[发明专利]苹果霉心病检测仪

说明书

技术领域

本发明属于农业智能设备技术领域，特别涉及一种苹果霉心病检测仪。

背景技术

苹果霉心病又称心腐病，是危害苹果内部品质的主要病害，近年来红富士苹果的发病率普遍较高，一般发病率为21％左右，尤其是套袋红富士，其发病率高达43.5％-79.5％。苹果霉心病发病的主要时期在果实成熟期和贮藏期。早中熟苹果在成熟采收后大多数外表分辨不出来，但进入市场或消费者手中的发病果实不能食用；晚熟品种进入果库后，在贮藏期会继续扩展和发病，使全果腐烂，毫无食用价值。霉心病所含有的神经毒素具有影响生育、致癌和免疫等毒理作用，因此，霉心病检测已成为苹果产业发展亟待解决的重大问题。

目前针对苹果霉心病的检测方法研究较少，其技术主要是基于苹果的生物阻抗特性、光特性以及机器视觉特性等原理，其中生物阻抗特性涉及的输入参数较多；光特性多应用全波段光源与光谱仪结合的检测方式，含有较多冗余信息，系统成本高；机器视觉检测分析过程复杂、耗时，并且目前尚无较合适的检测仪器用于霉心病的检测。光谱检测技术的发展为苹果霉心病的检测提供了理论基础。该技术具有无损、效率高、速度快、成本低、重现性好、样品无需预处理、光谱测量方便、适合现场检测和在线分析等独特优势。但目前也没有利用该技术的相关应用。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种苹果霉心病检测仪，可快速无损检测苹果霉心病，具有成本低，操作简单，运行稳定可靠，病害判别精度高等特点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种苹果霉心病检测仪，包括：

LED光源模块，根据设定发出相应光强的光，照射于待测苹果的中心；

光谱检测模块，接收透过待测苹果的光并完成光电转换得到电压值；

果径在线测量模块，测量待测苹果的直径；

以及，

核心处理模块，接收光谱检测模块得到的电压值，根据该电压值计算得到相应的透射光强值，同时接收所述直径数据，综合透射光强值和直径数据，判断是否有霉心病。

所述LED光源模块的光源采用中心波长为710nm，半波宽度为25nm的LED光源，采用输出电流可调的PT4115芯片作为驱动芯片，核心处理模块与驱动芯片连接，通过输出不同占空比的PWM信号调节驱动芯片的输出电流，从而实现LED光源发光强度的稳定定量调节。

所述光谱检测模块中采用光电二极管作为光电转换器件，光谱检测模块的输入端采用RC低通滤波器，消除电源带来的高频噪声，采用运放芯片OP07将采样电阻端的电压V0放大，在输出电压端接滤波电容，最终获取到实际有效的电压值。

所述果径在线测量模块包括竖直移动装置和水平设置的红外对射管，待测苹果位于红外对射管对射中心的正下方且设置于竖直移动装置上，由竖直移动装置带动向上运动，待苹果上表面切断红外对射线时，得到苹果直径D＝(H-L)，其中H为竖直移动装置与红外对射管的竖直距离初始值，L为竖直移动装置的上升距离。

所述LED光源模块、光谱检测模块以及果径在线测量模块集成设置于一体，其中，在主架7上设置纵向的丝杠2，丝杠2的底部设置有限位行程传感器8，丝杠2上设置有滑台3，滑台3上连接苹果支撑座4，苹果支撑座4的中心安装光谱检测模块的光电二极管，苹果支撑座4的正上方为LED光源模块中的LED光源6，LED光源6为平面阵列结构，其外安装有果径在线测量模块的开关型红外对射管5，开关型红外对射管5的对射线与LED光源6的阵列平面平行，滑台3带动苹果支撑座4上的待测苹果向上运动，至开关型红外对射管5的对射线被待测苹果阻挡时停止，根据运动距离获取待测苹果的直径。

所述判断方法是：将获取的苹果直径与透射光强值，输入苹果霉心病判别模型中，设果径为D，光电转换电压差值为V，即开启光源后获得的转换电压值与未开启光源获得的转换电压值的差值，Y表示判别结果，Y＝1，表示为病果；Y＝0，表示为健康果，其模型如下：

D≤70；