本實(shí)用新型涉及農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)產(chǎn)品智能無(wú)損檢測(cè)設(shè)備，特別涉及基于近紅外光譜檢測(cè)的農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)部品質(zhì)檢測(cè)分級(jí)設(shè)備。

背景技術(shù)：

分級(jí)是農(nóng)產(chǎn)品采摘后商品化處理的重要手段之一，對(duì)增強(qiáng)農(nóng)產(chǎn)品商品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，提高經(jīng)濟(jì)效益的具有重要意義。

無(wú)損檢測(cè)是在不破壞或損壞被監(jiān)測(cè)對(duì)象的前提下，利用農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)異?；蛉毕荽嬖谒鸬膶?duì)聲、光、電、熱、磁等信號(hào)反應(yīng)的變化，來(lái)探測(cè)農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)部和表面的缺陷，并對(duì)缺陷的類(lèi)型、性質(zhì)、數(shù)量、形狀、位置、尺寸以及分布等做出判斷和評(píng)價(jià)。由于無(wú)損檢測(cè)是非破壞性的，檢測(cè)過(guò)程對(duì)農(nóng)產(chǎn)品幾乎無(wú)破壞，這對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的內(nèi)部品質(zhì)檢測(cè)和分級(jí)具有重要的意義。

目前的無(wú)損檢測(cè)方法主要有利用光學(xué)特性、聲學(xué)特性、振動(dòng)特性、X-射線以及核磁共振等特性進(jìn)行檢測(cè)，其中利用近紅外光譜進(jìn)行檢測(cè)的原理是：樣品中不同的有機(jī)組分在近紅外光譜區(qū)的最強(qiáng)吸收波長(zhǎng)不同，其吸收的強(qiáng)度與有機(jī)成分呈線性關(guān)系。農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)部組分大多含有氨基酸、蛋白質(zhì)、多糖等都含有各種含氫基團(tuán)，通過(guò)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的近紅外光譜分析，并結(jié)合相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量學(xué)方法，可以對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的內(nèi)部品質(zhì)理化指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

石吉勇將近紅外光譜技術(shù)運(yùn)用于草莓內(nèi)部品質(zhì)的快速檢測(cè)，優(yōu)化了草莓內(nèi)部品質(zhì)指標(biāo)的特征波段。【石吉勇.基于近紅外光譜特征譜區(qū)優(yōu)選方法的草莓內(nèi)部品質(zhì)檢測(cè)研究[D].江蘇大學(xué)，2010.】

現(xiàn)有技術(shù)的不足之處在于，現(xiàn)有的基于近紅外光譜檢測(cè)的農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)部品質(zhì)檢測(cè)研究，受環(huán)境振動(dòng)、光線等影響很大，所以絕大部分的光譜檢測(cè)技術(shù)都是基于實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的人工靜態(tài)檢測(cè)，而非應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)的在線檢測(cè)工廠設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種基于近紅外光譜檢測(cè)的農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)部品質(zhì)檢測(cè)分級(jí)設(shè)備，適用于農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)部品質(zhì)的在線檢測(cè)。

