本发明专利技术涉及基于近红外/可见光的水果品质快速无损在线检测系统。目的是提供的系统能够快速无损的分析出水果的内部品质，从而实现水果按品质分级。技术方案是：基于近红外/可见光的水果品质快速无损在线检测系统，其特征在于系统包括机械输送装置、光照装置、检测装置，其中：机械输送装置：包括两条位于传动轴两个中径部位的输送平带，两输送平带的机架上固定有限位板；两传动轴之间的机架上固定有一支撑板，该支撑板上开有矩形孔；光照装置：包括光照箱及至少两个灯组，光照箱位于矩形孔上方，光照箱开设有开口；光照箱的底板的每个光学平台上分别至少安装有一个灯组；检测装置：包括计算机、光谱仪、出射光纤、光信号接收器及至少两个传感器。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种利用光学手段来测试和分析材料的系统，尤其是涉及一种基于近红外/可见光的水果品质快速无损在线检测装置。
技术介绍
我国是世界水果生产大国，栽培历史悠久，资源丰富。水果在国内已成为继粮食、蔬菜之后的第三大种植业。自1993年以来，我国已连续15年稳居世界第一水果生产大国的地位。我国苹果、梨、桃、李和柿子的产量均为世界前5位。我国苹果、梨分别占世界总产量的22. 8%和36%，均居世界首位。然而，我国水果储藏能力只有10%，烂果率高达25%。中国苹果产量虽然居世界第一，但其出口量只占总产量的I. 46%，与发达国家还有相当程度的差距。这主要是由于我国水果产后处理的水平比较低。发达国家对即将上市的水果要进行精选、分级、清洗、打蜡、防腐保鲜、包装等商品化处理，而我国由于检测和分选技术落后，导致同一批水果良莠不齐，缺乏市场竞争力。传统的人工分拣方法，效率低、劳动强度大，准确·率不高。因此，发展水果品质快速无损在线检测系统成为了水果产业的迫切需求。水果品质的无损检测技术综合运用了计算机和光电传感器等高新技术，目前已引起了国内外相关领域的高度重视，特别是在农产品品质检测中的应用，迄今为止已经出现了诸如声学检测、X射线检测、光谱检测以及机器视觉等技术。无论是国际市场还是国内市场，消费者对鲜果质量要求越来越高，不仅要求果实外观好看，而且要求内在质量好、果实无污染，消费者在购买水果时考虑的指标中水果糖度占47. 3%。许多国家为了提高水果的市场竞争力及其商品附加值，研究和开发水果内部品质(主要为糖度)在线检测系统已成为近10年来的研究热点。到目前为止，大部分的应用还局限于实验室环境条件下的试验研究，只有极少部分国家报道有产品推向市场，如日本的Mitsui Kinzoku公司、澳大利亚的CVS(MAF/R0DA集团子公司)、荷兰的AWETA、新西兰的TasteMark和意大利的Sacmi等公司，但相关的科学报道很少。在我国，台湾大学生物产业机电工程学系于2007年成功开发了线上型光电水果品质分级系统，分级速度可达90个/分钟以上，相关系数为O. 84。国内西北农林科技大学何东健分别于1992和2000年介绍了日本近红外光谱分析技术及其在水果内部品质无损检测中的应用并进行了可行性试验研究；北京蔬菜研究中心金同铭于1994年将近红外光谱分析技术用于苹果糖度的无损检测；浙江大学应义斌等于2002年开始研究基于近红外光谱技术的水果内部品质无损检测研究，于2006年推出了一套基于机器视觉(外部品质)的水果品质无损检测系统；江苏大学的赵杰文等于2004年开始进行水果内部品质检测的研究。但目前水果内部品质的在线实时检测生产线还没有见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于近红外/可见光的水果品质快速无损在线检测系统，应用近红外/可见光光谱检测技术，结合化学计量学方法和计算机技术，能够快速无损的分析出水果的内部品质，从而实现水果按品质分级，而且该系统具有自动化程度高、检测效率高、使用方便、结构简单的特点。