[发明专利]基于光谱技术的猕猴桃品质在线无损检测装置和方法

说明书

本发明公开了基于光谱技术的猕猴桃品质在线无损检测装置和方法。本发明包括探头检测装置、光谱仪、光源、输送平台、光电传感器、暗箱，暗箱顶部安装有探头检测装置，探头检测装置包括随动杂散光消除机构和反射光纤探头，暗箱底部安装有输送平台，输送平台包括输送轨道、安装于输送轨道上的滑台，滑台上方固定有夹持猕猴桃样品的果杯；本发明利用光谱仪获取猕猴桃动态漫反射光谱数据；对光谱进行预处理以减少果实形状和光的散射引起的检测误差；建立猕猴桃糖度和硬度的线性预测模型。本发明实现了对特定输送速度下猕猴桃糖度和硬度的在线检测，具有效率高、准确性高、无损、快速便捷的优点。

技术领域

本发明涉及可见/近红外水果品质无损检测技术领域，特别是涉及基于光谱技术的猕猴桃品质在线无损检测装置和方法。

背景技术

猕猴桃又称奇异果，富含葡萄糖、果糖、维生素和矿物质等人体所必须的营养成分，被称为“维C之王”。近10年来，猕猴桃种植规模迅速增长，已经成为世界主流消费水果。中国的猕猴桃种植总面积和总产量均稳居世界第一。随着猕猴桃消费市场的扩大，人们对于高品质猕猴桃的需求与日俱增。为了兼顾猕猴桃的储存时间和口感，通常需要在其未完全成熟时进行采摘。采摘后的猕猴桃需要一定时间达到生理成熟，在成熟的过程中，不溶性淀粉逐渐转化为可溶性固形物，果实中葡萄糖、果糖等糖含量增加，产生酸味的有机酸和产生涩感的蛋白酶减少，同时果实的硬度明显降低。因此，猕猴桃的糖度和果实硬度是决定猕猴桃品质和成熟度的重要指标。随着猕猴桃产业的扩大以及消费需求的提升，迫切需要对猕猴桃糖度和硬度进行快速无损在线检测。

发明内容

为了解决背景技术中的问题，本发明提供了基于光谱技术的猕猴桃品质在线无损检测方法和装置，通过采集一批猕猴桃样本的动态反射光谱以及糖度和硬度数据，建立定量预测模型。

本发明采用的技术方案如下：

一、基于光谱技术的猕猴桃品质在线无损检测装置

包括探头检测装置、光谱仪、光源、输送平台、光电传感器、暗箱；暗箱顶部安装有探头检测装置，探头检测装置包括随动杂散光消除机构和反射光纤探头；反射光纤探头的输入端和输出端分别连接有光源和光谱仪，反射光纤探头探测端中部设置接收光纤，沿接收光纤周向等间隔设置有6-12个发射光纤，反射光纤探头通过环绕式多点反射检测猕猴桃样品；暗箱底部安装有输送平台，输送平台包括输送轨道、安装于输送轨道上的滑台，滑台上方固定有夹持猕猴桃样品的果杯；暗箱两侧安装有光电传感器。

所述随动杂散光消除机构包括机架、横向运动轨道、纵向运动轨道、遮光筒支架、橡胶遮光筒、凸轮块、滑块；机架竖直固定于检测探头侧方，反射光纤探头上套设有橡胶遮光筒；机架靠近检测探头的一侧设置有纵向运动轨道，纵向运动轨道上滑动安装有沿轨道上下移动的凸轮块，凸轮块通过遮光筒支架固定有橡胶遮光筒；机架远离检测探头的一侧设置有横向运动轨道，横向运动轨道上滑动安装有沿轨道横向移动的滑块，横向运动轨道上套装有弹簧，弹簧一端抵住滑块，另一端抵住机架；滑块底部通过铰接连接有离合块，离合块和滑块之间连接有弹性金属片。

凸轮块远离探头的一侧开有滑动槽，滑块通过嵌装于滑动槽内的连接块与凸轮块滑动连接，滑块沿横向运动轨道横向移动的同时带动凸轮块沿纵向运动轨道纵向移动。

机架顶端安装有限位板，橡胶遮光筒顶部从限位板穿出，且与限位板之间间隙配合。

果杯侧面固定有驱动杆，驱动杆顶部端面与离合块位于同一高度。

当离合块受到大于弹性金属片弹力的推力时，离合块绕滑块从滑块下方转动至底部侧方。

滑块的横向移动方向与输送平台的输送方向一致。

当猕猴桃样品被输送至反射光纤探头正下方时，反射光纤探头的探测端距离猕猴桃样品正上方8-10mm处。

光源采用20W卤素灯，反射光纤探头通过光源补光。