本實(shí)用新型的上述技術(shù)目的是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

基于近紅外光譜檢測(cè)的農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)部品質(zhì)檢測(cè)分級(jí)設(shè)備，包括輸送部、檢測(cè)部和分選部和控制器，其特征是：所述輸送部包括輸送臺(tái)、設(shè)于輸送臺(tái)上的第一輸送帶以及用于驅(qū)動(dòng)第一輸送帶的輸送電機(jī)；所述檢測(cè)部包括檢測(cè)臺(tái)、橫跨于檢測(cè)臺(tái)上的檢測(cè)箱、設(shè)于檢測(cè)臺(tái)上的第二輸送帶以及用于驅(qū)動(dòng)第二輸送帶的步進(jìn)電機(jī)；所述檢測(cè)箱內(nèi)設(shè)置有近紅外檢測(cè)裝置，所述近紅外檢測(cè)裝置包括設(shè)于檢測(cè)箱頂壁上的近紅外光發(fā)射裝置和近紅外光接收處理裝置；所述分選部包括主通道和設(shè)于主通道兩側(cè)的若干分級(jí)通道，所述主通道和分級(jí)通道上均設(shè)有分選輸送帶和用于驅(qū)動(dòng)分選輸送帶的分選電機(jī)；所述輸送臺(tái)、檢測(cè)臺(tái)和主通道之間互相獨(dú)立并依次靠近連接；所述輸送臺(tái)上設(shè)有用于放置農(nóng)產(chǎn)品的輸送盒，所述輸送臺(tái)靠近檢測(cè)臺(tái)的一端設(shè)有用于阻擋和推動(dòng)輸送盒的限位盤(pán)；所述限位盤(pán)連接至限位電機(jī)；所述主通道與分級(jí)通道的連接處設(shè)有用于將輸送盒從主通道分撥至分級(jí)通道的分撥機(jī)構(gòu)，所述分撥機(jī)構(gòu)由分撥電機(jī)控制；所述檢測(cè)箱上設(shè)有使輸送盒從中通過(guò)的門(mén)洞，所述門(mén)洞上設(shè)有遮光簾，所述檢測(cè)箱采用遮光材料制成；所述輸送電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、近紅外光接收處理裝置、分選電機(jī)、限位電機(jī)、分撥電機(jī)連接控制器。

采用上述結(jié)構(gòu)，將待測(cè)的農(nóng)產(chǎn)品放置在輸送盒上，將輸送盒放置在輸送臺(tái)上，輸送電機(jī)驅(qū)動(dòng)第一輸送帶轉(zhuǎn)動(dòng)從而將輸送盒輸送至限位盤(pán)處，限位盤(pán)由限位電機(jī)驅(qū)動(dòng)從而阻擋輸送盒或者推動(dòng)輸送盒至檢測(cè)臺(tái)，限位電機(jī)受控于控制器并可通過(guò)控制器實(shí)現(xiàn)將輸送盒依次傳送至檢測(cè)臺(tái)。輸送盒連同待檢測(cè)的農(nóng)產(chǎn)品被傳送至檢測(cè)臺(tái)后，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)第二輸送帶從而將輸送盒通過(guò)門(mén)洞輸送至檢測(cè)箱內(nèi)，門(mén)洞上的遮光簾起到遮光作用，同時(shí)檢測(cè)箱采用隔音材料制成，兩者共同構(gòu)成一個(gè)相對(duì)的黑暗空間，從而減少外界的光照對(duì)檢測(cè)箱內(nèi)部的檢測(cè)環(huán)境的影響。農(nóng)產(chǎn)品在檢測(cè)箱內(nèi)受近紅外光發(fā)射裝置的紅外光照射，近紅外光接收處理裝置接收檢測(cè)信號(hào)并進(jìn)行處理，判斷產(chǎn)品等級(jí)。檢測(cè)完畢，將等級(jí)信號(hào)傳送至控制器，控制器控制步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)，將輸送盒連同待檢測(cè)農(nóng)產(chǎn)品一起輸送至分選部的主通道。啟動(dòng)產(chǎn)品等級(jí)判斷完成的同時(shí)，對(duì)應(yīng)的分級(jí)通道上的分選機(jī)構(gòu)啟動(dòng)，輸送盒輸送到分選機(jī)構(gòu)處，即在分選機(jī)構(gòu)的推動(dòng)作用下進(jìn)入對(duì)應(yīng)的分級(jí)通道，完成對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的內(nèi)部品質(zhì)分級(jí)。