本专利技术提出的技术方案是 基于近红外/可见光的水果品质快速无损在线检测系统，其特征在于，所述系统包括机械输送装置、光照装置、检测装置，其中机械输送装置包括并排安装在机架上部的传动轴上的两条输送平带，两输送平带分别位于传动轴两个中径部位，两输送平带之间通过两传动轴的大径部位隔离出一定间距，两输送平带左侧以及右侧的机架上分别固定有一沿输送平带伸展的限位板；所述传动轴由电机驱动，两传动轴之间的机架上水平固定有一用于支撑所述输送平带的支撑板，该支撑板上开设有一用于透光的矩形孔；光照装置包括光照箱及安装在其内部的至少两个灯组，光照箱位于前述支撑板的矩形孔上方，光照箱的前面板下部、后面板下部以及底板分别开设与所述输送平带相适应的开口以利于输送平带及水果通过；光照箱的底板由前述开口分成左右对称布置的两个光学平台，每个光学平台上分别至少安装有一个灯组，所述灯组朝向输送平带布置；检测装置包括计算机、光谱仪、出射光纤、光信号接收器以及至少两个传感器；光谱仪与计算机连接；光信号接收器安装在支撑板的矩形孔下方，并通过出射光纤与光谱仪相连；所述传感器分别固定在前述两个光学平台上，每个传感器分别通过信号调理电路与光谱仪连接。所述的传动轴，按轴径尺寸分为大、中、小三种轴径，小径部位位于传动轴的两端，大径部位位于传动轴的中部，大径部位与两个小径部位之间为两个中径部位，两条输送平带分别安装在两个中径部位，中径部位的圆周方向开有一圈凹槽，小径部位装入过盈配合在机架上的轴承内。所述的输送平带，在与传动轴配合的一面、宽度方向的中间处制有凸起，安装时此凸起与传动轴中径部位相应的凹槽配合。所述的灯组包括灯架、盖板、灯筒组合以及散热风扇；盖板与灯架配合，盖板上开有均布的散热孔；灯筒组合安装在灯架的圆孔内，灯架两端装有散热风扇。所述的灯筒组合，包括散热风扇、灯筒、内套筒、内散热套筒、灯杯以及外散热套筒；散热风扇安装在灯筒的尾部，灯筒内部开有内螺纹，两个内套筒通过前述内螺纹固定在灯筒内部，两内套筒之间夹住内散热套筒和灯杯，内散热套筒与灯杯尾部接触，灯筒头部的外壁开有外螺纹，外散热套筒通过外螺纹安装在灯筒头部。所述的光信号接收器，包括上盒、下盒、透镜筒、透镜以及透镜内套筒；上盒顶面中心和下盒底面中心开有圆孔，上下盒之间通过螺钉固定；透镜筒为圆柱状，固定在上下盒的圆孔处，与上下盒的圆孔同轴，其顶面与上盒的顶面平齐；透镜通过两个透镜内套筒固定在透镜筒顶部。本专利技术具有的有益效果是本专利技术的输送装置通过调节电机的速度，以适应不同水果的检测要求；光信号接收器也可以根据不同水果的检测要求移动或进行更换，实现了功能器件的互换性；灯组在光学平台上位置可调，照射角度也可调，灯组呈弧状，灯光能够较均匀的照射在水果表面，提高检测精度。总之，本专利技术能够快速、无损、实时的检测水果的内部品质(如糖度、酸度等)，而且自动化程度高、检测效率高、使用方便、结构简单。附图说明图I是本专利技术的主视结构示意图(拆除箱体面板)。图2是本专利技术的左视结构示意图。图3是本专利技术的俯视结构示意图。图4是本专利技术的立体结构示意图。图5是本专利技术的原理图。图6是本专利技术中灯组的立体结构示意图。图7是图6拆除盖板后的结构示意图。图8是图6中盖板的结构示意图。图9是图6中灯筒组合的分解图。图10是图9中灯筒的立体结构示意图。图11是图9中外散热套筒的立体结构示意图。图12是图9中内套筒的立体结构示意图。图13是图9中内散热套筒的立体结构示意图。图14是本专利技术中光信号接收器的立体结构示意图。图15是本专利技术中光信号接收器的分解图。图16是本专利技术中支撑板的立体结构示意图。图17是图16中D部的放大示意图。图18是本专利技术中传动轴的立体结构示意图。图19是本专利技术中输送平带的横截面示意图。·图20是本专利技术中下支脚的立体结构示意图。图21是本专利技术中上支脚的立体结构示意图。图22是本专利技术中传感器支架的立体结构示意图。