自動(dòng)檢測(cè)蘋(píng)果霉心病的設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)智能設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種自動(dòng)檢測(cè)蘋(píng)果霉屯、病的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 蘋(píng)果霉屯、病又稱屯、腐病，是危害蘋(píng)果內(nèi)部品質(zhì)的主要病害，近年來(lái)紅富± 蘋(píng)果的發(fā)病率普遍較高，一般發(fā)病率為21 %左右，尤其是套袋紅富±，其發(fā)病率高達(dá) 43. 5%-79. 5%。蘋(píng)果霉屯、病發(fā)病的主要時(shí)期在果實(shí)成熟期和貶藏期。早中熟蘋(píng)果在成熟 采收后大多數(shù)外表分辨不出來(lái)，但進(jìn)入市場(chǎng)或消費(fèi)者手中的發(fā)病果實(shí)不能食用；晚熟品種 進(jìn)入果庫(kù)后，在貶藏期會(huì)繼續(xù)擴(kuò)展和發(fā)病，使全果腐爛，毫無(wú)食用價(jià)值。霉屯、病所含有的神 經(jīng)毒素具有影響生育、致癌和免疫等毒理作用，因此，霉屯、病檢測(cè)已成為蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)發(fā)展亟待 解決的重大問(wèn)題。
[0003] 目前針對(duì)蘋(píng)果霉屯、病的檢測(cè)方法研究較少，其技術(shù)主要是基于蘋(píng)果的生物阻抗特 性、光特性W及機(jī)器視覺(jué)特性等原理，其中生物阻抗特性設(shè)及的輸入?yún)?shù)較多；光特性多應(yīng) 用全波段光源與光譜儀結(jié)合的檢測(cè)方式，含有較多冗余信息，系統(tǒng)成本高；機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)分 析過(guò)程復(fù)雜、耗時(shí)，并且目前尚無(wú)較合適的用于霉屯、病檢測(cè)的檢測(cè)儀器。光譜檢測(cè)技術(shù)的發(fā) 展為蘋(píng)果霉屯、病的檢測(cè)提供了理論基礎(chǔ)。該技術(shù)具有無(wú)損、效率高、速度快、成本低、重現(xiàn)性 好、樣品無(wú)需預(yù)處理、光譜測(cè)量方便、適合現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和在線分析等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。但目前也沒(méi)有 利用該技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種自動(dòng)檢測(cè)蘋(píng)果霉屯、病 的設(shè)備，可快速無(wú)損檢測(cè)蘋(píng)果霉屯、病，具有成本低，操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，病害判別精度 高等特點(diǎn)。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0006] 一種自動(dòng)檢測(cè)蘋(píng)果霉屯、病的設(shè)備，包括縱向設(shè)置的主架7,主架7上設(shè)置有縱向的 絲杠2,絲杠2的底部設(shè)置有限位行程傳感器8,絲杠2上設(shè)置有滑臺(tái)3,步進(jìn)電機(jī)1連接滑 臺(tái)3帶動(dòng)其在絲杠2上運(yùn)動(dòng)，滑臺(tái)3上連接蘋(píng)果支撐座4,蘋(píng)果支撐座4的正上方為L(zhǎng)邸光 源6,L邸光源6為平面陣列結(jié)構(gòu)，其外安裝有開(kāi)關(guān)型紅外對(duì)射管5,開(kāi)關(guān)型紅外對(duì)射管5的 對(duì)射線與L邸光源6的陣列平面平行，滑臺(tái)3帶動(dòng)蘋(píng)果支撐座4上的待測(cè)蘋(píng)果向上運(yùn)動(dòng)， 至開(kāi)關(guān)型紅外對(duì)射管5的對(duì)射線被待測(cè)蘋(píng)果阻擋時(shí)停止，根據(jù)運(yùn)動(dòng)距離獲取待測(cè)蘋(píng)果的直 徑，所述蘋(píng)果支撐座4的中屯、安裝有光電二極管9，所述光電二極管9作為光電轉(zhuǎn)換器件，與 運(yùn)放巧片0P07連接，接收透射過(guò)待測(cè)蘋(píng)果的光并將其轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，所述待測(cè)蘋(píng)果的直 徑和電壓信號(hào)均連接至處理器，處理器內(nèi)置判斷模型，根據(jù)直徑和電壓信號(hào)判斷待測(cè)蘋(píng)果 是否有霉屯、病。