進(jìn)一步優(yōu)選為：近紅外光接收處理裝置包括近紅外光接收器和近紅外光譜信號(hào)處理器，近紅外光譜信號(hào)處理器連接控制器。

采用上述結(jié)構(gòu)，近紅外光接收器接收待測(cè)農(nóng)產(chǎn)品表面反射的近紅外光譜信號(hào)，通過(guò)近紅外光譜信號(hào)處理器進(jìn)行處理，從而判斷產(chǎn)品等級(jí)。

進(jìn)一步優(yōu)選為：遮光簾由柔性布料制成，遮光簾的頂部固定在門(mén)洞上方。

采用上述結(jié)構(gòu)，輸送盒能夠直接從門(mén)洞中通過(guò)而不需將遮光簾掀開(kāi)，輸送盒進(jìn)入檢測(cè)箱內(nèi)部后，遮光簾能夠自然垂落，從而形成黑暗空間，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。

進(jìn)一步優(yōu)選為：檢測(cè)臺(tái)上靠近輸送臺(tái)的一端設(shè)有壓力傳感器，所述壓力傳感器連接至控制器。

采用上述結(jié)構(gòu)，輸送盒被輸送至檢測(cè)臺(tái)，壓力傳感器接收信號(hào)并將信號(hào)傳遞至控制器，控制步進(jìn)電機(jī)的啟動(dòng)，完成對(duì)輸送盒的輸送。

進(jìn)一步優(yōu)選為：輸送盒的外形為圓柱形，限位盤(pán)的外緣周向上設(shè)有若干弧形槽，相鄰兩個(gè)弧形槽之間形成用于阻擋輸送盒的阻擋部，弧形槽與輸送盒的外壁相匹配，限位盤(pán)由限位電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。

采用上述結(jié)構(gòu)，輸送盒在第一輸送帶上輸送，到達(dá)限位盤(pán)后，受到阻擋部的限位作用，不再向前輸送?？刂破骺刂葡尬浑姍C(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，將輸送盒輸送至檢測(cè)臺(tái)，下一個(gè)輸送盒在下一個(gè)阻擋部的限位作用下停留在輸送臺(tái)上，從而實(shí)現(xiàn)將輸送盒依次傳送到檢測(cè)臺(tái)上。

進(jìn)一步優(yōu)選為：分級(jí)通道與主通道的前進(jìn)側(cè)之間形成的夾角小于90°，分撥機(jī)構(gòu)包括一個(gè)設(shè)于分級(jí)通道上輸送和前進(jìn)方向一側(cè)的阻擋片，阻擋片通過(guò)分撥電機(jī)推動(dòng)至主通道上從而引導(dǎo)輸送盒向分級(jí)通道上移動(dòng)。

采用上述結(jié)構(gòu)，輸送盒在分選輸送帶上輸送，到達(dá)相應(yīng)的分撥機(jī)構(gòu)后，受到阻擋片的阻擋作用，從而在阻擋片的引導(dǎo)作用下輸送至相應(yīng)的分級(jí)通道中。

進(jìn)一步優(yōu)選為：輸送盒包括空心的輸送盒本體，輸送盒本體上方設(shè)有圓孔，圓孔上依次層疊設(shè)置有若干置物環(huán)，從下至上置物環(huán)的內(nèi)徑依次減小。

采用上述結(jié)構(gòu)，通過(guò)在圓孔上放置不同大小置物環(huán)，在不需要改變輸送盒外部形狀的大小的情況下實(shí)現(xiàn)對(duì)不同尺寸的農(nóng)產(chǎn)品的檢測(cè)，適用范圍廣。

進(jìn)一步優(yōu)選為：置物環(huán)包括向上突出的凸環(huán)和向下凹陷的凹環(huán)，凸環(huán)置于凹環(huán)的外部，互相搭接的兩個(gè)置物環(huán)中，位于上方的置物環(huán)的凸環(huán)下表面與位于下方的置物環(huán)的凹環(huán)上表面配合。

