一種類球形水果透射高光譜成像無損檢測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)無損檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種類球形水果透射高光譜成像無損檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國內(nèi)外水果消費需求和品位不斷提高，市場對水果的品質(zhì)提出了更多更高的要求。在選購水果時不僅注重水果大小、外觀形狀等外部品質(zhì)，而且更加關(guān)注水果內(nèi)部品質(zhì)如口感、糖度以及營養(yǎng)成分等。中國水果種植面積和產(chǎn)量連續(xù)多年位居世界首位，水果產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)農(nóng)副產(chǎn)品中占有很大的份額，已成為中國地方經(jīng)濟發(fā)展和農(nóng)民增收的支柱產(chǎn)業(yè)，對地方農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟的發(fā)展有著巨大的促進和推動作用。
[0003]由于水果在生長過程中受到光照條件、營養(yǎng)物質(zhì)、灌溉水分和田間管理等因素的影響，導致水果品質(zhì)差異較大，若是能在水果上市前對水果品質(zhì)進行無損檢測分級，就能大大地提高水果的質(zhì)量，適應水果的商品化處理，極大地增加水果市場的經(jīng)濟效益，以及刺激消費者的購買熱情和提高銷售商的營業(yè)利潤。傳統(tǒng)化學分析方法可以實現(xiàn)對水果品質(zhì)的檢測，但傳統(tǒng)方法屬于有損檢測，并且會破壞樣本并造成化學試劑污染，不能滿足水果品質(zhì)快速無損檢測和分級的發(fā)展需要。目前我國的鮮果品質(zhì)分級無損檢測技術(shù)和水平仍比較落后，更缺乏相應的商品化處理設(shè)備，因此，亟待解決水果品質(zhì)快速無損檢測問題，滿足市場對高品質(zhì)水果的要求，增強特色水果品牌的競爭力和影響力，提高經(jīng)濟效益，推動水果產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
[0004]高光譜成像技術(shù)是一種科學、高效而準確的快速無損檢測技術(shù)，融合了成像技術(shù)和光譜技術(shù)的優(yōu)點，不僅能獲得待測物的空間圖像信息，還能反映其內(nèi)部品質(zhì)的光譜信息，是在一系列特定的光波波長處得到的光學光譜圖像。水果內(nèi)部組織較為復雜，不同水果內(nèi)部成分具有差異，尤其是不同品種的水果差異更大，在高光譜成像檢測過程中要得到清晰可靠的光譜圖像信息，檢測裝置尤為重要。在目前的研究中，水果高光譜成像檢測裝置只是針對單一品種的檢測裝置，因此不可避免存在這樣的下列問題:
[0005]水果高光譜成像無損檢測裝置的功能相對比較單一，只是針對某種水果進行檢測，不能對不同果型不同品種水果進行無損檢測，而且不能實現(xiàn)不同光源數(shù)量、不同光源入射角度和不同檢測開孔直徑的改變。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]由于不同水果個體質(zhì)構(gòu)差異、大小果型差異、光源功率、光源不同入射光角度和透光孔直徑等都會對光傳播路徑產(chǎn)生較大影響，尤其是厚皮類水果檢測過程中可以通過增加光源功率提高光透射率進而獲得高信噪比信號，但同時也會灼傷水果以及托盤柔性襯墊；為了系統(tǒng)研究水果在高光譜成像檢測過程中果型、光源功率、光源入射角度和透光孔直徑等因素對信號信噪比的影響，本實用新型的目的就在于提供一種類球形水果透射高光譜成像無損檢測裝置。
[0007]利用該裝置，可以滿足類球形水果透射光譜采集方式、不同光源功率、光源入射角度、透光孔直徑以及光源距水果距離等功能的檢測實驗要求，為水果品質(zhì)高光譜成像快速無損檢測提供多功能實驗裝置。
[0008]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0009]檢測裝置的搭建首先要求合理地選擇檢測方式，其直接影響獲得的高光譜圖像信號，本實用新型可以實現(xiàn)透射檢測方式，尤其是厚皮類和有果核的水果。反射方式很難獲取水果內(nèi)部組織的信息，皮厚表皮信息對內(nèi)部信息干擾較大，如何獲得高信噪比的光譜和圖像信息尤為重要；透射檢測方式可以避免表面亮斑影響，獲取到水果深層信息；目前的實驗研究都未提供這樣的實驗裝置和同時實現(xiàn)這樣的功能。
[0010]具體地說，本裝置包括工作對象一一水果樣品；
[0011]設(shè)置有電腦、箱體、高光譜成像儀、電動位移臺和樣品室；
[0012]其位置和連接關(guān)系是:
[0013]在箱體內(nèi)的底部設(shè)置有電動位移臺，在電動位移臺的上部設(shè)置有樣品室，在箱體內(nèi)的頂部設(shè)置有高光譜成像儀；電動位移臺和高光譜成像儀分別與箱體外的電腦連接；
[0014]水果樣品置于樣品室內(nèi)，對準高光譜成像儀。
[0015]本實用新型具有下列優(yōu)點和積極效果:
[0016]①根據(jù)水果不同類別、不同果型、不同大小在透射檢測過程中受光源影響較大以及信噪比往往較低等特點，可調(diào)式光源旋轉(zhuǎn)支架實現(xiàn)光源入射角度自由調(diào)節(jié)，提高入射光的光子效率，尤其是厚皮類水果，光的透射難度更大，光學面包板51上等間距6M螺紋孔可以根據(jù)需要安裝不同數(shù)量的光源數(shù)量，從而滿足水果在檢測過程中對不同光源能量的需要；
[0017]②通過對安裝在頂部蓋板下方的光闌進行調(diào)節(jié)，實現(xiàn)檢測裝置不同透光孔直徑的調(diào)節(jié)，以適用不同大小、不同類型的類球形水果的檢測要求；
[0018]③通過透射高光譜成像無損檢測裝置實現(xiàn)類球形型水果品質(zhì)快速無損檢測，并根據(jù)水果類型選擇透射光譜采集方式，手動升降臺可以根據(jù)不同水果的大小調(diào)節(jié)高度滿足高光譜成像儀采集光譜圖像信息焦距一致，柔性墊可以克服水果形狀不規(guī)則造成漏光的問題，進而提尚檢測精度和檢測效益。
[0019]本裝置設(shè)計合理，調(diào)節(jié)方便，功能全面，適用于蘋果、柿子、梨、桃子、柑橘、西瓜等類球形水果的無損檢測和試驗研究。
【附圖說明】
[0020]圖1是本裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖中:
[0022]00—水果樣品；
[0023]10—電腦；
[0024]20—箱體；
[0025]30—高光譜成像儀；
[0026]40—電動位移臺，
[0027]41 一絲杠；
[0028]50—樣品室，
[0029]51 —光學面包板，
[0030]52—接桿，
[0031 ]53手動升降臺，
[0032]54—光源旋轉(zhuǎn)支架，
[0033]55—光源，
[0034]56—托盤，
[0035]57—頂部蓋板，
[0036]58—柔性墊，
[0037]59—光闌。
【具體實施方式】
[0038]下面結(jié)合附圖和實施例對本裝置詳細說明:
[0039]一、裝置的結(jié)構(gòu)
[0040]1、總體
[0041 ] 如圖1，本裝置包括工作對象——水果樣品00 ；
[0042]設(shè)置有電腦10、箱體20、高光譜成像儀30、電動位移臺40和樣品室50 ；
[0043]其位置和連接關(guān)系是:
[0044]在箱體20內(nèi)的底部設(shè)置有電動位移臺40，在電動位移臺40的上部設(shè)置有樣品室50，在箱體20內(nèi)的頂部設(shè)置有高光譜成像儀30 ;電動位移臺40和高光譜成像儀30分別與箱體20外的電腦10連接；
[0045]水果樣品00置于樣品室50內(nèi)，對準高光譜成像儀30。
[0046]本裝置的工作機理:
[0047]電動位移臺40用于實現(xiàn)樣品室50的水平移動；箱體20用于保護高光譜儀30、電動位移臺40以及樣品室50不受外界環(huán)境干擾和灰塵污染；電腦10用于控制電動位移臺40的輸送速度和行進位置以及設(shè)置高光譜儀30采集參數(shù)和對高光譜儀30采集到的光譜信號進行處理運算。
[0048]2、功能部件
[0049]1)電腦 10
[0050]電腦10是一種通用件，如選用聯(lián)想(ThinkPad)公司的臺式電腦；
[0051]其功能是處理高光譜儀30采集到的樣品00的光譜信號，控制電動位移臺40的輸送速度和行進位置。
[0052]2)箱體 20
[0053]箱體20是一種鋁合金金屬殼體，表面經(jīng)過表面陽極氧化處理，長為0.8米，寬為0.8米，高為1米，殼體厚度為2mm ;
[0054]其功能用于保護高光譜儀30、電動位移臺40和樣品室50不受外界環(huán)境干擾和灰塵污染。
[0055]3)高光譜成像儀30
[0056]高光譜成像儀30是一種通用件，如選用芬蘭SPECHM公司SpecimVlOE高光譜成像光譜儀；
[0057]其功能是獲得清晰穩(wěn)定的樣品高光譜圖圖像，即獲取在400?lOOOnm波段范圍內(nèi)的高光譜圖像，有效像素1392X 1040，光譜分辨率為8nm。
[0058]4)電動位移臺40
[0059]電動位移臺40是一種通用件，如選用卓立漢光公司的電動位移臺；
[0060]其功能用于承載樣品室50，通過軟件對絲杠41進行控制，實現(xiàn)樣品室50的輸送速度和輸送位置的改變。
[0061]5)樣品室 50
[0062]如圖1，樣品室50由光學面包