本实用新型专利技术公开了一种便携式猕猴桃内部品质无损检测装置，属于光谱无损检测领域。解决的技术问题是提供一种低成本、实时、准确的便携式猕猴桃内部品质无损检测装置。组成结构包括遮光罩、检测探头、支架、控制处理模块、无线通信模块、按键固定轴、测量按键、锂电池、功能按键、显示屏、外壳和校正白板。按下测量按键，检测探头发出特定角度的光进入猕猴桃内部，并将猕猴桃漫反射回的光信号转换为电信号，控制处理模块对电信号进行处理和计算得到结果，结果可实时显示在显示屏上并通过无线通信模块发送至远程数据库。本发明专利技术对猕猴桃种植、分级和溯源等质检环节具有重要意义。分级和溯源等质检环节具有重要意义。分级和溯源等质检环节具有重要意义。
【技术实现步骤摘要】
便携式猕猴桃内部品质无损检测装置
[0001]本技术涉及光谱无损检测领域，特别涉及一种便携式猕猴桃内部品质无损检测装置。
技术介绍
[0002]猕猴桃果实柔嫩多汁，营养丰富，味道独特鲜美，深受消费者的喜爱。我国猕猴桃种植面积世界第一。随着生活水平的提高，消费者对猕猴桃的需求从“数量型”逐渐向“质量型”转变，人们更加注重猕猴桃的内部品质，衡量猕猴桃内部品质的主要指标有糖度值、酸度值、硬度值。传统的猕猴桃内部品质检测方法是有损检测，仅适用于抽样检测。因此需要提供一种便携式猕猴桃内部品质无损检测装置，实现对猕猴桃内部品质的快速无损准确检测。
[0003]中国公开专利号CN106770067A，公开日为2017年5月31日，专利技术名称为“便携式猕猴桃糖度无损检测装置”，该申请公开了“一种便携式猕猴桃糖度无损检测装置，该方法以微型光谱仪作为检测工具采集猕猴桃的漫透射光谱，利用主控模块将光谱数据处理运算得到猕猴桃的糖度值，并显示到显示屏上。”该“便携式猕猴桃糖度无损检测装置”的特征在于以微型卤钨灯泡作为光源，采用美国Ocean Optics公司的STS光谱仪采集猕猴桃样品的漫透射光谱，建立了猕猴桃的糖度预测模型，实现了对猕猴桃糖度值的检测和可视化。该方法存在的问题在于：光谱数据的获取为光谱仪，光谱仪价格昂贵；装置仅仅实现对猕猴桃单一内部品质糖度的检测；仪器的结构设计不够紧凑、体积较大，给实际使用中带来了不便。
[0004]中国专利公开号CN112730316A，公开日2021年4月30日，专利技术名称为“基于近红外光谱的小型水果内部品质在线动态快速检测方法”，该申请公开了“一种基于近红外光谱的小型水果内部品质在线动态快速检测方法，该方法以商用光谱仪作为检测工具采集水果的光谱信息，通过距离补偿算法对光谱进行校正，最后建立了水果内部品质预测数学模型。”该“基于近红外光谱的小型水果内部品质在线动态快速检测方法”的特征在于采用美国Ocean Optics公司的NIR512光谱仪采集水果样品的光谱，光谱采集范围为900
‑
1700 nm的近红外光谱，采集具体为5 cm、5.5 cm、6 cm、6.5 cm、7 cm、7.5 cm、8 cm共7个高度的光谱数据，共采集120个灵武长枣的光谱数据，并利用标准法测定灵武长枣的糖度理化值，以此建立了糖度预测模型。该方法存在的问题在于：光谱采集未包括可见光部分，没有考虑可见光所包含的水果内部品质特性信息，降低了检测精度；光谱数据的获取为光谱仪，光谱仪价格昂贵；实验平台的搭建和光谱数据的采集均需要专业技术人员完成，操作步骤复杂；检测装置体积较大，需要PC机做数据处理，不适合现场携带检测。
[0005]综上所述，现阶段的水果内部品无损检测装置大部分使用商用光谱仪作为光谱检测器，存在检测成本高、检测系统体积大等问题。
技术实现思路
[0006]本技术要解决的技术问题是提供一种低成本、实时、准确的猕猴桃内部品质
无损检测装置。
[0007]本技术是通过以下技术方案实现的：
[0008]便携式猕猴桃内部品质无损检测装置，包括遮光罩、检测探头、支架、控制处理模块、无线通信模块、按键固定轴、测量按键、锂电池、功能按键、显示屏、外壳和校正白板；所述检测探头包括探头底座、光电传感器、遮光槽、发光二极管固定底座、发光二极管组、光学透镜和透镜保护膜；所述的发光二极管组包含多个不同波长的发光二极管，波长范围为700
‑
980 nm，发光二极管的波长和数目分别根据猕猴桃漫反射光谱测量所需的特征波长及特征波长个数设置；所述光电传感器为双通道数字信号传感器，其中通道1对可见光和红外光响应，通道2仅对红外光响应。
[0009]所述遮光罩安装固定于检测探头的前端；所述支架固定于外壳的腔体内部；所述检测探头固定于支架的前端；所述控制处理模块固定于支架的顶面；所述无线通信模块固定于支架的底面；所述功能按键和显示屏固定于支架的后端；所述测量按键固定于外壳内部的按键固定轴；所述锂电池固定于外壳手柄部位的底端；
[0010]所述检测探头中，所述遮光槽为圆筒状；所述光电传感器位于所述遮光槽的圆筒内部底端的圆心处，并固定于所述探头底座的中心；所述发光二极管组固定于所述发光二极管固定底座的锥面；所述发光二极管固定底座的锥面与所述探头底座的底面构成45度夹角，保证所述发光二极管组的出射光线与透镜内表面形成的角度为45度；所述发光二极管组以光电传感器为圆心等间距圆周排列；所述光学透镜固定于所述发光二极管固定底座的顶端；所述透镜保护膜紧贴于所述光学透镜的外表面。