采用上述結(jié)構(gòu)，較小的置物環(huán)的凸環(huán)下表面與較大的置物環(huán)的凹環(huán)上表面配合，使位于下方的置物環(huán)的凸環(huán)對(duì)位于上方的置物環(huán)起到限位作用，兩個(gè)置物環(huán)之間不易滑動(dòng)，使得農(nóng)產(chǎn)品在置物環(huán)上放置更加穩(wěn)定。

進(jìn)一步優(yōu)選為：置物環(huán)的內(nèi)緣上設(shè)有橡膠墊圈。

采用上述結(jié)構(gòu)，橡膠墊圈有利于保護(hù)農(nóng)產(chǎn)品，減少置物環(huán)的邊緣對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的磕碰與破壞。

綜上所述，本實(shí)用新型具有以下有益效果：

1、通過(guò)輸送部、檢測(cè)部和分選部的依次配合，采用農(nóng)產(chǎn)品的光學(xué)特性實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)部品質(zhì)的在線檢測(cè)和分級(jí)；

2、遮光簾和遮光材料制成的檢測(cè)箱幫助形成一個(gè)相對(duì)黑暗的環(huán)境，減少外部光照對(duì)檢測(cè)精確度的影響；

3、輸送盒上不同大小的置物環(huán)的設(shè)置一方面使得農(nóng)產(chǎn)品在置物環(huán)上放置更加穩(wěn)定，另一方面使得在不需要改變輸送盒外部形狀的大小的情況下實(shí)現(xiàn)對(duì)不同尺寸的農(nóng)產(chǎn)品的檢測(cè)，適用范圍廣。

附圖說(shuō)明

圖1是實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是實(shí)施例的輸送盒結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是實(shí)施例的輸送部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是實(shí)施例的檢測(cè)部簡(jiǎn)示圖；

圖5是實(shí)施例的分選部示意圖。

圖中，11、輸送臺(tái)；12、第一輸送帶；13、輸送電機(jī)；14、限位盤(pán)；141、弧形槽；142、阻擋部；15、限位電機(jī)；21、檢測(cè)臺(tái)；22、檢測(cè)箱；221、門(mén)洞；222、遮光簾；23、第二輸送帶；24、步進(jìn)電機(jī)；25、壓力傳感器；26、近紅外光發(fā)射裝置；27、近紅外光接收處理裝置；271、近紅外光接收器；272、近紅外光譜信號(hào)處理器；31、主通道；32、分級(jí)通道；33、分選輸送帶；34、分選電機(jī)；35、分撥氣缸；36、阻擋片；4、輸送盒；41、輸送盒本體；42、圓孔；43、置物環(huán)；431、凸環(huán)；432、凹環(huán)；44、橡膠墊圈。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

本具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的解釋?zhuān)洳⒉皇菍?duì)本實(shí)用新型的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說(shuō)明書(shū)后可以根據(jù)需要對(duì)本實(shí)施例做出沒(méi)有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的修改，但只要在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)都受到專(zhuān)利法的保護(hù)。

基于近紅外光譜檢測(cè)的農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)部品質(zhì)檢測(cè)分級(jí)設(shè)備，如圖1所示，包括互相獨(dú)立又依次靠近設(shè)置的輸送部、檢測(cè)部和分選部，還包括用于信號(hào)和數(shù)據(jù)處理及發(fā)送指令的控制器。

