[发明专利]一种水果的流变参数检测方法及系统

说明书

本发明涉及一种水果的流变参数检测方法及系统，该方法首先检测水果的特征参数信息；然后通过脉冲激光在水果表层激发地震波；最后根据脉冲激光的频率和水果的特征参数信息，得到地震波的表面波波速、地震波的S波波速和地震波的P波波速；进而得到水果的流变参数；所述水果的流变参数包括弹性模量、泊松系统、硬度指数中的至少一个。本发明利用激光脉冲作用到水果表面，不损坏水果的表层，可同时激发出表面波、S波和P波，携带的品质信息更为全面，从而实现对水果的流变参数的测量。而且，超声脉冲是非接触的且可重复产生，在时间和空间都具有极高的分辨率，使得通过本方法测量得到的水果的流变参数更加准确。

技术领域

本发明属于农产品检测技术领域，具体涉及一种水果的流变参数检测方法及系统。

背景技术

水果的品质指标主要分为外部品质指标和内部品质指标。外部品质指标主要包括色泽、形状、大小和外观质量，而内部品质指标主要包括风味(糖度、酸度、氨基酸、醋、烯、醛等)、质地和内部营养物质(维生素、矿物质、蛋白质等)。其中，质地作为一项非常重要的品质指标，是影响消费者对水果品质可接受性的最主要因子之一。

水果的质地变化主要与其流变特性有关，而流变特性是由其自身分子构造、分子内结合、分子间结合、化学组成、胶体组织等因素决定，因此通过流变特性的测定可以把握水果质地的变化，用于水果在生长、储藏、运输和加工过程的重要参考指标。其中弹性模量、泊松系数和硬度指数是最为重要的三个流变特性参数。

水果质地的评价分为主观评价和客观评价两类，主观评价是通过人的感官进行评价，即感官评价；客观评价是用仪器测定。仪器测定又可以分为有损检测和无损检测，其中有损检测主要包括穿刺试验、压缩试验、剪切试验、拉伸试验、弯曲试验、蠕变和应力松弛试验等。无损检测方法主要包括可见/近红外光谱法、高光谱法、介电常数法、电子鼻、图像法等。

感官检测方法具有很强的客观性，检测结果因人而异，具有很大的不确定性，检测精度不高。有损检测方法需要破坏水果的原有结构，检测时间长，检验率低、费时费力。无损检测方法中光谱法虽然检测精度较好，但模型建立和维护较为困难，成本较高，抗干扰能力差、光易散射以及大功率光源灼伤被测样品等问题。介电常数法易受温度、电容器的边界效应、果体的个体形状差异等影响。电子鼻方法对检测环境要求很高，温度和湿度等条件的不同会导致传感器响应特性的不同。图像法主要检测水果的外在品质，很难得到水果内在质地参数的检测。以上检测方法均只能检测水果的硬度指数，无法检测水果的弹性模量和泊松系数；对外界条件要求较高，检测结果不准确；而且，在检测过程中对水果施加压力等手段易对水果造成损伤。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水果的流变参数检测方法及系统，用以解决现有技术中的检测方法无法全面检测水果的流变参数、且检测不准确的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

本发明提供了一种水果的流变参数检测方法，包括如下方法方案：

方法方案一，包括如下步骤：

检测水果的特征参数信息；

通过脉冲激光在水果表层激发地震波；

根据脉冲激光的频率和水果的特征参数信息，得到地震波的表面波波速、地震波的S波波速和地震波的P波波速；

根据地震波的表面波波速、地震波的S波波速和地震波的P波波速，得到水果的流变参数；所述水果的流变参数包括弹性模量、泊松系统、硬度指数中的至少一个。

方法方案二，在方法方案一的基础上，所述弹性模量为：

所述泊松系数为：

所述硬度指数为：