本发明专利技术公开了可同时测定梨的多个指标参数的装置，包括：暗箱；位于所述暗箱内，用于测量梨的重量的电子称重旋转平台；位于所述暗箱内，用于测量梨的高度的高度测量装置；用于向梨发射检测光的光照模块；用于接收梨的反射光的光谱采集模块；用于接收所述电子称重旋转平台和高度测量装置的信号计算样品体积，以及用于接收所述光谱采集单元信号计算样品pH值的控制单元。本发明专利技术还公开了一种利用所述的可同时测定梨的多个指标参数的装置测定梨的多指标参数的方法。本发明专利技术实现了梨的重量、高度、体积以及pH值的多项物理参数的快速检测，检测快速准确，检测成本低，环境污染小。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水果检测领域，具体涉及。
技术介绍
pH值是表征水果成熟程度的一个重要指标。水果中的pH值对其口感有着很大的影响，它是评价水果内部品质的重要指标之一，此外，水果的重量、高度和体积是分级筛选过程中需考虑的重要因素，因此，需要对水果 中PH值、水果的重量、高度和体积实现快速、准确的测定。水果的pH值的测量采用的是pH计，该法不仅费时、费力、耗材成本高，而且破坏了水果的完整度，检测完毕后的水果不能再食用，造成了浪费。将一束不同波长的红外光照射到物质的分子上，某些特定波长的红外光被吸收，形成这一分子的红外吸收光谱。每种分子都有由其组成和结构决定的独有的红外吸收光谱，据此可以对分子进行结构分析和鉴定。红外吸收光谱是由分子不停地作振动和转动运动而产生的，分子振动是指分子中各原子在平衡位置附近作相对运动，多原子分子可组成多种振动图形。分子振动的能量与红外光的光子能量正好对应，因此当分子的振动状态改变时，就可以发射红外光谱，也可以因红外光激发分子跃迁而产生红外吸收光谱。目前，已有利用可见红外光评价水果的糖度和酸度的报道。申请号为201010247589. 7的专利技术公开了一种水果内部品质检测分级方法，具体为一种基于支持向量机模型和近红外光谱检测技术的水果内部品质检测分级方法，该方法针对水果口感的模糊性，将隶属度概念引入水果的品质分析，在确定水果品质测定隶属度的过程中，同时考虑水果近红外光谱特性和理化测量的品质参数，利用基于支持向量数据域描述的隶属度来对基于糖度和酸度确定的测定隶属度进行修正，从而建立出有效的水果分级的支持向量机模型。水果中pH值是衡量水果品质的重要因素，现有技术中对于水果pH值的测定制样繁琐，费时费力，因此，需要提供一种快速有效的测量水果中PH值的方法。
技术实现思路
本专利技术提供了，在保持梨的完整度的同时，对梨的重量、高度、体积和pH值进行测定，操作简单，提高对梨的品质的评估效率。可同时测定梨的多个指标参数的装置，包括暗箱；位于所述暗箱内，用于测量梨的重量的电子称重旋转平台；位于所述暗箱内，用于测量梨的高度的高度测量装置；用于向梨发射检测光的光照模块；用于接收梨的反射光的光谱采集模块；用于接收接收所述电子称重旋转平台和高度测量装置的信号计算样品体积，以及用于接收所述光谱采集单元信号计算样品PH值的控制单元；所述光照模块包括在光路上依次布置的LED点光源阵列、反射盖、第一聚焦透镜、第二聚焦透镜以及输出光纤，所述LED点光源阵列包括424nm、546nm、590nm、619nm、743nm、782nm、1002nm、1256nm、1414nm、1438nm、 1710nm 和 1800nm 的 LED 点光源各一盏，所有 LED 点光源呈圆环形排列且均匀分布。将梨的果梗朝上，果萼朝下置于所述暗箱内的电子称重旋转平台上，利用电子称重旋转平台称量得到梨的重量G，利用所述高度测量装置测量梨的高度H，所述高度H指果梗根部到果萼之间的距离，将所得重量G和高度H带入V = 0. 218*G+0. 123*H-8. 8计算得到梨的体积V。高度测量时，果梗会被压至与梨顶部平齐位置，高度测量装置的大致构造和现有测量身高的装置一样。所述光照模块向暗箱中的梨发射特定波长的检测光，所述电子称重旋转平台旋转，所述光谱采集模块采集不同波长处梨的不同部位的反射光，所述控制单元接收所述反射光，提取不同波长的反射光的反射率，利用式Y = I. 258Xr2. 359X2-1. 366Xs+2. 788X4_2. 515X5+1. 932X6-38. 425X7+47. 938X8_2. 619X9_13. 084X10+22. 126Xn_15. 024X12+4. 35 计算得到梨的pH值，式中Y为梨中pH值；X1 X12分别为波长424nm、546nm、590nm、619nm、743nm、782nm、1002nm、1256nm、1414nm、1438nm、1710nm 和 1800nm 所对应的梨的反射率。将梨置于所述暗箱内，隔离外界光线，避免外界光线对梨反射光的采集形成干扰，提高梨PH值的检测结果的准确性。所述LED点光源发出特定波长的光，经反射盖反射后，由第一聚焦透镜变为平行光，该平行光经第二聚焦透镜聚焦后，进入输出光纤，由输出光纤传递至暗箱中梨的上方。作为优选，每盏LED点光源的光轴沿光路方向与所述圆环形的轴线成30度夹角。以便于在适宜的距离上聚焦。作为优选，所述光谱采集模块包括接收样品反射光的接收光纤以及接收该接收光纤所传送信号的光敏传感器。