[发明专利]便携式水果无损快速测试装置

说明书

本发明涉及一种便携式水果无损快速测试装置，包括积分球、溴钨灯光源组件、托盘、一入二出光纤、两个光纤光谱仪、电学控制器、防污染镜、会聚光学镜头和光纤入光口组件，溴钨灯光源组件发出的光入射到被测水果上，在被测水果内部传播后，透过被测水果到达测试区的会聚光学镜头，经过一入二出光纤传输至对应的光纤光谱仪，光纤光谱仪与电学控制器连接，电学控制器计算被测水果的糖度、酸度、硬度等信息，并通过触控液晶显示屏实时显示出来，可以实现在果园、存储仓库、水果批发零售等现场对水果进行实时的快速无损测试，同时，本发明具有结构简单、体积小、成本低、精度较高等特点，携带方便，具有广泛的市场前景和应用市场。

技术领域

本发明涉及光学测试技术领域，特别是涉及一种便携式水果无损快速测试装置。

背景技术

我国的水果栽培历史悠久，资源丰富，水果在国内已经成为第三大种植业，我国的水果产量居世界首位，而水果贮藏能力只有10％。随着消费者生活水平的提高，对水果品质追求越来越高，水果的品质与其采摘时的成熟度、存储、运输等环节密切相关。因此在水果采摘前对水果的糖度、酸度、硬度进行无损测试，确定最佳水果采摘时期，确保水果具有最佳的口感和营养成分；经过贮藏和运输在上市前进行测试，一方面可以测试水果的贮藏效果，一方面经过测试将不合格的水果尽早剔除，将“优质”水果提供给消费者。日本、美国、欧盟等果蔬品质快速分析技术领先，拥有快速检测果蔬中的农残、质地、缺陷、病变、水分、淀粉、膳食纤维、维生素、胡萝卜素、还原糖、粗蛋白、干物质、可溶性固形物、有机酸等技术与装备，并实现了在线检测；与发达国家相比，我国水果处理水平较低，烂果率高，检测与分选技术落后，导致同批水果良莠不齐，在世界市场上缺乏竞争力。传统的人工分拣方法效率低下，错误率高，劳动强度大，因此开发无损、便携、简单、高效、准确率高的水果检测系统是极其必要的。目前水果的糖度和酸度主要采用化学测试方法，即将水果打成果汁，在利用化学试剂进行检测。检测效率低，且只能进行损伤水果的抽检。也有一些采用光学测试的方法，但是由于获得信号较弱，导致测试误差较大。目前水果检测一般使用大型的近红外光谱仪进行抽样检测，主要检测水果的糖度、酸度等，由于大型的近红外光谱仪存在体积大、价格昂贵、精度差等缺点，仅仅应用在科研机构，未能在行业或企业中广泛使用。

发明内容

为了解决目前水果快速无损检测存在的难题，本发明提出一种采用通过测试水果透射近红外光谱光辐射信息，对水果进行糖度、酸度、硬度无损测试的便携式无损快速测试装置，该测试装置可以在果园、贮藏、销售等过程对水果进行快速无损检测，从而及时掌握水果的品质信息。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种便携式水果无损快速测试装置，其特征在于，包括积分球、溴钨灯光源组件、托盘、测试组件、一入二出光纤、第一光纤光谱仪、第二光纤光谱仪和电学控制器，所述测试组件包括防污染镜、会聚光学镜头和光纤入光口组件；

所述溴钨灯光源组件设置在所述积分球的内壁上，用于承载被测水果的托盘位于所述积分球的内部，所述溴钨灯光源组件发出的近红外光透过被测水果后依次经过所述防污染镜和所述会聚光学镜头，所述会聚光学镜头将光线会聚至所述光纤入光口组件，所述光纤入光口组件与所述一入二出光纤的入光口连接，所述一入二出光纤的两个出光口分别与所述第一光纤光谱仪和所述第二光纤光谱仪对应连接，所述第一光纤光谱仪和所述第二光纤光谱仪分别与所述电学控制器连接；

所述电学控制器包括触控液晶显示屏、测试启动开关、电源开关、控制模块、光谱数据库模块和供电电源，所述触控液晶显示屏用于接收用户输入的指令以及对测试结果进行显示，所述测试启动开关被触发后，所述控制模块控制所述溴钨灯光源组件发光并控制所述第一光纤光谱仪和/或所述第二光纤光谱仪进行光谱数据采集，所述第一光纤光谱仪和/或所述第二光纤光谱仪将采集的光谱辐射信息发送至所述控制模块，所述控制模块内集成水果测试计算算法，所述控制模块根据所述光谱数据库模块内存储的被测水果对应的光谱特征、所述光谱辐射信息和所述水果测试计算算法生成测试结果，对所述测试结果进行存储，并控制所述触控液晶显示屏对所述测试结果进行显示。