[0007] 所述限位行程傳感器8與開(kāi)關(guān)型紅外對(duì)射管5的豎直距離為H，所述步進(jìn)電機(jī)1與 所述處理器連接，當(dāng)開(kāi)關(guān)型紅外對(duì)射管5的對(duì)射線被待測(cè)蘋(píng)果阻擋時(shí)，根據(jù)步進(jìn)電機(jī)1的轉(zhuǎn) 數(shù)和轉(zhuǎn)速得到滑臺(tái)3的豎直運(yùn)動(dòng)距離L則待測(cè)蘋(píng)果的直徑D=H-L。
[000引所述光電二極管9的陰極與電阻R2和電容C4的一端連接，電阻R2的另一端接VCC，電容C4的另一端接地，電阻R2和電容C4組成RC低通濾波器，消除VCC帶來(lái)的高頻噪 聲，光電二極管PD的陽(yáng)極與電阻R3和電阻R5的一端連接，電阻R3的另一端接地，電阻R5 的另一端接電阻R4的一端和運(yùn)放巧片0P07的正向輸入端，電阻R4的另一端接地，運(yùn)放巧 片0P07的反向輸入端通過(guò)電阻R1接地，運(yùn)放巧片0P07的輸出端通過(guò)電阻R6接地且輸出 端接有濾波電容C3,運(yùn)放巧片0P07的輸出端與處理器連接，向其輸出電壓信號(hào)。
[0009] 所述LED光源6采用中屯、波長(zhǎng)為710皿，半波寬度為25皿的LED,采用輸出電流可 調(diào)的PT4115巧片作為驅(qū)動(dòng)巧片，處理器與驅(qū)動(dòng)巧片連接，通過(guò)輸出不同占空比的PWM信號(hào) 調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)巧片的輸出電流，從而實(shí)現(xiàn)LED光源6發(fā)光強(qiáng)度的穩(wěn)定定量調(diào)節(jié)。
[0010] 所述判斷模型為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種自動(dòng)檢測(cè)蘋(píng)果霉心病的設(shè)備，包括縱向設(shè)置的主架（7)，其特征在于，主架（7) 上設(shè)置有縱向的絲杠（2)，絲杠（2)的底部設(shè)置有限位行程傳感器（8)，絲杠（2)上設(shè)置有 滑臺(tái)（3)，步進(jìn)電機(jī)（1)連接滑臺(tái)（3)帶動(dòng)其在絲杠（2)上運(yùn)動(dòng)，滑臺(tái)（3)上連接蘋(píng)果支撐 座（4)，蘋(píng)果支撐座（4)的正上方為L(zhǎng)ED光源（6)，LED光源（6)為平面陣列結(jié)構(gòu)，其外安裝 有開(kāi)關(guān)型紅外對(duì)射管（5)，開(kāi)關(guān)型紅外對(duì)射管（5)的對(duì)射線與LED光源（6)的陣列平面平 行，滑臺(tái)（3)帶動(dòng)蘋(píng)果支撐座（4)上的待測(cè)蘋(píng)果向上運(yùn)動(dòng)，至開(kāi)關(guān)型紅外對(duì)射管（5)的對(duì)射 線被待測(cè)蘋(píng)果阻擋時(shí)停止，根據(jù)運(yùn)動(dòng)距離獲取待測(cè)蘋(píng)果的直徑，所述蘋(píng)果支撐座（4)的中 心安裝有光電二極管（9)，所述光電二極管（9)作為光電轉(zhuǎn)換器件，與運(yùn)放芯片0P07連接， 接收透射過(guò)待測(cè)蘋(píng)果的光并將其轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，所述待測(cè)蘋(píng)果的直徑和電壓信號(hào)均連接 至處理器，處理器內(nèi)置判斷模型，根據(jù)直徑和電壓信號(hào)判斷待測(cè)蘋(píng)果是否有霉心病。