本發(fā)明涉及果蔬檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種果蔬便攜式無(wú)損檢測(cè)設(shè)備及其檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

隨著生活水平的不斷提高，人們對(duì)果蔬的需求量和品質(zhì)要求都在不斷提高，果蔬品質(zhì)的好壞直接影響到消費(fèi)者的生活質(zhì)量和健康安全。

目前，檢測(cè)果蔬內(nèi)部品質(zhì)的主要方法為化學(xué)方法，例如硫酸苯酚比色法測(cè)總糖，酸堿中和滴定法測(cè)總酸，這些化學(xué)方法雖然精度較高，但操作繁瑣，檢測(cè)時(shí)間較長(zhǎng)，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)果蔬的無(wú)損快速檢測(cè)。

因此，如何提供一種果蔬便攜式無(wú)損檢測(cè)設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)無(wú)損快速檢測(cè)，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種果蔬便攜式無(wú)損檢測(cè)設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)無(wú)損快速檢測(cè)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種果蔬便攜式無(wú)損檢測(cè)設(shè)備，其特征在于，包括信號(hào)采集裝置、機(jī)殼和內(nèi)置在所述機(jī)殼中的光源裝置、信號(hào)處理裝置、電源裝置，其中，所述光源裝置包括燈珠和燈座，所述燈座固定在所述機(jī)殼上，所述燈珠固定在所述燈座上，所述光源裝置從所述電源裝置取電；所述信號(hào)采集裝置可拆卸的設(shè)置在所述機(jī)殼的外壁上，所述信號(hào)采集裝置包括連接設(shè)置的光譜儀和耦合透鏡，所述信號(hào)采集裝置從所述電源裝置取電；所述信號(hào)處理裝置包括內(nèi)置有光譜信息與標(biāo)準(zhǔn)理化值的定量模型的處理器和用于顯示分析處理結(jié)果的顯示屏，所述信號(hào)采集裝置將采集的到的光譜信息傳遞給所述處理器，所述信號(hào)處理裝置從所述電源裝置取電。

優(yōu)選的，上述燈珠為多個(gè)且呈圓形設(shè)置在所述燈座上。

優(yōu)選的，上述燈珠為9個(gè)，其中8個(gè)所述燈珠組成環(huán)形燈源，1個(gè)所述燈珠位于所述環(huán)形燈源的中心。

優(yōu)選的，上述的果蔬便攜式無(wú)損檢測(cè)設(shè)備還包括轉(zhuǎn)換所述環(huán)形燈源與所述1個(gè)燈珠開(kāi)閉的開(kāi)關(guān)。

優(yōu)選的，上述的果蔬便攜式無(wú)損檢測(cè)設(shè)備還包括上燈板和下燈板，所述上燈板上開(kāi)設(shè)有供所述燈珠穿過(guò)的第一通孔，所述下燈板上開(kāi)設(shè)有供所述燈座穿過(guò)的第二通孔，所述下燈板固定所述燈座且將所述燈座與所述機(jī)殼固定連接，所述上燈板固定所述燈珠且與所述下燈板固定連接，所述上燈板和所述下燈板將所述燈座扣合保護(hù)。

優(yōu)選的，上述上燈板的外壁上設(shè)置有環(huán)繞所述環(huán)形燈源設(shè)置的第一密封圈和環(huán)繞所述1個(gè)燈珠設(shè)置的第二密封圈。

優(yōu)選的，上述的果蔬便攜式無(wú)損檢測(cè)設(shè)備還包括手持裝置，所述手持裝置可拆卸的設(shè)置在所述機(jī)殼的外壁上，所述信號(hào)采集裝置設(shè)置在所述手持裝置的頂端。

優(yōu)選的，上述的果蔬便攜式無(wú)損檢測(cè)設(shè)備還包括散熱裝置，所述散熱裝置包括兩個(gè)風(fēng)扇，所述機(jī)殼上開(kāi)設(shè)有供所述散熱裝置排風(fēng)的多個(gè)通孔。