图23是本专利技术中光学平台的立体结构示意图。注图中对各部件进行了不同程度的放大。图中A、机械输送装置，B、光照装置，C、检测装置，I、机架，2、电动机，3、输送平带，3-1、凸起，4、传动轴，4-1、大径部位，4-2、中径部位，4-本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于近红外/可见光的水果品质快速无损在线检测系统，其特征在于，所述系统包括机械输送装置（A）、光照装置（B）、检测装置（C），其中：机械输送装置：包括并排安装在机架（1）上部的传动轴（4）上的两条输送平带（3），两输送平带分别位于传动轴两个中径部位（4？2），两输送平带之间通过两传动轴的大径部位（4？1）隔离出一定间距，两输送平带左侧以及右侧的机架上分别固定有一沿输送平带伸展的限位板（5）；所述传动轴由电机（2）驱动，两传动轴之间的机架上水平固定有一用于支撑所述输送平带的支撑板（6），该支撑板上开设有一用于透光的矩形孔（6？1）；光照装置：包括光照箱（21）及安装在其内部的至少两个灯组（15），光照箱位于前述支撑板的矩形孔上方，光照箱的前面板下部、后面板（13）下部以及底板分别开设与所述输送平带相适应的开口以利于输送平带及水果通过；光照箱的底板由前述开口分成左右对称布置的两个光学平台（20），每个光学平台上分别至少安装有一个灯组，所述灯组朝向输送平带布置；检测装置：包括计算机（7）、光谱仪（8）、出射光纤（9）、光信号接收器（10）以及至少两个传感器（17）；光谱仪与计算机连接；光信号接收器安装在支撑板的矩形孔下方，并通过出射光纤与光谱仪相连；所述传感器分别固定在前述两个光学平台上，每个传感器分别通过信号调理电路与光谱仪连接。...
【技术特征摘要】
1.基于近红外/可见光的水果品质快速无损在线检测系统，其特征在于，所述系统包括机械输送装置(A)、光照装置(B)、检测装置(C)，其中 机械输送装置包括并排安装在机架(I)上部的传动轴(4)上的两条输送平带(3 )，两输送平带分别位于传动轴两个中径部位(4-2)，两输送平带之间通过两传动轴的大径部位(4-1)隔离出一定间距，两输送平带左侧以及右侧的机架上分别固定有一沿输送平带伸展的限位板(5);所述传动轴由电机(2)驱动，两传动轴之间的机架上水平固定有一用于支撑所述输送平带的支撑板(6 )，该支撑板上开设有一用于透光的矩形孔(6-1); 光照装置包括光照箱(21)及安装在其内部的至少两个灯组(15)，光照箱位于前述支撑板的矩形孔上方，光照箱的前面板下部、后面板(13)下部以及底板分别开设与所述输送平带相适应的开口以利于输送平带及水果通过；光照箱的底板由前述开口分成左右对称布置的两个光学平台(20)，每个光学平台上分别至少安装有一个灯组，所述灯组朝向输送平带布置； 检测装置包括计算机(7)、光谱仪(8)、出射光纤(9)、光信号接收器(10)以及至少两个传感器(17);光谱仪与计算机连接；光信号接收器安装在支撑板的矩形孔下方，并通过出射光纤与光谱仪相连；所述传感器分别固定在前述两个光学平台上，每个传感器分别通过信号调理电路与光谱仪连接。2.根据权利要求I所述的基于近红外/可见光的水果品质快速无损在线检测系统，其特征在于所述的传动轴,按轴径尺寸分为大、中、小三种轴径,小径部位(4-3)位于传动轴的两端，大径部位(4-1)位于传动轴的中部，大径部位与两个小径部位之间为两个中径部位(4-2),两条输...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢丽娟，应义斌，王爱臣，介邓飞，饶秀勤，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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