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一種水果堅(jiān)實(shí)度在線無損檢測裝置的制造方法

文檔序號(hào):50598閱讀:412來源:國知局
專利名稱:一種水果堅(jiān)實(shí)度在線無損檢測裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種水果堅(jiān)實(shí)度在線無損檢測裝置,將被測水果放置裝置的傳輸帶上,當(dāng)其經(jīng)過揚(yáng)聲器和激光多普勒測振儀中間時(shí),檢測臺(tái)將其抬起,使水果進(jìn)入檢測狀態(tài),揚(yáng)聲器發(fā)出聲波信號(hào),激勵(lì)被測水果振動(dòng),激光多普勒測振儀投射激光到振動(dòng)的水果表面,采集被測水果的振動(dòng)速度,并將采集到的振動(dòng)速度信息通過數(shù)據(jù)采集卡傳輸?shù)娇刂破髦?,通過軟件分析出西瓜堅(jiān)實(shí)度情況。檢測臺(tái)降下使水果重新回到輸送帶,氣缸接收信號(hào),決定是否將被測水果推入滑道。從而實(shí)現(xiàn)水果堅(jiān)實(shí)度在線無損檢測及品質(zhì)分級(jí)。
【專利說明】
一種水果堅(jiān)實(shí)度在線無損檢測裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及一種水果堅(jiān)實(shí)度在線無損檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]中國素有“世界水果王國”的美稱,幾乎所有種類的水果都有生產(chǎn)且產(chǎn)量高,但由于檢測分級(jí)設(shè)備落后,水果在國際市場競爭力依然不夠,出口率較低,水果在采后貯運(yùn)過程中存在成熟軟化及腐爛的問題。
[0003]水果堅(jiān)實(shí)度,是指果肉抗壓力的強(qiáng)弱,可以作為判斷水果品質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。準(zhǔn)確地檢測水果的堅(jiān)實(shí)度,對(duì)于確定適宜的收獲期、采后保存、評(píng)估最佳食用期以及產(chǎn)品分級(jí)等都具有重要意義。傳統(tǒng)的水果堅(jiān)實(shí)度檢測方法主要是抽樣,通常在樣品的赤道處選取幾個(gè)檢測點(diǎn),然后在檢測點(diǎn)去皮,用質(zhì)構(gòu)儀或硬度計(jì)壓入果實(shí)內(nèi)部一定距離測得,這是一種破壞性檢測,檢驗(yàn)率低,費(fèi)時(shí)費(fèi)力并造成大量浪費(fèi)。目前有關(guān)水果堅(jiān)實(shí)度的無損檢測方法主要是聲學(xué)檢測法,也有部分研究提到近紅外光譜檢測法和高光譜空間散射曲線法等。聲學(xué)檢測法信號(hào)容易受到環(huán)境噪聲的干擾導(dǎo)致檢測精度不高,有些使用敲擊的方式還會(huì)對(duì)水果造成一定的損傷;近紅外技術(shù)與其化學(xué)物質(zhì)有關(guān),而水果的堅(jiān)實(shí)度主要與其物理結(jié)構(gòu)有關(guān),因而近紅外檢測結(jié)果不是十分理想,且對(duì)于水果表面有缺陷的樣本時(shí)檢測點(diǎn)需避開缺陷位置;而高光譜技術(shù)受光源等環(huán)境因素影響非常大,檢測條件苛刻。
