专利名称：一种西瓜品质在线无损检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种农业信息化技术，尤其涉及一种对西瓜的外观和内部品质进行在线检测的装置。
背景技术：
据联合国粮农组织统计，我国的西瓜在世界十大果品中占第5位，栽培面积及总产量居世界之首，年总产量占全球西瓜产量的50 %以上。在大规模种植生产中，西瓜采收期主要依靠经验，又缺乏现代西瓜无损分选技术，市场流通过程中难免生熟瓜混销；在早期上市的西瓜中，因其附加值高，个别瓜农受利益驱使，采摘生瓜提早上市。未能做到对西瓜进行分级处理和包装，市场竞争力不强，难以形成产业优势。这些问题极大地影响了西瓜的高端消费和出口交易量，基本上属于自产自用。因此，在西瓜生产过程和流通领域中，都急需科学的、客观的无损检测技术综合判别西瓜的品质，以增加西瓜的附加值和提升市场竞争力。无损检测是指在不破坏样品的前提下对其进行品质评价的方法，又称非破坏性检测。而西瓜品质的无损检测是指在不破坏西瓜外形的前提下，进行西瓜的形状、大小、糖度、 酸度、水分、硬度、农药残留度等参数的测量。现存的西瓜分级方法多采用大小及外观形状进行评价，但随着人们生活质量的提高，消费者在选购西瓜时除了注重大小、颜色、外观形状等外部品质之外，对于内部品质如口感、糖度、酸度含量等也越来越重视。因此，为了提高在线检测的效果需要开发出具有低成本、高效率、高精度等特点的多信息融合无损分选系统，以确保西瓜产业的健康发展。近红外技术是一种基于水果光学特性的无损检测技术，可以实现水果内部品质的快速检测，分析过程仅为数秒钟，而且可以同时检测多种组分(糖度、酸度、大小、质量等)， 非常适合于过程分析领域。水果加工企业可以采用近红外无损检测技术结合机器视觉技术，根据生产的要求对水果的外部品质和内部品质进行检测，将内部品质和外部品质俱优的水果作为精品水果销售，提高水果的附加值，而将外部品质稍差而内部品质优的水果进行再加工，将内部品质极差，不堪食用的水果分选去除。
发明内容本实用新型的目的是提供一种西瓜品质在线无损检测装置，通过称重装置检测西瓜的重量，外观检测装置检测西瓜的大小、形状，内部检测装置检测西瓜的糖度、酸度、硬度等指标，组成西瓜品质检测的多信息融合无损分选系统。本发明的技术方案如下水洗装置、风干装置、传输装置、编码器、称重装置、外观检测装置、内部信息检测系统、控制单元、分析单元。其中1)、水洗装置包括上端的喷头和下方的储料槽，储料槽底面为网状隔板，清洗水可通过网孔流至槽体下侧的过滤器，除去清洗水中的杂质，保持水质清洁，再经由动力传送系统传送至喷头，进行新一轮的清洗，以实现水的循环利用。[0008]2)、风干装置主要是风扇，控制风速可在特定的时间内去除西瓜表面的残留水分。3)、输送装置有第一输送装置和第二输送装置，包括配套的链条、主动链轮、从动链轮、传送带、托盘，其中主动链轮的轴与电机传动连接，并通过配套的链条带动从动链轮， 传送带固定在链条上，托盘等距镶嵌在传送带上，托盘的底部有元件，且汇聚透镜的底面与传送带的底面在同一平面上。输送装置实现西瓜在线位置移动的功能。4)、编码器采用旋转编码器，安装在输送装置上，通过导线与控制单元相连接，记录西瓜样品的位置信号。5)、称重装置位于传输带下方检测西瓜样品的重量。6)、外观检测装置采集西瓜图像，分析西瓜的大小及形状；并均与分析单元相连接，与位置信号相对应。7)、内部信息检测系统是利用透射式近红外光谱技术检测西瓜的糖度、酸度、硬度等信息。包括光学系统、电子系统、机械系统、计算机系统。光学系统包括可移动式光源、 检测器及测样附件。电子系统主要是各部位的控制电路，计算机系统通过接口与光学和机械系统相连接，操作控制仪器运行，并进行光谱数据的采集、处理、存储和显示等。8)、传感器将各部位的信号发送到控制单元，控制单元以指令的形式对各传动系统发出命令。9)、分析单元，主要是记录西瓜样品的重量；分析图像，计算西瓜的大小及形状； 检测样品的光谱的信息并与预存模型对比计算西瓜的糖度、酸度、硬度等内部指标。各内外指标分别与西瓜样品的位置信号相对应，实现西瓜内外品质信息的综合标识。

