[发明专利]便携水果硬度无损检测装置和检测方法

说明书

本发明公开了一种便携水果硬度无损检测装置和检测方法。检测壳体内，光纤模块分别与探头、UV荧光灯模块、卤素灯模块和光谱数据采集模块连接，探头端部伸出检测壳体朝向水果，探头贴近水果表面进行光发射和漫反射接收；分别通过UV荧光灯模块、卤素灯模块处理获得荧光光谱数据和漫反射光光谱数据，对荧光光谱数据和漫反射光光谱数据进行参比和背景校正预处理获得荧光光谱特征峰强度和漫反射光光谱特征峰强度，再利用荧光光谱特征峰强度、漫反射光光谱特征峰强度与水果硬度数据构建模型并进行检测获得水果硬度结果。本发明体积小易于便携，检测过程对水果没有损伤，操作简便适合现场水果硬度检测，而且应用对象广，具有较大的现场应用价值。

技术领域

本发明属于检测领域，具体涉及了一种便携水果硬度无损检测装置和检测方法。

背景技术

硬度是一个与物质密度、细胞结构和组织结构有关的综合物理指标。硬度是评价水果成熟度的重要指标之一。目前，水果硬度的检测主要采用感官评定和质构仪测定。感官评定主观性强，大型质构仪检测方法虽然能准确评定水果硬度，但处理程序复杂，所需专业操作繁琐，装置成本贵，检测速度慢且具有破坏性，无法满足水果储藏现场快速检测、田间野外快速检测需求。水果硬度有关组成物主要是果胶、叶绿色等物质，果实硬度的果胶物质含有O-H、C-H等化学键，能吸收近红外光等波段光源，而叶绿色可以通过荧光激发实现检测，因此采用近红外漫反射技术和荧光激发技术检测水果的硬度从理论上是可行的。因此实现一种便携水果硬度无损检测装置，方便工作人员现场获得水果硬度数据，能降低的检测成本，简化检测流程，提高水果储藏管理、田间野外的检测效率。

目前一些研究人员对水果硬度进行了一些基础研究，开发了一些检测硬度的装置。

1)现有技术存在一种水果硬度计，借助压头刻度线、升降手柄、机架、紧固旋钮等机械单元构成测量装置实现水果硬度检测；该测量方法是有损检测方式，测量过程会损伤水果；测量过程比较繁琐，需要专业人员操作。

2)现有技术存在一种水果糖度和硬度检测装置，其中硬度检测单元使用压力弹簧在水果表面产生形变和位移电容传感器采集形变量数据计算水果硬度。该测量方法如果检测质地较为脆的梨子或者质地较为软的桃子，压力弹簧测量硬度过程会导致水果表面产生压伤，表面存在压伤的水果存储过程中更容易变质；压力弹簧存在机械老化因素，长时间使用导致测量时候水果表面作用受力不再相同从而影响硬度检测准确性。

因此，传统检测水果硬度装置虽然能评定水果硬度，但是测量过程容易对水果产生损伤，或者测量过程处理程序复杂所需专业操作繁琐装置成本贵或者检测速度慢且具有破坏性，无法满足水果储藏现场快速检测、田间野外快速检测需求。

以上方法存在步骤较复杂难以用于现场或者无损快速检测应用或者依赖成本高的大型专业装置等问题，因此需要新方法的检测装置。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明提出一种便携水果硬度无损检测装置和检测方法，具有重要现实意义，能够快速无损检测水果的硬度。

本发明采用的技术方案是：

一、一种便携水果硬度无损检测装置：

本发明包括安装在检测壳体内的光谱数据采集模块、UV荧光灯模块、卤素灯模块、光纤模块和探头，光纤模块分别与探头、UV荧光灯模块、卤素灯模块和光谱数据采集模块连接，探头端部伸出检测壳体朝向水果，探头贴近水果表面进行光发射和漫反射接收。本发明的UV荧光灯模块和卤素灯模块同时安装在检测壳体内，对水果发射光进行光谱检测。

UV荧光灯模块、卤素灯模块分别发出荧光和白光，经光纤模块传输到探头，由探头照射到水果发生反射，探头接收反射光后经由光纤模块传输到光谱数据采集模块。

所述的光纤模块为四通道光纤模块。