本發(fā)明還提供一種果蔬無(wú)損檢測(cè)方法，包括：步驟1)將樣品放好，光源裝置產(chǎn)生光線(xiàn)照射所述樣品；步驟2)通過(guò)耦合透鏡采集透過(guò)所述樣品的光譜曲線(xiàn)并將所述光譜曲線(xiàn)形成光譜信號(hào)傳送至光譜儀，所述光譜儀將所述光譜信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并傳送至內(nèi)置有光譜信息與標(biāo)準(zhǔn)理化值的定量模型的處理器；步驟3)所述處理器處理所述數(shù)字信號(hào)并在顯示屏上輸出分析處理得到的檢測(cè)結(jié)果。

優(yōu)選的，上述光源裝置的燈珠為鹵鎢燈珠且為9個(gè)，其中8個(gè)組成環(huán)形燈源，1個(gè)位于所述環(huán)形燈源的中心。

本發(fā)明提供的果蔬便攜式無(wú)損檢測(cè)設(shè)備，包括信號(hào)采集裝置、機(jī)殼和內(nèi)置在所述機(jī)殼中的光源裝置、信號(hào)處理裝置、電源裝置，其中，所述光源裝置包括燈珠和燈座，所述燈座固定在所述機(jī)殼上，所述燈珠固定在所述燈座上，所述光源裝置從所述電源裝置取電；所述信號(hào)采集裝置可拆卸的設(shè)置在所述機(jī)殼的外壁上，所述信號(hào)采集裝置包括連接設(shè)置的光譜儀和耦合透鏡，所述信號(hào)采集裝置從所述電源裝置取電；所述信號(hào)處理裝置包括內(nèi)置有光譜信息與標(biāo)準(zhǔn)理化值的定量模型的處理器和用于顯示分析處理結(jié)果的顯示屏，所述信號(hào)采集裝置將采集的到的光譜信息傳遞給所述處理器，所述信號(hào)處理裝置從所述電源裝置取電。使用時(shí)，將樣品放好，光源裝置產(chǎn)生光線(xiàn)照射所述樣品，然后將信號(hào)采集裝置從機(jī)殼上拆卸下來(lái)，通過(guò)耦合透鏡采集透過(guò)所述樣品的光譜曲線(xiàn)并將所述光譜曲線(xiàn)形成光譜信號(hào)傳送至光譜儀，所述光譜儀將所述光譜信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并傳送至內(nèi)置有光譜信息與標(biāo)準(zhǔn)理化值的定量模型的處理器，最后所述處理器處理所述數(shù)字信號(hào)并在顯示屏上輸出分析處理得到的檢測(cè)結(jié)果，實(shí)現(xiàn)果蔬多品質(zhì)指標(biāo)的快速檢測(cè)。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的果蔬便攜式無(wú)損檢測(cè)設(shè)備的外部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的果蔬便攜式無(wú)損檢測(cè)設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的光源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的信號(hào)采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的果蔬便攜式無(wú)損檢測(cè)設(shè)備使用時(shí)的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

上圖1-5中：

機(jī)殼1、光源裝置2、上燈板201、燈珠202、燈座203、下燈板204、第一密封圈205、第二密封圈206、信號(hào)采集裝置3、耦合透鏡301、光譜儀302、壓板303、顯示屏401、處理器402、接口403、開(kāi)關(guān)404、通孔405、風(fēng)扇406、穩(wěn)壓板407、手持裝置5、樣品6。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參考圖1-圖5，圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的果蔬便攜式無(wú)損檢測(cè)設(shè)備的外部結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的果蔬便攜式無(wú)損檢測(cè)設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的光源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的信號(hào)采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的果蔬便攜式無(wú)損檢測(cè)設(shè)備使用時(shí)的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

