信号IN4输入光耦，光耦芯片U7的输出和可调直流电源电路的输出信号Vdri连接到驱动电路，驱动电路的输出信号OUT1～OUT4与步进电机相连，来自DSP的信号PU和信号PD与或门U4A相连，或门U4A的输出端连接数字电位器U5的第四脚ASE端。

本发明具有的有益效果是：