專利名稱：用于水果內(nèi)部品質(zhì)檢測的多通道激光檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于水果內(nèi)部品質(zhì)檢測的多通道激光檢測系統(tǒng)。
技術(shù)背景分級是農(nóng)產(chǎn)品采后商品化處理的重要手段之一，對增強(qiáng)農(nóng)產(chǎn)品商品市場競 爭力，提高經(jīng)濟(jì)效益的具有重要意義。品質(zhì)指標(biāo)檢測是分級的基礎(chǔ)。在農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)指標(biāo)檢測方面，機(jī)器視覺技術(shù)己 應(yīng)用于外部品質(zhì)的檢測農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)指標(biāo)。而近紅外光譜技術(shù)在內(nèi)部品質(zhì)指標(biāo)的 檢測上也得到了應(yīng)用。利用水果光譜特征檢測水果內(nèi)部品質(zhì)指標(biāo)方法可分為反射法和透射法。反射法檢測時(shí)由檢測裝置向檢測水果發(fā)射檢測光線，檢測裝置在同側(cè)檢測 反射光線，通過分析得到水果內(nèi)部品質(zhì)信息。透射法檢測時(shí)由檢測裝置向檢測水果發(fā)射檢測光線，檢測裝置在另一側(cè)檢 測透射光線，通過分析得到水果內(nèi)部品質(zhì)信息。但在上述兩種方法中，檢測光線的光束直徑常常很小，檢測光只能代表一部 分水果內(nèi)部結(jié)構(gòu)的信息，引起誤差。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種用于水果內(nèi)部品質(zhì)檢測的多通道激光檢測系統(tǒng)， 檢測光束以較大的直徑入射到水果中，以獲取更全面的水果品質(zhì)信息。 本發(fā)明的技術(shù)方案如下包括電動機(jī)，絕對編碼器，遮光罩，反光鏡，多個(gè)不同波段的激光器，底盤， 第一透鏡，第二透鏡，第三透鏡，傳感器，載物臺和控制系統(tǒng)；其中-1) 在箱體內(nèi)依次設(shè)有電動機(jī)，底盤，第一透鏡，第二透鏡，載物臺，第三透鏡和傳感器；在電動機(jī)輸出軸上裝有絕對編碼器，遮光罩和反光鏡，反光鏡位 于遮光罩內(nèi)；位于遮光罩外的同一圓周的底盤上等分設(shè)有多個(gè)不同波段的激光 器，底盤中心開有小孔；遮光罩開有通光口，激光器發(fā)出的激光束通過遮光罩 的通光口能照射在反光鏡上；電動機(jī)旋轉(zhuǎn)軸中心線與反光鏡平面的夾角為45度， 激光束與電動機(jī)旋轉(zhuǎn)軸中心線夾角為90度；電動機(jī)輸出軸，遮光罩，底盤，第 一透鏡，第二透鏡，第三透鏡和傳感器中心線同軸；2) 絕對編碼器，傳感器和電動機(jī)均與控制系統(tǒng)連接。 所述的控制系統(tǒng)包括接口轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)、顯示器、啟動開關(guān)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、 放大器和電動機(jī)控制器；絕對編碼器通過接口轉(zhuǎn)換器連接在單片機(jī)上，傳感器 通過放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接在單片機(jī)上，顯示器和啟動開關(guān)與單片機(jī)相連接， 單片機(jī)通過電動機(jī)控制器與電動機(jī)相連。所述的激光器從右邊水平位置S點(diǎn)處開始沿逆時(shí)針方向編號，依次為0， 1， 2，......，分別稱為通道0，通道l，通道2,......;絕對編碼器輸出信號與上述通道編號相對應(yīng)。本發(fā)明的有益效果是檢測光束以較大的直徑入射到水果中，以獲取更全面的水果品質(zhì)信息。


圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)剖面圖。圖2是激光器、遮光罩及底盤的裝配關(guān)系示意圖。圖3是控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是檢測流程示意圖。圖5是遮光罩主視圖。圖6是圖5的A-A視圖。圖7是一個(gè)實(shí)施例中電路邏輯示意圖。圖中1、電動機(jī)，2、絕對編碼器，3、反光鏡，4、激光器，5、底盤，6、 第一透鏡，7、第二透鏡，8、第三透鏡，9、傳感器，10、傳感器支承，11、第 三透鏡支承，12、載物臺，13、第二透鏡支承，14、激光束，15、第一透鏡支 承，16、底盤支承，17、電動機(jī)支承，18、箱體，19、接口轉(zhuǎn)換器，20、單片 機(jī)，21、顯示器，22、啟動開關(guān)，23、模數(shù)轉(zhuǎn)換器，24、放大器，25、水果， 26、遮光罩，27、遮光罩通光口， 28、電動機(jī)控制器。