本發(fā)明實(shí)施例提供的果蔬便攜式無(wú)損檢測(cè)設(shè)備，包括信號(hào)采集裝置3、機(jī)殼1和內(nèi)置在機(jī)殼1中的光源裝置2、信號(hào)處理裝置、電源裝置，其中，光源裝置2包括燈珠202和燈座203，燈座203固定在機(jī)殼1上，燈珠202固定在燈座203上，光源裝置2從電源裝置取電；信號(hào)采集裝置3可拆卸的設(shè)置在機(jī)殼1的外壁上，信號(hào)采集裝置3包括連接設(shè)置的光譜儀302和耦合透鏡301，光譜儀302和耦合透鏡301螺紋連接，信號(hào)采集裝置3從電源裝置取電；信號(hào)處理裝置包括內(nèi)置有光譜信息與標(biāo)準(zhǔn)理化值的定量模型的處理器402和用于顯示分析處理結(jié)果的顯示屏401，信號(hào)采集裝置3將采集的到的光譜信息傳遞給處理器402，信號(hào)處理裝置從電源裝置取電，電源裝置包括鋰電池和穩(wěn)壓板407，為整個(gè)設(shè)備供電，鋰電池可循環(huán)充電，穩(wěn)壓板407用于穩(wěn)定電路電壓，保證光源穩(wěn)定性。使用時(shí)，將樣品6放好，光源裝置2產(chǎn)生光線(xiàn)照射樣品6，然后將信號(hào)采集裝置3從機(jī)殼1上拆卸下來(lái)，通過(guò)耦合透鏡301采集透過(guò)樣品6的光譜曲線(xiàn)并將光譜曲線(xiàn)形成光譜信號(hào)傳送至光譜儀302，光譜儀302將光譜信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并傳送至內(nèi)置有光譜信息與標(biāo)準(zhǔn)理化值的定量模型的處理器402，最后處理器402處理數(shù)字信號(hào)并在顯示屏401上輸出分析處理得到的檢測(cè)結(jié)果，實(shí)現(xiàn)果蔬多品質(zhì)指標(biāo)的快速檢測(cè)，例如檢測(cè)結(jié)果可以包括待測(cè)樣品6的可溶性固形物、總糖、總酸和番茄紅素的含量值等。完成工作之后，重新將信號(hào)采集裝置3安裝在機(jī)殼1上，使用方便，避免丟失，其中，信號(hào)采集裝置3還包括USB數(shù)據(jù)線(xiàn)，USB數(shù)據(jù)線(xiàn)通過(guò)接口403連接光譜儀302和處理器402，將光譜信息傳輸給處理器402，為了提高設(shè)備的移動(dòng)性，處理器402包括：ARM、DSP或單片機(jī)。

本發(fā)明實(shí)施例提供的果蔬便攜式無(wú)損檢測(cè)設(shè)備具有快速無(wú)損、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，能同時(shí)實(shí)現(xiàn)果蔬多品質(zhì)指標(biāo)的快速檢測(cè)。整個(gè)過(guò)程無(wú)需對(duì)檢測(cè)的樣品6進(jìn)行前處理，在檢測(cè)過(guò)程中對(duì)樣品6無(wú)損傷，可根據(jù)不同的樣品6檢測(cè)可溶性固形物、總糖、總酸等內(nèi)部品質(zhì)參數(shù)，解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)、操作繁瑣等問(wèn)題。具體的，本發(fā)明實(shí)施例提供的果蔬便攜式無(wú)損檢測(cè)設(shè)備，可以利用透過(guò)樣品6的光譜信息對(duì)果蔬品質(zhì)進(jìn)行分析，通過(guò)建立好光譜信息與標(biāo)準(zhǔn)理化值的定量模型的處理器，達(dá)到無(wú)損預(yù)測(cè)果蔬品質(zhì)的目的。檢測(cè)過(guò)程中，無(wú)需前處理，對(duì)樣品6無(wú)損傷，是一種快速有效的無(wú)損檢測(cè)方法。同時(shí)，該設(shè)備的檢測(cè)方法為透射或漫透射檢測(cè)，相比漫反射檢測(cè)方法能夠更好的反映樣品6的內(nèi)部品質(zhì)。

同時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例提供的果蔬便攜式無(wú)損檢測(cè)設(shè)備中，所選取的微型光譜儀302、耦合透鏡301、處理器402等均為體積小、重量輕的產(chǎn)品，整個(gè)設(shè)備尺寸僅為18*24*7cm，移動(dòng)方便，擺脫了現(xiàn)有分析儀器體積大的缺點(diǎn)。

