一种水果硬度无损检测装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开的一种水果硬度无损检测装置，包括有底座单元及放置在底座单元上的变高度承载台，变高度承载台用于盛放水果试验品；底座单元上安装有夹持单元，夹持单元夹持有螺旋测微器，螺旋测微器连接有压力数据采集单元，压力数据采集单元位于变高度承载台上方；底座单元一侧还安装有压力数据显示单元，压力数据显示单元还通过导线连接有若干个薄膜压力传感器，若干个薄膜压力传感器均安装在压力数据采集单元内；还包括有供电单元，压力数据显示单元及若干个薄膜压力传感器均与供电单元连接。该装置解决了感官定性判断不准确、测量仪器法成本高有损测量问题。还公开了一种一种水果硬度无损检测方法。

【技术实现步骤摘要】
一种水果硬度无损检测装置与方法
本专利技术属于水果硬度检测
，具体涉及一种水果硬度无损检测装置，还涉及一种水果硬度无损检测方法。
技术介绍
我国属于水果的产销大国，种植面积和消费市场都稳居世界前列，大多数的鲜果如果不进行合理的分拣保存，容易腐烂变质。水果的品质受硬度、成熟度、损伤度、可溶性固形物含量等因素影响，而硬度与成熟度、损伤度、可溶性物质含量有着密切的关系，因此硬度成为了购买者(无论是分销商、贸易商，还是消费者)选择水果质量决定因素之一，目前测量硬度的手段主要是感官定性判断和测量仪器定量判断。感官判断主要是根据人工触摸进行粗略地判断水果的好坏来进行定性分级，人工触摸鉴别法存在于小型农业个体户中，即通过手指的挤压，根据触觉定性判断，但是因人为因素影响，判断结果差异大、标准不统一、难以实现大批量快速判断。测量仪器法是通过直接或者间接测量水果硬度相关指标来进行定量分级，主要有声学测量仪、质构仪和光谱仪、硬度检测仪三大类。其中声学测量仪，把声学特性作为检测水果品质的途径，通过敲击果实，提取产生的声波信号，然后进行分析与处理，但声学特性和硬度之间的模型建立是一个复杂的过程，且测量易受仪器误差、噪声和回音的影响。而质构仪和光谱仪，扫描成像有着更为精确和可视化的参数指标，能够给测实者提供准确的标准。虽然测量效果好，易对水果硬度进行较为精细的划分，但是仪器成本较高，仪器体积大，不易携带，只能进行抽样采集数据，数据不具有代表性，操作门槛比较高。市场上的水果硬度检测仪可分为两种，一种是手工将测头插入果实内部实施测量，但由于测头各向受力不均，导致测量准确性低；另一种是将果肉切割成规则的条状、块状，通过拉压试验测量硬度，这种测量方式对水果产生一定程度的破坏，造成资源浪费。综上所述，目前水果硬度测量手段还存在感官定性判断不准确、测量仪器法成本高以及有损测量等众多不足，因此，研发一种无损和高精度的便携水果硬度无损检测装置与方法是非常迫切的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种水果硬度无损检测装置，解决了感官定性判断不准确、测量仪器法成本高有损测量问题。本专利技术的第二个目的是提供一种水果硬度无损检测方法。本专利技术所采用的技术方案是，一种水果硬度无损检测装置，包括有底座单元及放置在底座单元上的变高度承载台，变高度承载台用于盛放水果试验品；底座单元上安装有夹持单元，夹持单元夹持有螺旋测微器，螺旋测微器连接有压力数据采集单元，压力数据采集单元位于变高度承载台上方；底座单元一侧还安装有压力数据显示单元，压力数据显示单元还通过导线连接有若干个薄膜压力传感器，若干个薄膜压力传感器均安装在压力数据采集单元内；还包括有供电单元，压力数据显示单元及若干个薄膜压力传感器均与供电单元连接。