具體實(shí)施方式
如圖1和圖3所示，本發(fā)明它包括電動機(jī)l，絕對編碼器2，反光鏡3，激 光器4，底盤5，第一透鏡6，第二透鏡7，第三透鏡8，傳感器9，傳感器支承 10，第三透鏡支承11，載物臺12，第二透鏡支承13，第一透鏡支承15，底盤 支承16，電動機(jī)支承17，箱體18，接口轉(zhuǎn)換器19，單片機(jī)20，顯示器21，啟 動開關(guān)22，模數(shù)轉(zhuǎn)換器23，放大器24，遮光罩26，電動機(jī)控制器28。如圖1所示，電動機(jī)l，底盤5，第一透鏡6，第二透鏡7，第三透鏡8和 傳感器9分別通過電動機(jī)支承17，底盤支承16，第一透鏡支承15，第二透鏡支 承13，第三透鏡支承11和傳感器支承10安裝在箱體18的底部。反光鏡3安裝
在電動機(jī)1的旋轉(zhuǎn)軸未端。絕對編碼器2安裝在電動機(jī)1上。多個(gè)激光器4安 裝在底盤5上。載物臺12安裝在箱體18的底部。遮光罩26安裝在電動機(jī)1旋 轉(zhuǎn)軸上。如圖1、圖2、圖5、圖6所示，在電動機(jī)1輸出軸上裝有絕對編碼器2， 遮光罩26和反光鏡3，反光鏡3位于遮光罩26內(nèi)；位于遮光罩26外的同一圓 周的底盤5上等分設(shè)有多個(gè)不同波段的激光器4，底盤5中心開有小孔；遮光罩 開有通光口 27，激光器4發(fā)出的激光束14通過遮光罩26的通光口 27能照射在 反光鏡3上；電動機(jī)1旋轉(zhuǎn)軸中心線與反光鏡3平面的夾角為45度，激光束14 與電動機(jī)1旋轉(zhuǎn)軸中心線夾角為90度；電動機(jī)l輸出軸，遮光罩26，底盤5， 第一透鏡6，第二透鏡7，第三透鏡8和傳感器9中心線同軸；絕對編碼器2， 傳感器9和電動機(jī)1均與控制系統(tǒng)連接。如圖3所示，所述的控制系統(tǒng)包括接口轉(zhuǎn)換器19、單片機(jī)20、顯示器21、 啟動開關(guān)22、模數(shù)轉(zhuǎn)換器23、放大器24和電動機(jī)控制器28;絕對編碼器2通 過接口轉(zhuǎn)換器19連接在單片機(jī)20上，傳感器9通過放大器24和模數(shù)轉(zhuǎn)換器23 連接在單片機(jī)20上，顯示器21和啟動開關(guān)22與單片機(jī)20相連接，單片機(jī)20 通過電動機(jī)控制器28與電動機(jī)1相連。如圖2所示，所述的激光器4從右邊水平位置S點(diǎn)處開始沿逆時(shí)針方向編 號，依次為0， 1， 2，......，分別稱為通道0，通道l，通道2，......；絕對編碼器2輸出信號與上述通道編號相對應(yīng)。如圖4所示，水果內(nèi)部品質(zhì)的檢測流程是用戶將水果25放置在載物臺12上，由用戶按下啟動開關(guān)22，單片機(jī)20通 過電動機(jī)控制器28啟動電動機(jī)1旋轉(zhuǎn)，單片機(jī)20檢測絕對編碼器2的輸出信 號，當(dāng)絕對編碼器2的信號為0時(shí)，0號激光器4發(fā)出的激光束14通過遮光罩 26頂端的遮光罩通光口 27照射在反光鏡3上，激光束14經(jīng)第一透鏡6，第二 透鏡7，水果25和第三透鏡8到達(dá)傳感器9，由傳感器9轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)放 大器24放大后，由模數(shù)轉(zhuǎn)換器23轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，作為通道O的光譜值輸入 到單片機(jī)20。然后，單片機(jī)20依次獲取其它通道的光譜值。當(dāng)所有通道的光譜 值全部獲取完成后，單片機(jī)20計(jì)算當(dāng)前水果20的內(nèi)部品質(zhì)指標(biāo)值，并在顯示 器21上顯示。下面是一個(gè)實(shí)施例第一透鏡6采用負(fù)透鏡，第二透鏡7和第三透鏡8均采用正透鏡。 如圖7所示，電動機(jī)1采用ZY3-JA型直流減速電動機(jī)，相應(yīng)地，電動機(jī)控