[0004]激光多普勒測振技術(shù)LaserDoppler Vibrometry(LDV)technology是一項(xiàng)用于檢測物體機(jī)械振動(dòng)特性的技術(shù)。對(duì)于水果機(jī)械振動(dòng)特性的測量可以分為兩種方式:接觸式和非接觸式。傳統(tǒng)的測量方法需要把加速度傳感器附著于被測物體表面,利用其輸出的信號(hào)實(shí)現(xiàn)“加速度-速度-位移”的相關(guān)測量,這種接觸式的安裝方式會(huì)破壞原有的振動(dòng)狀態(tài),甚至在許多場合無法應(yīng)用,因此限制了它的應(yīng)用范圍。而激光多普勒測振技術(shù)作為一種非接觸式測量方法,集光機(jī)電為一體,不受環(huán)境噪聲影響,具有精度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、測量范圍大、抗電磁干擾、對(duì)橫向振動(dòng)干擾不敏感等優(yōu)點(diǎn),對(duì)檢測振幅微小的振動(dòng)也很有效,其特點(diǎn)滿足了水果振動(dòng)測量的需要。在不同質(zhì)地的水果中,振動(dòng)能量的傳遞必然不同,因此從理論上講,可以通過利用該技術(shù)來檢測水果的機(jī)械振動(dòng)特性用以建立和堅(jiān)實(shí)度之間的關(guān)系。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的是在于提供一種水果堅(jiān)實(shí)度在線無損檢測裝置,應(yīng)用激光多普勒技術(shù)和聲學(xué)振動(dòng)技術(shù),能夠快速無損的分析出水果的內(nèi)部品質(zhì),從而實(shí)現(xiàn)水果按品質(zhì)分級(jí),而且該系統(tǒng)具有自動(dòng)化程度高、非接觸式激勵(lì)和采集的無損檢測的特點(diǎn)。
[0006]本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種水果堅(jiān)實(shí)度在線無損檢測裝置,包括控制器、第一傳送帶、第二傳送帶、揚(yáng)聲器、麥克風(fēng)、激光多普勒測振儀、機(jī)架、升降檢測臺(tái)、第一電機(jī)、第一傳動(dòng)軸、第二傳動(dòng)軸和第三傳送帶;其中,揚(yáng)聲器、麥克風(fēng)、激光多普勒測振儀、升降檢測臺(tái)、第一電機(jī)分別與控制器相連;
[0007]第一傳動(dòng)軸與第二傳動(dòng)軸安裝在機(jī)架的兩端,第一傳送帶和第二傳送帶并行排列,兩端均分別與第一傳動(dòng)軸與第二傳動(dòng)軸相連,第一傳送帶和第二傳送帶之間的距離為d;所述第一電機(jī)固定在機(jī)架上;第一電機(jī)的輸出軸通過第三傳送帶與第二傳動(dòng)軸相連;
[0008]升降檢測臺(tái)位于第一傳送帶和第二傳送帶之間,且檢測臺(tái)的寬度小于d;所述升降檢測臺(tái)包括藍(lán)牙模塊,且裝有紅外傳感器和壓力傳感器,紅外傳感器和壓力傳感器均通過藍(lán)牙模塊與控制器相連;所述激光多普勒測振儀和揚(yáng)聲器分別安裝在機(jī)架上,且位于升降檢測臺(tái)的兩側(cè),激光多普勒測振儀和揚(yáng)聲器相對(duì);所述麥克風(fēng)固定安裝在揚(yáng)聲器上。
[0009]進(jìn)一步地,所述升降檢測臺(tái)包括底座、電機(jī)、絲杠、升降臺(tái)、兩個(gè)第一支撐桿、多個(gè)第二支撐桿和檢測臺(tái);電機(jī)與控制器相連;所述檢測臺(tái)通過支撐桿固定在升降臺(tái)上,所述升降臺(tái)開有螺孔,所述螺孔與絲杠配合;所述底座包括上臺(tái)板和下臺(tái)板,上臺(tái)板和下臺(tái)板鋼管固定連接,上臺(tái)板開有一個(gè)中心通孔和多個(gè)側(cè)孔;所述電機(jī)固定在上臺(tái)板的下底面上,絲杠下端與電機(jī)的輸出軸相連,上端穿過上臺(tái)板的中心通孔后,插入到升降臺(tái)的螺孔內(nèi);所述藍(lán)牙模塊、紅外傳感器、壓力傳感器均嵌入式安裝在檢測臺(tái)內(nèi);所述第二支撐桿上端固定在升降臺(tái)下底面上,下端插入到上臺(tái)板的側(cè)孔內(nèi)。