為了使檢測(cè)光線(xiàn)更集中，利用耦合透鏡301代替?zhèn)鹘y(tǒng)的光纖，體積小，可以更好的匯聚光纖，并避免了光纖脆弱易老化的缺點(diǎn)。

其中，燈珠202為多個(gè)且呈圓形設(shè)置在燈座203上，具體的燈珠202為9個(gè)，其中8個(gè)燈珠202組成環(huán)形燈源，1個(gè)燈珠202位于環(huán)形燈源的中心。燈珠202由開(kāi)關(guān)控制電路的連通，燈珠202為鹵鎢燈珠。

為了進(jìn)一步優(yōu)化上述方案，上述的果蔬便攜式無(wú)損檢測(cè)設(shè)備還包括上燈板201和下燈板204，上燈板201上開(kāi)設(shè)有供燈珠202穿過(guò)的第一通孔，下燈板204上開(kāi)設(shè)有供燈座203穿過(guò)的第二通孔，下燈板204固定燈座203且將燈座203與機(jī)殼1固定連接，上燈板201固定燈珠202且與下燈板204固定連接，上燈板201和下燈板204將燈座203扣合保護(hù)。此處對(duì)光源裝置2進(jìn)行了特殊的設(shè)計(jì)。第一，光源裝置2使用八個(gè)小功率的燈珠202，分散了功率分布，保證透過(guò)樣品6信號(hào)強(qiáng)度的同時(shí)最大程度的降低了光源的功率。第二，上燈板201部分設(shè)有10mm高度的內(nèi)壁，不僅起到輔助支撐的效果，也避免了光透過(guò)果梗部分帶來(lái)不良影響。第三，有兩個(gè)光源，8個(gè)燈珠202組成環(huán)形燈源為其中一個(gè)燈源，1個(gè)燈珠202位于環(huán)形燈源的中心為第二個(gè)燈源，兩個(gè)燈源通過(guò)開(kāi)關(guān)404的切換分別開(kāi)閉，分別可用于大樣品和小樣品的品質(zhì)測(cè)量，即轉(zhuǎn)換具有8個(gè)燈珠202的環(huán)形燈源與1個(gè)燈珠202開(kāi)閉，當(dāng)電源裝置開(kāi)始供電之后，8個(gè)燈珠202的環(huán)形燈源作為一個(gè)燈源的話(huà)，1個(gè)燈珠202作為第二個(gè)燈源，這兩個(gè)燈源必然有一個(gè)是亮的，同時(shí)必然有一個(gè)是滅的。為了加快光源散熱，上燈板201和下燈板204的部分材質(zhì)優(yōu)選為鋁。

由于環(huán)形燈源作為一個(gè)燈源使用，1個(gè)燈珠202作為一個(gè)燈源使用，那么為了在每個(gè)燈源單獨(dú)使用時(shí)防止光線(xiàn)溢出，所以要在上燈板201的外壁上設(shè)置有環(huán)繞環(huán)形燈源設(shè)置的第一密封圈205和環(huán)繞1個(gè)燈珠設(shè)置的第二密封圈206。在使用時(shí)，以大樣品西紅柿為例，打開(kāi)8個(gè)燈珠202的環(huán)形燈源，此時(shí)1個(gè)燈珠202的燈源是熄滅的，西紅柿直接放在第一密封圈205上，那么在第一密封圈205的密封下，光線(xiàn)從燈源射出后全部照射到西紅柿上，不會(huì)溢出，此時(shí)的第二密封圈206就是上面所說(shuō)的10mm高度的內(nèi)壁，能夠?qū)ξ骷t柿的底部起到輔助支撐作用，西紅柿放置更加的穩(wěn)定。然后以小樣品為例，例如小西紅柿，也叫作櫻桃番茄，體積比較小，那么此時(shí)只需要打開(kāi)1個(gè)燈珠的燈源，此時(shí)8個(gè)燈珠的環(huán)形燈源是熄滅的，小西紅柿放在第二密封圈206上即可，測(cè)試過(guò)程同上。第一密封圈205的材質(zhì)可以為橡膠。

