[发明专利]一种光照参数可调的近红外水果糖度无损检测装置

说明书

技术领域

本发明公开了一种光照参数可调的近红外水果糖度无损检测装置，属于应用近红外光谱，对农产品进行无损检测的技术领域。

背景技术

随着生活水平的不断提高，消费者在购买水果时，不仅关注大小、颜色和外形等外部品质，而且对口感、糖度和酸度等内部品质也提出了更高的要求。目前， 对于水果内部品质的检测，大多采用人工感官评定和常规化学分析的方法。人工感官评定法，具有主观性强、评价标准不一等缺点；而对于常规化学分析方法，虽然其具有检测准确度高和准确性强等优点，但其检测工作量大，检测时间长，并且需对样品进行破坏，这些都不适用于水果内部品质的快速无损检测。

近红外光谱技术具有分析速度快、非破坏性、样品无需预处理，可以实现对多组分同时测定，以及低成本和操作简单等优点。目前，利用近红外光谱技术对农产品的相关品质进行无损检测已有较多的报道，如：美国专利NO. 6754600 B2公开了一种带有预热可控装置的便携式近红外蔬菜、水果内部品质无损检测装置，以对水果的糖度和成熟度进行检测；公布号CN 101308086 A 的中国专利公开了一种基于近红外光谱技术的水果品质在线检测方法及装置；公布号CN 101799401 A的中国专利公开了一种用于水果内部品质无损检测的手持式近红外探头及探测方法； 公布号CN 103048277 A公开了一种近红外光谱无损检测水果内部品质的系统及方法。上述近红外光谱检测仪器或装置多是光源的照射角度及照射距离固定的，有时要对其他检测对象进行检测时，需重新设置光源照射的角度及照射距离。

发明内容

本发明的目是针对上述现有技术的不足，提供一种近红外水果糖度无损检测装置，尤其是一种光源照射角度及照射距离可调的近红外水果糖度无损检测装置，以实现根据不同的检测对象，方便的调整光源的照射角度及照射距离。

本发明提出的技术方案为：

本发明提出了一种光照参数可调的近红外水果糖度无损检测装置，其特征在于，所述装置包括光谱采集模块和数据处理及操作界面模块两个部分。其中：

光谱采集模块：包括灯支架、水果托盘、光源和V形支架、光纤、聚焦透镜、聚焦透镜支架、风扇及风扇支架，本装置光源采用两盏卤素灯（规格：12V， 100W）两边对称布置方式，卤素灯的灯杯两端，相隔180°角钻有两个螺栓孔，卤素灯通过螺栓固定在灯支架的滑槽上。灯支架通过螺栓固定在V形支架的滑槽上，而V形支架通过螺栓固定在装置的箱壁上，V形支架的弯曲角度为45度。待测水果放置在橡胶材质的水果托盘上，这样既可以起到固定水果的作用，又可以提高密封性能，减小沿水果表面产生的衍射光对检测结果的影响。光纤前端加装聚焦透镜，以增强收集到的透过水果样品的光谱信息，聚焦透镜通过螺纹连接固定在聚焦透镜支架上。光源前面分别加装一台风扇，并通过螺栓联接固定风扇支架上，风扇对光源进行散热。

数据处理及操作界面模块：包括微处理器、微处理器支架、微型光纤光谱仪、USB线、触摸显示屏，聚焦透镜通过光纤连接到微型光纤光谱仪的SMA905接口上；微型光纤光谱仪通过USB线接到微处理器上。微型光纤光谱仪的作用是将光纤传递过来的水果样品的光谱信息，转化成数字信息，并通过USB线传递给微处理器进行数据处理。微处理器通过COM口和RS232线与触摸显示屏进行通讯；12V稳压直流电源通过DC/DC变换器将电压转换成5V后供给微处理器；12V稳压直流电源通过电源线给光源及风扇供电。触摸显示屏的作用是对仪器的软件进行操作，以及对被测样品的光谱信息及检测结果进行显示。

本装置采用的软件系统用Java编程语言编写，包括光谱采集和光谱分析两个模块。其主要作用是将微型光纤光谱仪传递过来的关于水果样品糖度的光谱信息进行处理，并输送给触摸显示屏进行显示。其中，光谱采集模块除具有装置参数设置（包括积分时间设置和平均数设置）、数据采集、数据处理外，还具有数据存储及数据打印等基本功能。光谱分析模块主要是用于对采集到的光谱数据进行分析处理，在触摸显示屏上显示出被测样品的原始光谱或者透射光谱，并能将光谱的变化实时地显示出来。

本发明提供了一种光照参数可调的近红外水果糖度无损检测装置，其工作过程如下：

1、根据不同种类的水果，设置光照参数（光源照射角度、光源照射距离）；

2、打开装置开关，待软件系统自动进入检测界面，并使光源预热20分钟；

3、测定装置的参比、暗电流，参比为聚四氟乙烯白板；