本专利技术的特征还在于，底座单元包括有顶部开口的底座壳体及四个可调支撑底座，可调支撑底座包括有基板及支腿，支腿通过螺栓与基板连接；底座壳体顶部开口处设置有盖板；四个支腿的顶端均穿过底座壳体底板与盖板下表面固定连接；盖板的上表面均匀分布有若干个定位块；变高度承载台放置在若干个定位块上；底座壳体一侧安装有压力数据显示单元。夹持单元包括竖直设置的立杆，立杆的底端穿过盖板固定在底座壳体的底板上表面上；还包括有水平设置夹持横梁，夹持横梁的两端分别设置有第一通孔及第二通孔，夹持横梁一端端部还设置有第一缺口，第一缺口与第一通孔连通，立杆竖直穿过第一通孔，通过第一夹持螺钉穿过第一缺口处的夹持横梁将立杆与夹持横梁固定；夹持横梁另一端端部还设置有第二缺口，第二缺口与第二通孔连通，螺旋测微器竖直穿过第二通孔，通过第二夹持螺钉穿过第二缺口处的夹持横梁将螺旋测微器与夹持横梁固定；螺旋测微器为syntek高精度微分头，包括有由上至下依次设置的棘轮、微分筒及螺杆。压力数据采集单元包括有两节台阶形的施力连接块，施力连接块的一端与螺旋测微器的螺杆的底端连接，施力连接块的另一端端面连接有圆形连接板，圆形连接板上均匀设置有三个定位通孔，定位通孔向下的开口端口径小于向上的开口端口径；圆形连接板正下方设置有接触圆板，接触圆板的上表面均匀设置有三个定位螺孔底座，三个定位螺孔底座的分布与圆形连接板上设置的三个定位通孔一一对应，每个定位螺孔底座内还设置有一个定位螺栓，定位螺栓的一端与定位螺孔底座螺纹连接，定位螺栓的另一端设置有圆柱形凸块，定位螺栓端部的圆柱形凸块设置在定位通孔内，圆柱形凸块的外径大于定位通孔向下的开口端口径；圆形连接板朝向接触圆板的下表面还均匀设置有三个定位圆柱，定位圆柱的侧壁上开有条形凹槽，每个定位圆柱上套有一个薄膜压力传感器压头；薄膜压力传感器压头包括有卡环，卡环的侧壁上开有薄膜压力传感器安装缺口及螺栓孔，卡环下方设置有半球形底座，薄膜压力传感器压头的卡环套在定位圆柱外壁上，卡环侧壁上的螺栓孔与定位圆柱侧壁上的条形凹槽相对应，止转螺栓端部穿过卡环侧壁上的螺栓孔到达条形凹槽内，止转螺栓端部能够在条形凹槽内上下滑动；每个薄膜压力传感器压头内对应设置有一个薄膜压力传感器，薄膜压力传感器安装在半球形底座内，每个薄膜压力传感器均通过导线与压力数据显示单元连接，每个薄膜压力传感器均通过导线还与供电单元连接；接触圆板的下表面设置有感压胶片。压力数据显示单元包括有机柜壳体及一个压力传感器检测模组，每个薄膜压力传感器均通过导线与压力传感器检测模组连接，压力传感器检测模组通过导线与供电单元连接；机柜壳体安装在底座壳体一侧壁上；压力传感器检测模组为能斯达MY2802多功能转换模块。供电单元包括有依次连接的蓄电池、电路保护信号灯、漏电保护器、电源总开关及航空插头，漏电保护器还连接有分线器，压力传感器检测模组通过导线与分线器连接，每个薄膜压力传感器均通过导线与航空插头连接；电源总开关还与充电信号灯连接；电路保护信号灯、电源总开关、航空插头及充电信号灯均安装在底座壳体一侧壁上；蓄电池、分线器及漏电保护器均安装在底座壳体内部底板上。底座壳体的一侧壁上安装有USB通信接口，USB通信接口与分线器连接。