[0010]進(jìn)一步地,所述裝置還包括氣缸、滑道和三位二通電磁閥;氣缸與三位二通電磁閥相連;氣缸和滑道分別安裝在機(jī)架上,且位于機(jī)架的兩側(cè),氣缸和滑道相對(duì);三位二通電磁閥與控制器相連。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果在于:本實(shí)用新型是一個(gè)應(yīng)用激光多普勒原理的水果堅(jiān)實(shí)度在線檢測系統(tǒng),綜合了紅外傳感器、壓力傳感器、揚(yáng)聲器、激光多普勒測振儀等,結(jié)合激光多普勒原理,實(shí)現(xiàn)了對(duì)水果堅(jiān)實(shí)度的檢測,不受環(huán)境噪聲的干擾,能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行現(xiàn)場檢測并根據(jù)水果品質(zhì)對(duì)其進(jìn)行分級(jí)。
【附圖說明】
一種水果堅(jiān)實(shí)度在線無損檢測裝置的制造方法附圖
[0012]圖1是本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)三維圖;
[0013]圖2是升降檢測臺(tái)結(jié)構(gòu)二維圖;
[0014]圖中,第一傳動(dòng)軸1、機(jī)架2、第一傳送帶31、第二傳送帶32、揚(yáng)聲器4、升降檢測臺(tái)5、氣缸6、第二傳動(dòng)軸7、第三傳送帶9、第一電機(jī)10、滑道11、激光多普勒測振儀12。檢測臺(tái)51、支撐桿52、升降臺(tái)53、絲杠54、電機(jī)55、底座56、第二支撐桿57。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本實(shí)用新型綜合了紅外傳感器、壓力傳感器、揚(yáng)聲器4、激光多普勒測振儀12等,結(jié)合激光多普勒原理,實(shí)現(xiàn)了對(duì)水果堅(jiān)實(shí)度的檢測,其中采用了水平輸送裝置、升降臺(tái)、氣缸6等部件實(shí)現(xiàn)了裝置的自動(dòng)化;其中的控制器也是現(xiàn)有技術(shù),例如可以采用TMS320F2812DSP開發(fā)板。
[0016]如圖1所示的在線無損檢測裝置,包括控制器、第一傳送帶31、第二傳送帶32、揚(yáng)聲器4、麥克風(fēng)、激光多普勒測振儀12、機(jī)架2、升降檢測臺(tái)5、第一電機(jī)10、第一傳動(dòng)軸1、第二傳動(dòng)軸7和第三傳送帶9;其中,揚(yáng)聲器4、麥克風(fēng)、激光多普勒測振儀12、升降檢測臺(tái)5、第一電機(jī)10分別與控制器相連;
[0017]第一傳動(dòng)軸I與第二傳動(dòng)軸7安裝在機(jī)架2的兩端,第一傳送帶31和第二傳送帶32并行排列,兩端均分別與第一傳動(dòng)軸I與第二傳動(dòng)軸7相連,第一傳送帶31和第二傳送帶32之間的距離為d;所述第一電機(jī)10固定在機(jī)架2上;第一電機(jī)10的輸出軸通過第三傳送帶9與第二傳動(dòng)軸7相連;
[0018]升降檢測臺(tái)5位于第一傳送帶31和第二傳送帶32之間,且寬度小于d;所述升降檢測臺(tái)5包括藍(lán)牙模塊,且裝有紅外傳感器和壓力傳感器,紅外傳感器和壓力傳感器均通過藍(lán)牙模塊與控制器相連;所述激光多普勒測振儀12和揚(yáng)聲器4分別安裝在機(jī)架2上,且位于升降檢測臺(tái)5的兩側(cè),激光多普勒測振儀12和揚(yáng)聲器4相對(duì);所述麥克風(fēng)固定安裝在揚(yáng)聲器4上,用于采集揚(yáng)聲器4發(fā)出的聲波信號(hào)。