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述自動(dòng)檢測(cè)蘋(píng)果霉心病的設(shè)備，其特征在于，所述限位行程傳感 器（8)與開(kāi)關(guān)型紅外對(duì)射管（5)的豎直距離為H，所述步進(jìn)電機(jī)（1)與所述處理器連接，當(dāng) 開(kāi)關(guān)型紅外對(duì)射管（5)的對(duì)射線被待測(cè)蘋(píng)果阻擋時(shí)，根據(jù)步進(jìn)電機(jī)（1)的轉(zhuǎn)數(shù)和轉(zhuǎn)速得到 滑臺(tái)（3)的豎直運(yùn)動(dòng)距離L，則待測(cè)蘋(píng)果的直徑D= (H-L)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述自動(dòng)檢測(cè)蘋(píng)果霉心病的設(shè)備，其特征在于，所述光電二極管（9) 的陰極與電阻R2和電容C4的一端連接，電阻R2的另一端接VCC，電容C4的另一端接地，電 阻R2和電容C4組成RC低通濾波器，消除VCC帶來(lái)的高頻噪聲，光電二極管的陽(yáng)極與電 阻R3和電阻R5的一端連接，電阻R3的另一端接地，電阻R5的另一端接電阻R4的一端和 運(yùn)放芯片0P07的正向輸入端，電阻R4的另一端接地，運(yùn)放芯片0P07的反向輸入端通過(guò)電 阻Rl接地，運(yùn)放芯片0P07的輸出端通過(guò)電阻R6接地且輸出端接有濾波電容C3,運(yùn)放芯片 0P07的輸出端與處理器連接，向其輸出電壓信號(hào)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述自動(dòng)檢測(cè)蘋(píng)果霉心病的設(shè)備，其特征在于，所述LED光源（6)采 用中心波長(zhǎng)為710nm，半波寬度為25nm的LED，采用輸出電流可調(diào)的PT4115芯片作為驅(qū)動(dòng) 芯片，處理器與驅(qū)動(dòng)芯片連接，通過(guò)輸出不同占空比的PWM信號(hào)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)芯片的輸出電流， 從而實(shí)現(xiàn)LED光源（6)發(fā)光強(qiáng)度的穩(wěn)定定量調(diào)節(jié)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述自動(dòng)檢測(cè)蘋(píng)果霉心病的設(shè)備，其特征在于，所述判斷模型為：
其中，D為獲取的蘋(píng)果直徑，單位為mm ;光電轉(zhuǎn)換電壓差值為V，單位為mv，即開(kāi)啟光源 后獲得的轉(zhuǎn)換電壓值與未開(kāi)啟光源獲得的轉(zhuǎn)換電壓值的差值，Y表示判別結(jié)果，Y = 1，表示 為病果；Y = 〇,表示為健康果。
【專利摘要】一種自動(dòng)檢測(cè)蘋(píng)果霉心病的設(shè)備，包括主架，主架上設(shè)置有縱向的絲杠，絲杠的底部設(shè)置有限位行程傳感器，絲杠上設(shè)置有滑臺(tái)，步進(jìn)電機(jī)連接滑臺(tái)帶動(dòng)其在絲杠上運(yùn)動(dòng)，滑臺(tái)上連接蘋(píng)果支撐座，蘋(píng)果支撐座的正上方為L(zhǎng)ED光源，LED光源外安裝有開(kāi)關(guān)型紅外對(duì)射管，開(kāi)關(guān)型紅外對(duì)射管的對(duì)射線與LED光源的陣列平面平行，滑臺(tái)帶動(dòng)蘋(píng)果支撐座上的待測(cè)蘋(píng)果向上運(yùn)動(dòng)，至開(kāi)關(guān)型紅外對(duì)射管的對(duì)射線被待測(cè)蘋(píng)果阻擋時(shí)停止，根據(jù)運(yùn)動(dòng)距離獲取待測(cè)蘋(píng)果的直徑，蘋(píng)果支撐座的中心安裝有光電二極管，接收透射過(guò)待測(cè)蘋(píng)果的光并將其轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，處理器根據(jù)直徑和電壓信號(hào)判斷待測(cè)蘋(píng)果是否有霉心病，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了霉心病檢測(cè)系統(tǒng)的一體化。
【IPC分類】G01N21-27
【公開(kāi)號(hào)】CN104865203
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510309737
【發(fā)明人】張海輝, 陳克濤, 任傳奇, 蘇東, 張佐經(jīng), 胡瑾, 陶彥蓉
【申請(qǐng)人】西北農(nóng)林科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2015年6月5日