图1是本发明一种西瓜品质在线无损检测装置的结构示意图；图2是本发明水洗装置的示意图；图3是本发明西瓜品质无损检测的流程示意图；图中1、第一输送装置；2、水洗装置；3、风干装置；4、第二输送装置；5、编码器； 6、称重装置；7、控制单元；8、外观检测装置；9、分析单元；10、内部信息检测系统；11、传输带；12、托盘；13、西瓜样品；14、喷头；15、动力传送系统；16、过滤器；17、网状隔板；18、储料槽。
具体实施方式
为了更好的理解本系统，
以下结合附图进行详细的描述说明。如图1所示本发明包括水洗装置2、风干装置3、两个传输装置、编码器5、称重装置 6、外观检测装置8、内部信息检测系统10、控制单元7、分析单元9。其中1)、水洗装置2包括上端的喷头14和下方的储料槽18，储料槽底面为网状隔板 17，清洗水可通过网孔流至槽体下侧的过滤器16，除去清洗水中的杂质，保持水质清洁，再经由动力传送系统15传送至喷头，进行新一轮的清洗，以实现水的循环利用。2)、风干装置3主要是风扇，控制风速可在特定的时间内去除西瓜表面的残留水分。3)、输送装置有第一输送装置1和第二输送装置4，包括配套的链条、主动链轮、从动链轮、传送带、托盘，其中主动链轮的轴与电机传动连接，并通过配套的链条带动从动链轮，传送带固定在链条上，托盘12等距镶嵌在传送带上，托盘12的底部有元件，且汇聚透镜的底面与传送带的底面在同一平面上。输送装置实现西瓜在线位置移动的功能。4)、编码器5采用旋转编码器，安装在输送装置上，通过导线与控制单元7相连接， 记录西瓜样品的位置信号。5)、称重装置6位于传输带11下方检测西瓜样品的重量。6)、外观检测装置8采集西瓜图像，分析西瓜的大小及形状；并均与分析单元9相连接，与位置信号相对应。7)、内部信息检测系统10是利用透射式近红外光谱技术检测西瓜的糖度、酸度、 硬度等信息。包括光学系统、电子系统、机械系统、计算机系统。光学系统包括可移动式光源、检测器及测样附件。电子系统主要是各部位的控制电路，计算机系统通过接口与光学和机械系统相连接，操作控制仪器运行，并进行光谱数据的采集、处理、存储和显示等。8)、传感器将各部位的信号发送到控制单元7，控制单元7以指令的形式对各传动系统发出命令。9)、分析单元9，主要是记录西瓜样品的重量；分析图像，计算西瓜的大小及形状； 检测样品的光谱的信息并与预存模型对比计算西瓜的糖度、酸度、硬度等内部指标。各内外指标分别与西瓜样品的位置信号相对应，实现西瓜内外品质信息的综合标识。下面结合图1-3介绍工作过程(1)、西瓜经由第一输送装置1传送至水洗装置2的储料槽18中，可根据西瓜的干净程度人工调节喷头14的水通量，清洗水可通过网孔流至槽体下侧的过滤器16，除去清洗水中的杂质，保持水质清洁，再经由动力传送系统传送至喷头，进行新一轮的清洗，以实现水的循环利用。O)、清洗后的西瓜样品再由第一输送装置1传送至风干装置3，控制风速可在特定的时间内去除西瓜表面的残留水分。(3)、将风干后的西瓜样品置于第二输送装置4的托盘12中，编码器5安装在第二输送装置4上，通过导线与控制单元相连接，记录西瓜样品的位置信号。(4)、称重装置6位于传输带11下方检测西瓜样品的重量。(5)、外观检测装置8采集西瓜图像，分析西瓜的大小及形状；并均与分析单元9相连接，与位置信号相对应。(6)、内部信息检测系统10是利用透射式近红外光谱技术检测西瓜的糖度、酸度、 硬度等信息。光自西瓜的顶部进入，出射光由西瓜的底端进入光谱分析仪，光谱分析仪与分析单元9相连接，并进行光谱数据的采集、处理、存储和显示等。(7)、传感器将各部位的信号发送到控制单元7，控制单元7以指令的形式对各传动系统发出命令。(8)、分析单元9，主要是记录西瓜样品的重量；分析图像，计算西瓜的大小及形状；检测样品的光谱的信息并与预存模型对比计算西瓜的糖度、酸度、硬度等内部指标。各内外指标分别与西瓜样品的位置信号相对应，实现西瓜内外品质信息的综合标识。