本专利技术所采用的第二个技术方案是，一种水果硬度无损检测方法，采用上述的装置，具体包括以下步骤：步骤1：调整装置及承载台使用时，首先将装置放置水平面上，调整四个可调支撑底座底座高度使装置处于水平状态，利用游标卡尺测量水果试验品的长轴的长度L0和短轴的长度L1；调松第一夹持螺钉，根据水果试验品的长轴和短轴的尺寸确定夹持横梁的高度，调节变高度承载台的摆放形式，即确定变高度承载台的a面、b面还是c面朝上，并将水果试验品放置到变高度承载台的上表面；步骤2：打开电源，接通电路打开电源总开关，启动压力传感器检测模组工作；步骤3：旋转螺旋测微器至待定位置根据水果试验品的长轴和短轴的尺寸，以及夹持横梁的高度，确定螺杆的初始位置和微分筒的初始值L2，通过手动旋转棘轮，带动施力连接件、圆形连接板、三个薄膜压力传感器压头在竖直向下运动，直至接触圆板的下表面距水果试验品的最高点5-10mm，记录此时的螺旋测微器的示数为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水果硬度无损检测装置，其特征在于，包括有底座单元及放置在底座单元上的变高度承载台(5-4)，变高度承载台(5-4)用于盛放水果试验品(6-1)；底座单元上安装有夹持单元，夹持单元夹持有螺旋测微器(1-6)，螺旋测微器(1-6)连接有压力数据采集单元，压力数据采集单元位于变高度承载台(5-4)上方；底座单元一侧还安装有压力数据显示单元，压力数据显示单元还通过导线连接有若干个薄膜压力传感器(5-2)，若干个薄膜压力传感器(5-2)均安装在压力数据采集单元内；还包括有供电单元，压力数据显示单元及若干个薄膜压力传感器均与供电单元连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种水果硬度无损检测装置，其特征在于，包括有底座单元及放置在底座单元上的变高度承载台(5-4)，变高度承载台(5-4)用于盛放水果试验品(6-1)；底座单元上安装有夹持单元，夹持单元夹持有螺旋测微器(1-6)，螺旋测微器(1-6)连接有压力数据采集单元，压力数据采集单元位于变高度承载台(5-4)上方；底座单元一侧还安装有压力数据显示单元，压力数据显示单元还通过导线连接有若干个薄膜压力传感器(5-2)，若干个薄膜压力传感器(5-2)均安装在压力数据采集单元内；还包括有供电单元，压力数据显示单元及若干个薄膜压力传感器均与供电单元连接。


2.根据权利要求1所述的一种水果硬度无损检测装置，其特征在于，所述底座单元包括有顶部开口的底座壳体(1-1)及四个可调支撑底座(1-11)，可调支撑底座(1-11)包括有基板及支腿，支腿通过螺栓与基板连接；底座壳体(1-1)顶部开口处设置有盖板(1-2)；四个支腿的顶端均穿过底座壳体(1-1)底板与盖板(1-2)下表面固定连接；盖板(1-2)的上表面均匀分布有若干个定位块(1-3)；变高度承载台(5-4)放置在若干个定位块(1-3)上；底座壳体(1-1)一侧安装有压力数据显示单元。


3.根据权利要求2所述的一种水果硬度无损检测装置，其特征在于，所述夹持单元包括竖直设置的立杆(1-4)，立杆(1-4)的底端穿过盖板(1-2)固定在底座壳体(1-1)的底板上表面上；还包括有水平设置夹持横梁(1-7)，夹持横梁(1-7)的两端分别设置有第一通孔及第二通孔，夹持横梁(1-7)一端端部还设置有第一缺口(1-12)，第一缺口(1-12)与第一通孔(1-13)连通，立杆(1-4)竖直穿过第一通孔(1-13)，通过第一夹持螺钉(1-5)穿过第一缺口(1-12)处的夹持横梁(1-7)将立杆(1-4)与夹持横梁(1-7)固定；夹持横梁(1-7)另一端端部还设置有第二缺口(1-14)，第二缺口(1-14)与第二通孔(1-15)连通，螺旋测微器(1-6)竖直穿过第二通孔(1-15)，通过第二夹持螺钉(1-8)穿过第二缺口(1-14)处的夹持横梁(1-7)将螺旋测微器(1-6)与夹持横梁(1-7)固定；螺旋测微器(1-6)为syntek高精度微分头，包括有由上至下依次设置的棘轮(1-6-1)、微分筒(1-6-2)及螺杆(1-6-3)。