輸送部包括輸送臺(tái)11、設(shè)于輸送臺(tái)11上的第一輸送帶12以及用于驅(qū)動(dòng)第一輸送帶12的輸送電機(jī)13。檢測(cè)部包括檢測(cè)臺(tái)21、橫跨于檢測(cè)臺(tái)21上的檢測(cè)箱22、設(shè)于檢測(cè)臺(tái)21上的第二輸送帶23以及用于驅(qū)動(dòng)第二輸送帶23的步進(jìn)電機(jī)24，檢測(cè)箱22內(nèi)設(shè)置有近紅外檢測(cè)裝置。分選部包括主通道31和設(shè)于主通道31兩側(cè)的若干分級(jí)通道32，主通道31和分級(jí)通道32上均設(shè)有分選輸送帶33和用于驅(qū)動(dòng)分選輸送帶33的分選電機(jī)34。輸送臺(tái)11、檢測(cè)臺(tái)21和主通道31之間互相獨(dú)立并依次靠近連接。輸送臺(tái)11上設(shè)有用于放置農(nóng)產(chǎn)品的輸送盒4，輸送臺(tái)11靠近檢測(cè)臺(tái)21的一端設(shè)有用于阻擋輸送盒4或推動(dòng)輸送盒4至檢測(cè)臺(tái)21的限位盤(pán)14，限位盤(pán)14由限位電機(jī)15驅(qū)動(dòng)。主通道31與分級(jí)通道32的連接處設(shè)有用于將輸送盒4從主通道31分撥至分級(jí)通道32的分撥機(jī)構(gòu)，分撥機(jī)構(gòu)由分撥氣缸35驅(qū)動(dòng)。

其工作原理是：待檢測(cè)農(nóng)產(chǎn)品放置在輸送盒4上，并在輸送臺(tái)11上輸送，限位盤(pán)14將輸送盒4連同待檢測(cè)農(nóng)產(chǎn)品依次傳送至檢測(cè)臺(tái)21，步進(jìn)電機(jī)24控制第二輸送帶23將輸送盒4輸送至檢測(cè)箱22內(nèi)，在檢測(cè)箱22內(nèi)經(jīng)近紅外檢測(cè)裝置檢測(cè)并判斷農(nóng)產(chǎn)品的內(nèi)部品質(zhì)等級(jí)。檢測(cè)完畢，再啟動(dòng)步進(jìn)電機(jī)24，將輸送盒4輸送至主通道31。檢測(cè)完畢的同時(shí)，農(nóng)產(chǎn)品等級(jí)信號(hào)傳遞至分撥機(jī)構(gòu)，對(duì)應(yīng)等級(jí)的分級(jí)通道32上的分撥機(jī)構(gòu)將輸送盒4連同農(nóng)產(chǎn)品輸送至分級(jí)通道32，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)部品質(zhì)的分級(jí)。

具體地，如圖2所示，輸送盒4包括空心結(jié)構(gòu)的輸送盒本體41，輸送盒本體41的外部輪廓為圓柱形，輸送盒本體41的頂部設(shè)有圓孔42，圓孔42上從下到上設(shè)有若干內(nèi)徑依次減小的置物環(huán)43。置物環(huán)43包括向上突出的凸環(huán)431和向下凹陷的凹環(huán)432，凸環(huán)431置于凹環(huán)432的外部?；ハ啻罱拥膬蓚€(gè)置物環(huán)43中，位于上方的置物環(huán)43的凸環(huán)431下表面與位于下方的置物環(huán)43的凹環(huán)432上表面配合。圓孔42的內(nèi)緣和置物環(huán)43的內(nèi)緣上均設(shè)有橡膠墊圈44。

輸送部：如圖3所示，限位盤(pán)14設(shè)于輸送臺(tái)11的一側(cè)，限位電機(jī)15設(shè)于限位盤(pán)14的中心處底部。限位盤(pán)14為圓盤(pán)狀，限位盤(pán)14的外緣周向上設(shè)有四個(gè)弧形槽141，兩個(gè)弧形槽141之間形成用于阻擋輸送盒4的阻擋部142。限位盤(pán)14停止時(shí)其中一個(gè)阻擋部142橫跨輸送臺(tái)11且正好位于輸送臺(tái)11和檢測(cè)臺(tái)21的連接處上方，弧形槽141與輸送盒4的外部輪廓相匹配，從而限制輸送盒4向前輸送。限位電機(jī)15控制限位盤(pán)14每次轉(zhuǎn)動(dòng)90°，從而將其中一個(gè)輸送盒4向檢測(cè)臺(tái)21推送，后面的輸送盒4被下一個(gè)阻擋部142阻擋從而停留在輸送臺(tái)11上等待下一次傳送。