权利要求1.一种西瓜品质在线无损检测装置，其特征在于包括两个传输装置、水洗装置O)、 风干装置(3)、编码器(5)、称重装置(6)、外观检测装置(8)、内部信息检测系统(10)、控制单元(7)、分析单元(9)；其中水洗装置( 包括上端的喷头(14)和下方的储料槽(18)，储料槽底面为网状隔板(17)，清洗过程中清洗水可通过网孔流至槽体下侧的过滤器(16)，除去清洗水中的杂质，保持水质清洁，再经由动力传送系统(1 传送至喷头，进行新一轮的清洗，以实现水的循环利用。
2.根据权利要求1所述的西瓜品质在线无损检测装置，其特征在于风干装置(3)，控制风速可在特定的时间内去除西瓜表面的残留水分。
3.根据权利要求1所述的西瓜品质在线无损检测装置，其特征在于传输装置有第一传输装置(1)和第二传输装置G)，包括配套的链条、主动链轮、从动链轮、传送带、托盘，其中主动链轮的轴与电机传动连接，并通过配套的链条带动从动链轮，传送带固定在链条上，托盘(1 等距镶嵌在传送带上，托盘(1 的底部有元件，且汇聚透镜的底面与传送带的底面在同一平面上，输送装置实现西瓜在线位置移动的功能。
4.根据权利要求1所述的西瓜品质在线无损检测装置，其特征在于编码器(5)采用旋转编码器，安装在输送装置上，通过导线与控制单元(7)相连接，记录西瓜样品的位置信号。
5.根据权利要求1所述的西瓜品质在线无损检测装置，其特征在于称重装置(6)位于传输带(11)下方检测西瓜样品的重量。
6.根据权利要求1所述的西瓜品质在线无损检测装置，其特征在于外观检测装置(8) 采集西瓜图像，分析西瓜的大小及形状；并均与分析单元(9)相连接，与位置信号相对应。
7.根据权利要求1所述的西瓜品质在线无损检测装置，其特征在于内部信息检测系统 (10)是利用透射式近红外光谱技术检测西瓜的糖度、酸度、硬度等信息，包括光学系统、电子系统、机械系统、计算机系统，光学系统包括可移动式光源、检测器及测样附件，电子系统主要是各部位的控制电路，计算机系统通过接口与光学和机械系统相连接，操作控制仪器运行，并进行光谱数据的采集、处理、存储和显示等。
8.根据权利要求1所述的西瓜品质在线无损检测装置，其特征在于传感器将各部位的信号发送到控制单元(7)，控制单元(7)以指令的形式对各传动系统发出命令。
专利摘要本实用新型发明涉及一种西瓜品质在线无损检测装置，包括水洗装置、风干装置、传输装置、编码器、称重装置、外观检测装置、内部信息检测系统、控制单元、分析单元。水洗装置清洗西瓜表面的泥土等杂质，经风干装置去除表面残留水分，西瓜样品竖直位于镶嵌在传输带上的托盘内，编码器安装在传输装置上并与分析单元相连接，记录西瓜样品的位置信号；位于传输带下方的称重装置检测西瓜样品的重量；外观检测装置采集西瓜图像，分析西瓜的大小及形状；并均与分析单元相连接，与位置信号相对应；内部信息检测系统是利用透射式近红外光谱技术检测西瓜的糖度、酸度、硬度等信息。该方法客观性强、自动化程度高，且为无损式检测，可提高西瓜在线检测的效率。
文档编号G01N21/35GK202092599SQ201120095399
公开日2011年12月28日 申请日期2011年4月2日 优先权日2011年4月2日
发明者张鹏, 朱述斌, 赵洪卫 申请人:北京神农谷科技有限公司