[0019]如圖2所示,所述升降檢測臺(tái)5包括底座56、電機(jī)55、絲杠54、升降臺(tái)53、兩個(gè)第一支撐桿52、多個(gè)第二支撐桿57和檢測臺(tái)51;電機(jī)55與控制器相連;所述檢測臺(tái)51通過支撐桿52固定在升降臺(tái)53上,所述升降臺(tái)53開有螺孔,所述螺孔與絲杠54配合;所述底座56包括上臺(tái)板和下臺(tái)板,上臺(tái)板和下臺(tái)板鋼管固定連接,上臺(tái)板開有一個(gè)中心通孔和多個(gè)側(cè)孔;所述電機(jī)55固定在上臺(tái)板的下底面上,絲杠54下端與電機(jī)55的輸出軸相連,上端穿過上臺(tái)板的中心通孔后,插入到升降臺(tái)53的螺孔內(nèi),通過控制器控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),可使得絲杠54正轉(zhuǎn)或逆轉(zhuǎn),從而實(shí)現(xiàn)升降臺(tái)53的上下運(yùn)動(dòng)。所述藍(lán)牙模塊、紅外傳感器、壓力傳感器均嵌入式安裝在檢測臺(tái)51內(nèi);所述第二支撐桿57上端固定在升降臺(tái)53下底面上,下端插入到上臺(tái)板的側(cè)孔內(nèi),可以防止升降臺(tái)53搖晃。
[0020]上述裝置的檢測方法包括以下步驟:
[0021]1、將被測水果置于第一傳送帶31和第二傳送帶32上,當(dāng)被測水果經(jīng)過激光多普勒12測振儀和揚(yáng)聲器4之間時(shí),升降檢測臺(tái)5上的紅外傳感器檢測到檢測信號(hào),并通過藍(lán)牙模塊發(fā)送到控制器,控制器控制升降檢測臺(tái)5升起,使被測水果落入檢測臺(tái)5上,脫離第一傳送帶31和第二傳送帶32,升降檢測臺(tái)5上的壓力傳感器采集水果的質(zhì)量信息,并通過藍(lán)牙模塊將質(zhì)量信號(hào)發(fā)送到控制器。
[0022]2、控制器接收到質(zhì)量信號(hào)后,控制揚(yáng)聲器4、麥克風(fēng)和激光多普勒測振儀12工作,揚(yáng)聲器4發(fā)出聲波信號(hào),激勵(lì)被測水果振動(dòng);同時(shí),麥克風(fēng)米集由揚(yáng)聲器4發(fā)出的激勵(lì)信號(hào);激光多普勒測振儀12投射激光到振動(dòng)的水果表面,采集被測水果的振動(dòng)速度,并將測得的振動(dòng)速度信息通過數(shù)據(jù)采集卡傳輸?shù)娇刂破髦小?br>[0023]3、控制器根據(jù)激光多普勒測振儀12采集的振動(dòng)速度信息以及麥克風(fēng)采集的激勵(lì)信號(hào),結(jié)合壓力傳感器采集的質(zhì)量信號(hào),判斷該被測水果的成熟情況。其中,成熟度情況的判斷為本領(lǐng)域的公知常識(shí)。
[0024]4、控制器控制升降檢測臺(tái)5下降,使被測水果重新回到第一傳送帶31和第二傳送帶32上。
[0025]為合理對(duì)不同品質(zhì)水果進(jìn)行分級(jí),本實(shí)用新型還可以包括氣缸6、滑道11和三位二通電磁閥;氣缸6與三位二通電磁閥相連;氣缸6和滑道11分別安裝在機(jī)架2上,且位于機(jī)架2的兩側(cè),氣缸6和滑道11相對(duì);三位二通電磁閥與控制器相連。