制器28采用T2801(C2331型三極管)，電阻R2801，電阻R2802， 二極管D2801 和二極管D2802組成。絕對編碼器2采用GD32型并行格雷碼輸出的絕對編碼 器，與之相對的接口轉(zhuǎn)換器19采用電阻值為IOKQ的排阻。傳感器9采用PDC 254d-PR光電二極管。單片機(jī)20采用AT89C51作為CPU組成。顯示器21采用 HS12232-9型LCD顯示器。啟動開關(guān)22采用電阻R2201 ，電阻R2202，開關(guān) K2201和電容C2201組成。模數(shù)轉(zhuǎn)換器23采用TLC4541型16位AD轉(zhuǎn)換器。 放大器24采用CA3130集成運(yùn)算放大器和電阻R2401, R2402和R2403組成。
權(quán)利要求
1.一種用于水果內(nèi)部品質(zhì)檢測的多通道激光檢測系統(tǒng)，其特征在于包括電動機(jī)(1)，絕對編碼器(2)，遮光罩(26)，反光鏡(3)，多個(gè)不同波段的激光器(4)，底盤(5)，第一透鏡(6)，第二透鏡(7)，第三透鏡(8)，傳感器(9)，載物臺(12)和控制系統(tǒng)；其中1)在箱體(18)內(nèi)依次設(shè)有電動機(jī)(1)，底盤(5)，第一透鏡(6)，第二透鏡(7)，載物臺(12)，第三透鏡(8)和傳感器(9)；在電動機(jī)(1)輸出軸上裝有絕對編碼器(2)，遮光罩(26)和反光鏡(3)，反光鏡(3)位于遮光罩(26)內(nèi)；位于遮光罩(26)外的同一圓周的底盤(5)上等分設(shè)有多個(gè)不同波段的激光器(4)，底盤(5)中心開有小孔；遮光罩開有通光口(27)，激光器(4)發(fā)出的激光束(14)通過遮光罩(26)的通光口(27)能照射在反光鏡(3)上；電動機(jī)(1)旋轉(zhuǎn)軸中心線與反光鏡(3)平面的夾角為45度，激光束(14)與電動機(jī)(1)旋轉(zhuǎn)軸中心線夾角為90度；電動機(jī)(1)輸出軸，遮光罩(26)，底盤(5)，第一透鏡(6)，第二透鏡(7)，第三透鏡(8)和傳感器(9)中心線同軸；2)絕對編碼器(2)，傳感器(9)和電動機(jī)(1)均與控制系統(tǒng)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于水果內(nèi)部品質(zhì)檢測的多通道激光檢測系 統(tǒng)，其特征在于所述的控制系統(tǒng)包括接口轉(zhuǎn)換器(19)、單片機(jī)(20)、顯示器(21)、 啟動開關(guān)(22)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(23)、放大器(24)和電動機(jī)控制器(28);絕對編碼器(2) 通過接口轉(zhuǎn)換器(19)連接在單片機(jī)(20)上，傳感器(9)通過放大器(24)和模數(shù)轉(zhuǎn)換 器(23)連接在單片機(jī)(20)上，顯示器(21)和啟動開關(guān)(22)與單片機(jī)(20)相連接，單 片機(jī)(20)通過電動機(jī)控制器(28)與電動機(jī)(1)相連。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于水果內(nèi)部品質(zhì)檢測的多通道激光檢測系 統(tǒng)，其特征在于所述的激光器(4)從右邊水平位置S點(diǎn)處開始沿逆時(shí)針方向編 號，依次為0， 1， 2，......，分別稱為通道0，通道l，通道2，......；絕對編碼器(2)輸出信號與上述通道編號相對應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于水果內(nèi)部品質(zhì)檢測的多通道激光檢測系統(tǒng)。電動機(jī)，底盤，第一透鏡，第二透鏡，第三透鏡和傳感器分別通過電動機(jī)支承，底盤支承，第一透鏡支承，第二透鏡支承，第三透鏡支承和傳感器支承同軸安裝于箱體；遮光罩和反光鏡安裝在電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上；載物臺安裝在箱體的底部；多個(gè)激光器安裝在底盤上；激光束與電動機(jī)旋轉(zhuǎn)軸中心線夾角為90度，其中心與電動機(jī)旋轉(zhuǎn)軸中心線和反光鏡的交點(diǎn)重合。多個(gè)不同波段的激光器呈輻射狀安裝在底盤上，激光器發(fā)出的激光束通過遮光罩頂端的遮光罩通光口照射在反光鏡上。電動機(jī)旋轉(zhuǎn)軸中心線與反光鏡平面的夾角為45度。本發(fā)明的檢測光束以較大的直徑入射到水果中，以獲取更全面的水果品質(zhì)信息。
文檔編號G01N21/88GK101162203SQ200710156920
公開日2008年4月16日 申請日期2007年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月20日
發(fā)明者應(yīng)義斌, 徐惠榮, 饒秀勤 申請人:浙江大學(xué)