[发明专利]一种果蔬紧实度测量装置及方法

说明书

本发明公开了一种果蔬紧实度测量装置及方法。装置包括机架、张紧带、步进电机、控制器。机架包括平台、水平悬挂杆、左右两根竖直支撑杆；平台左右对称放置步进电机，竖直支撑杆设有标尺，水平悬挂杆依次设有左固定滑轮、左移动滑轮、中心顶杆、右移动滑轮、右固定滑轮；左固定滑轮、右固定滑轮分别位于相应步进电机的正上方；中心顶杆设有压力传感器；张紧带的一端连接步进电机，另一端穿过滑轮与弧形带相连，弧形带用于承托被测果蔬；张紧带设有拉力传感器；控制器用于控制步进电机、拉力传感器、压力传感器。本发明采用两侧同步加载的方式测定给定弹性变形量内果蔬的变形，结构简单，操作方便，能用于准确测定不同果蔬的紧实度。

技术领域

本发明属于农业生产技术领域，具体涉及一种果蔬紧实度测量装置和方法。

背景技术

果蔬紧实度是用来衡量评价球形（或结球）果蔬的一种物理压缩效应的一个指标，衡量果蔬内部抗压能力，与果蔬质地有关，可用于评价果蔬内部品质及成熟度。传统测定果蔬紧实度大都采用手握果蔬的方法进行定性评价，主观性强；目前有关果蔬紧实度的测量主要采用质构仪、硬度计等仪器刺入果蔬内部测得单点或多点数据值，不能全面反映果蔬紧实度真实值，且属于破坏性检测，多集中于测定苹果、梨等传统水果，对白菜、甘蓝等叶类蔬菜紧实度测定较少。

CN104034587A公开了一种球形果蔬坚实度的测量方法，该方法利用的结球类蔬菜坚实度的测量装置，将被测球形果蔬放置于该装置的载物台圆形凹槽处，利用步进电机驱动皮带做水平直线运动，使皮带压实球形果蔬表面，记录拉伸一定位移后拉力传感器的示数用于表示球形果蔬的坚实度。上述专利采用水平单向拉伸加载的方式测量，被测果蔬与皮带两端受力不均易导致侧滑倾斜，致使测量结果不够准确，且直接采用拉伸力去衡量紧实度忽略了带宽对不同大小结球果蔬的影响。

发明内容

本发明的目的是在于提供一种果蔬紧实度测量装置及方法，模拟用于握果蔬测定紧实度的方法，准确测得不同大小、不同品种果蔬的紧实度真值。

为了解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：

一种果蔬紧实度测量装置，包括机架、张紧带、步进电机、控制器；其中，机架包括平台、水平悬挂杆、左右两根竖直支撑杆；平台左右对称放置步进电机，竖直支撑杆设有标尺，水平悬挂杆依次设有左固定滑轮、左移动滑轮、中心顶杆、右移动滑轮、右固定滑轮；左固定滑轮、右固定滑轮分别位于相应步进电机的正上方；中心顶杆与被测果蔬的接触端设有压力传感器；张紧带的一端连接步进电机，另一端穿过左固定滑轮、左移动滑轮与弧形带相连，弧形带用于承托被测果蔬；张紧带设有拉力传感器；控制器位于平台上，用于控制步进电机、拉力传感器、压力传感器。

所述的左移动滑轮、右移动滑轮可左右移动，用于调节弧形带包裹被测果蔬的松紧度。

所述弧形带、张紧带采用不变形材料，包括玻璃纤维带。

一种采用所述装置检测果蔬紧实度的方法，包括以下步骤：

（1）测量果蔬直径：测得被测果蔬直径d，以此选定合适宽度为B的弧形带，B=0.1d；取果蔬变形量Δd=0.05d，则测量过程张紧带拉伸位移加载量ΔL=0.05πd；

（2）施加预载荷：将被测果蔬置于弧形带上，调节左移动滑轮和右移动滑轮至合适位置；通过控制器启动步进电机使被测果蔬表面与弧形带包裹均匀，同时连接弧形带两端的张紧带匀速向上移动使被测果蔬上表面与中心顶杆缓慢接触施加压紧力；待压力传感器感应到压力信号变化时，信号反馈给控制器控制步进电机停止转动，利用制动施加预载荷，保证被测果蔬与弧形带均匀接触；