[0011]所述检测探头、无线通信模块、测量按键、锂电池、功能按键、显示屏均与控制处理模块由导线相连以进行电信号的传输，且以上模块均由控制处理模块控制；在所述控制处理模块的控制下依次点亮所述检测探头中的发光二极管组，并对光电传感器返回的电信号进行运算，进而将检测结果发送到显示屏显示，并通过无线通信模块发送至远程数据库；所述锂电池通过控制处理模块为检测探头、无线通信模块、测量按键、功能按键、显示屏提供合适的工作电压与工作电流。
[0012]所述遮光罩为黑色硅胶材料，材料柔软且具有遮光功能；所述透镜保护膜为 PET材料，用以防止光学透镜的表面磨损；所述校正白板为PTFE材料，用以检测探头获取校正光谱。
[0013]所述外壳的形状为枪形；所述检测探头位于枪头位置；所述控制处理模块和无线通信模块位于腔体位置；所述测量按键位于扳机位置；所述锂电池位于手柄位置。
[0014]本技术检测方法包括以下步骤并按以下顺序进行：
[0015]a.采集白光谱T
W
：打开检测装置，将校正白板紧贴检测装置的检测探头，以保证检测探头和校正白板的接触面构成封闭无光的空间，所述检测探头包括发光二极管组和光电传感器，所述发光二极管组由不同波长的发光二极管组成，波长范围为700
‑
980 nm，所述光电传感为双通道数字信号传感器，其中通道1对可见光和红外光响应，通道2仅对红外光响应，随后逐个点亮不同波长的发光二极管，同时光电传感器采集其对应的漫反射光谱，保存为白光谱T
W
，所述白光谱T
W
包括T
W1
和T
W2
；
[0016]b.采集暗光谱T
D
：将校正白板紧贴检测装置的检测探头，以保证检测探头和校正白板的接触面构成封闭无光的空间，光电传感器采集发光二极管组完全熄灭后得到的漫反
射光谱，保存为暗光谱T
D
，所述暗光谱T
D
包括T
D1
和T
D2
；
[0017]c.采集样品光谱T
S
：将猕猴桃样品赤道部位对准并紧贴检测装置的检测探头，保证检测探头和猕猴桃的接触面构成封闭无光的空间，随后逐个点亮不同波长的发光二极管，同时光电传感器采集其对应的漫反射光谱，保存为样品光谱T本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种便携式猕猴桃内部品质无损检测装置，其特征在于，包括遮光罩（1）、检测探头（2）、支架（3）、控制处理模块（4）、无线通信模块（5）、按键固定轴（6）、测量按键（7）、锂电池（8）、功能按键（9）、显示屏（10）、外壳（11）和校正白板（12）；所述检测探头（2）包括探头底座（2
‑
1）、光电传感器（2
‑
2）、遮光槽（2
‑
3）、发光二极管固定底座（2
‑
4）、发光二极管组（2
‑
5）、光学透镜（2
‑
6）和透镜保护膜（2
‑
7）；所述的发光二极管组（2
‑
5）包含多个不同波长的发光二极管，波长范围为700
‑
980 nm，发光二极管的波长和数目分别根据猕猴桃漫反射光谱测量所需的特征波长及特征波长个数设置；所述光电传感器（2
‑
2）为双通道数字信号传感器，其中通道1对可见光和红外光响应，通道2仅对红外光响应。2.根据权利要求1所述的一种便携式猕猴桃内部品质无损检测装置，其特征在于：所述遮光罩（1）安装固定于检测探头（2）的前端；所述支架（3）固定于外壳（11）的腔体内部；所述检测探头（2）固定于支架（3）的前端；所述控制处理模块（4）固定于支架（3）的顶面；所述无线通信模块（5）固定于支架（3）的底面；所述功能按键（9）和显示屏（10）固定于支架（3）的后端；所述测量按键（7）固定于外壳（11）内部的按键固定轴（6）；所述锂电池（8）固定于外壳（11）手柄部位的底端；所述检测探头（2）中，所述遮光槽（2
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3）为圆筒状；所述光电传感器（2
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2）位于所述遮光槽（2
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3）的圆筒内部底端的圆心处，并固定于所述探头底座（2
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1）的中心；所述发光二极管组（2
‑
5）固定于所述发光二极管固定底座（2
‑
4）的锥面；所述发光二极管固定...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭文川，纪同奎，周一航，朱新华，
申请(专利权)人：西北农林科技大学，
类型：新型
国别省市：
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