4.根据权利要求3所述的一种水果硬度无损检测装置，其特征在于，所述压力数据采集单元包括有两节台阶形的施力连接块(1-9)，施力连接块(1-9)的一端与螺旋测微器(1-6)的螺杆(1-6-3)的底端连接，施力连接块(1-9)的另一端端面连接有圆形连接板(5-3)，圆形连接板(5-3)上均匀设置有三个定位通孔(5-3-2)，定位通孔(5-3-2)向下的开口端口径小于向上的开口端口径；圆形连接板(5-3)正下方设置有接触圆板(5-5)，接触圆板(5-5)的上表面均匀设置有三个定位螺孔底座(5-5-2)，三个定位螺孔底座(5-5-2)的分布与圆形连接板(5-3)上设置的三个定位通孔(5-3-2)一一对应，每个定位螺孔底座(5-5-2)内还设置有一个定位螺栓(5-5-1-3)，定位螺栓(5-5-1-3)的一端与定位螺孔底座(5-5-2)螺纹连接，定位螺栓(5-5-1-3)的另一端设置有圆柱形凸块，定位螺栓(5-5-1-3)端部的圆柱形凸块设置在定位通孔(5-3-2)内，圆柱形凸块的外径大于定位通孔(5-3-2)向下的开口端口径；圆形连接板(5-3)朝向接触圆板(5-5)的下表面还均匀设置有三个定位圆柱(5-3-1)，定位圆柱(5-3-1)的侧壁上开有条形凹槽(5-3-1-1)，每个定位圆柱(5-3-1)上套有一个薄膜压力传感器压头(5-5-1)；薄膜压力传感器压头(5-5-1)包括有卡环(5-5-1-1)，卡环(5-5-1-1)的侧壁上开有薄膜压力传感器安装缺口(5-5-1-4)及螺栓孔(5-5-1-5)，卡环(5-5-1-1)下方设置有半球形底座(5-5-1-2)，薄膜压力传感器压头(5-5-1)的卡环(5-5-1-1)套在定位圆柱(5-3-1)外壁上，卡环(5-5-1-1)侧壁上的螺栓孔与定位圆柱(5-3-1)侧壁上的条形凹槽(5-3-1-1)相对应，止转螺栓(5-1)端部穿过卡环侧壁上的螺栓孔到达条形凹槽(5-3-1-1)内，止转螺栓(5-1)端部能够在条形凹槽(5-3-1-1)内上下滑动；每个薄膜压力传感器压头(5-5-1)内对应设置有一个薄膜压力传感器(5-2)，薄膜压力传感器(5-2)安装在半球形底座内，每个薄膜压力传感器(5-2)均通过导线与压力数据显示单元连接，每个薄膜压力传感器(5-2)均通过导线还与供电单元连接；接触圆板(5-5)的下表面设置有感压胶片(5-6)。


5.根据权利要求4所述的一种水果硬度无损检测装置，其特征在于，所述压力数据显示单元包括有机柜壳体(2-1)及一个压力传感器检测模组(2-2)，每个薄膜压力传感器(5-2)均通过导线与压力传感器检测模组(2-2)连接，压力传感器检测模组(2-2)通过导线与供电单元连接；机柜壳体(2-1)安装在底座壳体(1-1)一侧壁上；压力传感器检测模组(2-2)为能斯达MY2802多功能转换模块。


6.根据权利要求5所述的一种水果硬度无损检测装置，其特征在于，所述供电单元包括有依次连接的蓄电池(3-3)、电路保护信号灯(3-1)、漏电保护器(4-2)、电源总开关(3-2)及航空插头(2-3)，漏电保护器(4-2...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆卫谊，王晗，白清俊，王靖民，张宇，黄蕊馨，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61