檢測(cè)部：參見(jiàn)圖3，檢測(cè)臺(tái)21上靠近輸送臺(tái)11的一端設(shè)有壓力傳感器25，壓力傳感器25設(shè)于第二輸送帶23的下方。

結(jié)合圖1和圖4，檢測(cè)箱22采用遮光材料制成，檢測(cè)箱22上開(kāi)設(shè)有兩個(gè)使輸送盒4從中通過(guò)的門(mén)洞221，兩個(gè)門(mén)洞221外均設(shè)有遮光簾222，遮光簾由柔性布料制成，遮光簾222的頂部固定在門(mén)洞221上方。

近紅外檢測(cè)裝置包括設(shè)于檢測(cè)箱頂壁上的近紅外光發(fā)射裝置26和近紅外光接收處理裝置272。近紅外光接收處理裝置包括依次連接的近紅外光接收器271和近紅外光譜信號(hào)處理器。

檢測(cè)部的工作原理是：輸送盒4被輸送到輸送臺(tái)11上，壓力傳感器25檢測(cè)到壓力信號(hào)，并將該壓力信號(hào)傳送到控制器，控制器控制步進(jìn)電機(jī)24啟動(dòng)并移動(dòng)一定距離，從而將輸送盒4通過(guò)門(mén)洞221送至檢測(cè)箱22內(nèi)并使其靜止在檢測(cè)箱22內(nèi)。其中輸送盒4經(jīng)過(guò)門(mén)洞221時(shí)，由于遮光簾222是柔性的，因此輸送盒4能直接進(jìn)入檢測(cè)箱22內(nèi)部，輸送盒4進(jìn)入檢測(cè)箱22內(nèi)部后，遮光簾222自動(dòng)垂落，從而形成相對(duì)的黑暗空間。在檢測(cè)箱22內(nèi)，近紅外光發(fā)射裝置26發(fā)射近紅外光信號(hào)，在待測(cè)農(nóng)產(chǎn)品表面反射后被近紅外光接收器271接收，并傳遞到近紅外光譜信號(hào)處理器272進(jìn)行處理，從而得出農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)部品質(zhì)等級(jí)信息。檢測(cè)完畢，步進(jìn)電機(jī)24打開(kāi)，輸送盒4被輸送到檢測(cè)箱22外。

分選部：如圖5所示，分級(jí)通道32根據(jù)等級(jí)的數(shù)量設(shè)置，本實(shí)施例中為兩個(gè)，相錯(cuò)設(shè)于主通道31的兩側(cè)。分級(jí)通道32的中軸線與主通道31的中軸線的前進(jìn)側(cè)之間形成的夾角為30°。分撥機(jī)構(gòu)包括一個(gè)設(shè)于分級(jí)通道32上輸送盒4前進(jìn)方向一側(cè)的阻擋片36，阻擋片36與分級(jí)通道32的中軸線平行。阻擋片36連接至一個(gè)分撥氣缸35，并通過(guò)分撥氣缸35推動(dòng)至主通道31上從而引導(dǎo)輸送盒4向分級(jí)通道32上移動(dòng)。

分選部的工作原理是：當(dāng)農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)部品質(zhì)等級(jí)確定后，控制器控制對(duì)應(yīng)的分級(jí)通道32上的分撥氣缸35推動(dòng)阻擋片36向主通道31的方向上移動(dòng)并斜跨于主通道31上，阻擋輸送盒4向前移動(dòng)，并引導(dǎo)輸送盒4向?qū)?yīng)的分級(jí)通道32輸送，從而完成農(nóng)產(chǎn)品的分級(jí)。

上述輸送電機(jī)13、步進(jìn)電機(jī)24、近紅外光接收處理裝置272、分選電機(jī)34、限位電機(jī)15、分撥氣缸35、壓力傳感器25均連接控制器。