所述光敏传感器相对应不同波长的检测光设置，即相对应波长424nm、546nm、590nm、619nm、743nm、782nm、1002nm、1256nm、1414nm、1438nm、1710nm 和 1800nm 分别设有光敏传感器，所述光敏传感器接收来自梨的不同波长的反射光。作为优选，所述输出光纤的发射端以及接收光纤的采集端均位于所述暗箱内。所述光照模块的输出光纤将LED点光源阵列发出的光传递至输出光纤位于暗箱内的发射端，向暗箱中的梨发射不同波长的检测光，检测光经梨反射后得到反射光，反射光由所述接收光纤的采集端采集后，由接收光纤传输至控制单元，由控制单元处理得到梨中pH值。作为优选，设有调节输出光纤以及第二聚焦透镜间距的伸缩机构。所述伸缩机构可以调节所述输出光纤与第二聚焦透镜间的距离，即调节输出光纤接受到的第二聚焦透镜输出的检测光光强大小，经过梨反射后，得到合适的反射光光强，用于计算梨的pH值。作为优选，所述暗箱的侧壁设有竖直布置的两条平行导轨以及沿平行导轨滑动的升降座，所述升降座上设有插入暗箱内的光纤套管，所述输出光纤以及接收光纤沿所述光纤套管延伸入暗箱内。所述升降座可沿平行导轨上下滑动，带动光纤套管上下滑动，也即调整输出光纤的发射端以及接受光纤的采集端的位置，使其位于梨的赤道部位，也即梨的圆周最大的位置。基于上述可同时测定梨的多个指标参数的装置，本专利技术还提供了一种利用该可同时测定梨的多个指标参数的装置测定梨的多指标参数的方法，包括以下步骤(I)将梨放入所述暗箱中，利用所述电子称重旋转平台测定梨的重量G，利用所述高度测量装置测量高度H ； (2)将梨的重量G和高度H信息输入控制单元，控制单元依据公式V =0.218*G+0. 123*H-8. 8，计算得到梨的体积V ；(3)沿着梨的赤道部位确定至少两个检测点，所述光照模块向该两个检测点发送检测光，利用光谱采集模块采集每个检测点处在波长为424nm、546nm、590nm、619nm、743nm、782nm、1002nm、1256nm、1414nm、1438nm、1710nm 和 1800nm 所对应的梨的反射率；(4)将所得反射率输入控制单元，控制单元依据多元线性回归方程Y = I. 258Xr2. 359X2-1. 366Xs+2. 788X4_2. 515Xs+1. 932X6_38. 425X7+47. 938X8_2. 619X9_13. 084X10+22. 126Xn-15. 024X12+4. 35，计算得到梨的 pH 值;式中Y 为梨中 pH 值；X1 X12 分别为波长 424nm、546nm、本文档来自技高网...
【技术保护点】
可同时测定梨的多个指标参数的装置，其特征在于，包括：暗箱；位于所述暗箱内，用于测量梨的重量的电子称重旋转平台；位于所述暗箱内，用于测量梨的高度的高度测量装置；用于向梨发射检测光的光照模块；用于接收梨的反射光的光谱采集模块；用于接收所述电子称重旋转平台和高度测量装置的信号计算样品体积，以及用于接收所述光谱采集单元信号计算样品pH值的控制单元；所述光照模块包括在光路上依次布置的LED点光源阵列、反射盖、第一聚焦透镜、第二聚焦透镜以及输出光纤，所述LED点光源阵列包括424nm、546nm、590nm、619nm、743nm、782nm、1002nm、1256nm、1414nm、1438nm、1710nm和1800nm的LED点光源各一盏，所有LED点光源呈圆环形排列且均匀分布。
【技术特征摘要】
1.可同时测定梨的多个指标参数的装置，其特征在于，包括 暗箱； 位于所述暗箱内，用于测量梨的重量的电子称重旋转平台； 位于所述暗箱内，用于测量梨的高度的高度测量装置； 用于向梨发射检测光的光照模块； 用于接收梨的反射光的光谱采集模块； 用于接收所述电子称重旋转平台和高度测量装置的信号计算样品体积，以及用于接收所述光谱采集单元信号计算样品PH值的控制单元； 所述光照模块包括在光路上依次布置的LED点光源阵列、反射盖、第一聚焦透镜、第二聚焦透镜以及输出光纤，所述LED点光源阵列包括424nm、546nm、590nm、619nm、743nm、782nm、1002nm、1256nm、1414nm、1438nm、1710nm 和 1800nm 的 LED 点光源各一盏，所有 LED 点光源呈圆环形排列且均匀分布。2.如权利要求I所述的可同时测定梨的多个指标参数的装置，其特征在于，每盏LED点光源的光轴沿光路方向与所述圆环形的轴线成30度夹角。3.如权利要求I所述的可同时测定梨的多个指标参数的装置，其特征在于，所述光谱采集模块包括接收样品反射光的接收光纤以及接收该接收光纤所传送信号的光敏传感器。4.如权利要求3所述的可同时测定梨的多个指标参数的装置，其特征在于，所述输出光纤的发射端以及接收光纤的采集端均位于所述暗箱内。5.如权利要求4所述的可同时测定梨的多个指标参数的装置，其特征在于，设有调节输出光纤以及第二聚焦透镜间距的伸缩机构。6.如权利要求5所述的可同时测定梨的多个指标参数的装置，其特征在于，所述暗箱的侧壁设有竖直布置的两条平...
【专利技术属性】
技术研发人员：章海亮，何勇，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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