[发明专利]一种基于近红外光谱分析技术的苹果糖分测定装置及方法

说明书

本发明涉及一种基于近红外光谱分析技术的苹果糖分测定装置及方法。该装置包括壳体、定位机构和光谱分析模块。定位机构包括水果固定托架、旋转电机、水平底座、垂直导向板和垂直底座。水平底座上设有直线导轨和直线滑块。水平底座上设有水平推杆。垂直导向板中间开设有通孔，水平底座与垂直底座之间设有垂直推杆。水平底座底部设有垂直导向杆。垂直导向板顶部设有直线轴承。垂直导向杆下端依次穿过直线轴承和垂直导向板后伸至垂直导向板与垂直底座之间。垂直导向板与垂直底座之间设有固定板。光谱分析模块包括卤素灯、光纤和光谱分析仪组件。本发明能够保证光纤头采集侧末端与被测水果的距离恒定，降低非苹果糖分因素对所采集近红外光谱成分的影响。

技术领域

本发明涉及水果品质检测技术领域，具体涉及一种基于近红外光谱分析技术的苹果糖分测定装置及方法。

背景技术

水果糖度含量不仅是评价水果食用品质的一个重要指标，同时也是检验水果成熟度的重要指标。在农业研究和农业生产以及水果贮藏过程中，水果糖度是确定采摘、运输、储藏的重要依据之一。在同一种水果不同的成熟阶段，其成熟度不同，其糖度值也是不一样的。通过水果糖度无损检测，不仅可以为蔬果种植者提供便利，确定最佳的采摘时间，保证水果的食用品质，为消费者提供最好的水果产品，还可以通过水果的糖度变化情况来调整土壤的灌溉和施肥，此外，还能够通过水果糖度无损检测来对区分水果的等级。

目前，通常联合应用近红外反射率和投射光谱特征来进行苹果内在糖分的无损检测。近红外光谱技术是一种快速、无损、绿色的现代分析技术。采用光谱仪器对大量样本进行光谱数据采集，利用采集的数据进行近红外光谱建模，从而实现含糖量的无损在线检测，其中精确的光谱模型会对检测精度产生重要影响。在实际应用中，利用集成光谱分析模型的光谱分析模块则可以很好完成苹果等水果内在糖分的无损检测。目前，近红外光谱技术对苹果等水果的糖分快速无损检测已有一些报道，如中国专利CN 101308086A公开了一种基于近红外光谱技术的水果内部品质在线检测方法及装置，中国专利CN105044021A公开了一种中秋酥脆枣糖度无损检测方法，中国专利CN105092518B公开了一种脐橙糖度快速无损检测方法。

然而，在实际应用中发现，光学测量中探测头与被测物体的距离会直接影响光谱反射率，导致用于光谱分析的光谱数据产生差异，从而影响苹果内在糖分的检测结果，形成人为因素导致测量误差，从而对所建立模型的精确程度产生影响。特别是对于苹果而言，苹果的形状不同于橙子、西瓜等相对规则球体结构，其为上宽、下窄且多存在一侧外鼓、另一侧凹平的不规则结构。即便在光源固定、探测光谱仪固定条件下，由于苹果上部与下部的直径不同、外鼓一侧与凹平一侧的半径不同，探测头与被测物体的距离也会发生变化，导致采集的光谱数据准确度发生直接影响，进而影响检测数据的准确性。

因此，如何设计出一种能够针对苹果不规则外形的特点来提高光谱测定数据准确性，保证糖分准确度的检测装置已经成为急需解决的技术问题。

发明内容

为解决苹果不规则外形导致的难以获得准确光谱检测数据，进而影响苹果糖分检测结果的缺陷，本发明提供了一种基于近红外光谱分析技术的苹果糖分测定装置及方法，该测定装置及方法能够解决现有技术中存在的不足，保证探测头与被测物体之间距离的稳定性，提高水果苹果糖分检测数据的准确性。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

本发明涉及一种用于小型水果品质检测的自动化精准定位测量装置，包括壳体和设置在壳体中的定位机构与光谱分析模块。