為了進(jìn)一步優(yōu)化上述方案，機(jī)殼1的外壁上設(shè)置有手持裝置5，手持裝置5可拆卸的設(shè)置在機(jī)殼1的外壁上，信號(hào)采集裝置3設(shè)置在手持裝置5的頂端，具體的，信號(hào)采集裝置3通過(guò)壓板303固定在手持裝置5的外殼上，那么當(dāng)需要使用時(shí)，將手持裝置5從機(jī)殼1上拿下來(lái)之后，工作人員的手直接把握住手持裝置5即可使用，操作更加方便。

為了進(jìn)一步優(yōu)化上述方案，上述的果蔬便攜式無(wú)損檢測(cè)設(shè)備還包括散熱裝置，散熱裝置包括兩個(gè)風(fēng)扇406，機(jī)殼1上開(kāi)設(shè)有供散熱裝置排風(fēng)的多個(gè)通孔405。散熱好，可使裝置長(zhǎng)時(shí)間使用。

下面以具體測(cè)試一個(gè)西紅柿為例，說(shuō)明本發(fā)明的工作原理：

開(kāi)啟電源裝置的開(kāi)關(guān)，為設(shè)備的各個(gè)部件供電，通過(guò)開(kāi)關(guān)404選擇環(huán)形光源，打開(kāi)處理器402，將光源裝置2預(yù)熱15分鐘，對(duì)燈源和光譜儀302進(jìn)行黑白參考的校正。將番茄放在仿形膠墊上，將耦合透鏡301的檢測(cè)探頭對(duì)準(zhǔn)番茄的果頂，進(jìn)行透射光譜的采集。當(dāng)環(huán)形光源發(fā)出的光照到番茄表面后，會(huì)發(fā)生反射、吸收等現(xiàn)象，最后由番茄表面透射而出，透射的光譜信息會(huì)攜帶有與樣品組分相關(guān)的信息。光譜儀302接收到來(lái)自耦合透鏡301的信號(hào)后轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并傳輸給處理器402，通過(guò)處理器402內(nèi)的軟件對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，并在屏幕顯示待測(cè)樣品6的可溶性固形物、總糖、總酸和番茄紅素的含量值。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種果蔬無(wú)損檢測(cè)方法，包括：步驟1)將樣品6放好，光源裝置2產(chǎn)生光線(xiàn)照射樣品6；步驟2)通過(guò)耦合透鏡301采集透過(guò)樣品6的光譜曲線(xiàn)并將光譜曲線(xiàn)形成光譜信號(hào)傳送至光譜儀302，光譜儀302將光譜信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并傳送至內(nèi)置有光譜信息與標(biāo)準(zhǔn)理化值的定量模型的處理器402；步驟3)處理器402處理數(shù)字信號(hào)并在顯示屏401上輸出分析處理得到的檢測(cè)結(jié)果。

本發(fā)明實(shí)施例提供的果蔬無(wú)損檢測(cè)方法可以利用透過(guò)樣品6的光譜信息對(duì)果蔬品質(zhì)進(jìn)行分析，通過(guò)建立好光譜信息與標(biāo)準(zhǔn)理化值的定量模型的處理器402，達(dá)到無(wú)損預(yù)測(cè)果蔬品質(zhì)的目的。檢測(cè)過(guò)程中，無(wú)需前處理，對(duì)樣品6無(wú)損傷，是一種快速有效的無(wú)損檢測(cè)方法。同時(shí)，該設(shè)備的檢測(cè)方法為透射或漫透射檢測(cè)，相比漫反射檢測(cè)方法能夠更好的反映樣品6的內(nèi)部品質(zhì)

為了進(jìn)一步優(yōu)化上述方案，光源裝置2的燈珠202為鹵鎢燈珠且為9個(gè)，其中8個(gè)組成環(huán)形燈源，1個(gè)位于環(huán)形燈源的中心。

對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。