若被測水果測得為過熟或者未熟,則當(dāng)其再次進(jìn)入第一傳送帶31和第二傳送帶32上后,經(jīng)過L/v時(shí)間升降檢測臺(tái)5中心位置與氣缸6距離L,第一傳送帶31和第二傳送帶32的速度V,控制器通過三位二通電磁閥控制氣缸6的活塞向前推動(dòng),以剔除過熟或者未熟的水果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水果堅(jiān)實(shí)度在線無損檢測裝置,其特征在于,包括控制器、第一傳送帶(31)、第二傳送帶(32)、揚(yáng)聲器(4)、麥克風(fēng)、激光多普勒測振儀(12)、機(jī)架(2)、升降檢測臺(tái)(5)、第一電機(jī)(10)、第一傳動(dòng)軸(I)、第二傳動(dòng)軸(7)和第三傳送帶(9);其中,揚(yáng)聲器(4)、麥克風(fēng)、激光多普勒測振儀(12)、升降檢測臺(tái)(5)、第一電機(jī)(10)分別與控制器相連;第一傳動(dòng)軸(I)與第二傳動(dòng)軸(7)安裝在機(jī)架(2)的兩端,第一傳送帶(31)和第二傳送帶(32)并行排列,兩端均分別與第一傳動(dòng)軸(I)與第二傳動(dòng)軸(7)相連,第一傳送帶(31)和第二傳送帶(32)之間的距離為d;所述第一電機(jī)(10)固定在機(jī)架(2)上;第一電機(jī)(10)的輸出軸通過第三傳送帶(9)與第二傳動(dòng)軸(7)相連;升降檢測臺(tái)(5)位于第一傳送帶(31)和第二傳送帶(32)之間,且寬度小于d;所述升降檢測臺(tái)(5)包括藍(lán)牙模塊,且裝有紅外傳感器和壓力傳感器,紅外傳感器和壓力傳感器均通過藍(lán)牙模塊與控制器相連;所述激光多普勒測振儀(12)和揚(yáng)聲器(4)分別安裝在機(jī)架(2)上,且位于升降檢測臺(tái)(5)的兩側(cè),激光多普勒測振儀(12)和揚(yáng)聲器(4)相對(duì);所述麥克風(fēng)固定安裝在揚(yáng)聲器(4)上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置,其特征在于,所述升降檢測臺(tái)(5)包括底座(56)、電機(jī)(55)、絲杠(54)、升降臺(tái)(53)、兩個(gè)第一支撐桿(52)、多個(gè)第二支撐桿(57)和檢測臺(tái)(51);電機(jī)(55)與控制器相連;所述檢測臺(tái)(51)通過支撐桿(52)固定在升降臺(tái)(53)上,所述升降臺(tái)(53)開有螺孔,所述螺孔與絲杠(54)配合;所述底座(56)包括上臺(tái)板和下臺(tái)板,上臺(tái)板和下臺(tái)板鋼管固定連接,上臺(tái)板開有一個(gè)中心通孔和多個(gè)側(cè)孔;所述電機(jī)(55)固定在上臺(tái)板的下底面上,絲杠(54)下端與電機(jī)(55)的輸出軸相連,上端穿過上臺(tái)板的中心通孔后,插入到升降臺(tái)(53)的螺孔內(nèi);所述藍(lán)牙模塊、紅外傳感器、壓力傳感器均嵌入式安裝在檢測臺(tái)(51)內(nèi);所述第二支撐桿(57)上端固定在升降臺(tái)(53)下底面上,下端插入到上臺(tái)板的側(cè)孔內(nèi)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置,其特征在于,所述裝置還包括氣缸(6)、滑道(11)和三位二通電磁閥;氣缸(6)與三位二通電磁閥相連;氣缸(6)和滑道(I I)分別安裝在機(jī)架(2)上,且位于機(jī)架(2)的兩側(cè),氣缸(6)和滑道(11)相對(duì);三位二通電磁閥與控制器相連。
【文檔編號(hào)】G01N29/04GK205720100SQ201620310959
【公開日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年4月13日
【發(fā)明人】崔笛, 吳華林, 邵玉芳, 任夢佳, 張文, 高宗梅
【申請(qǐng)人】浙江大學(xué)
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