[实用新型]基于红外热成像技术的水果表面早期缺陷在线检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种红外热成像技术的水果表面早期缺陷在线检测装置 

背景技术

水果的早期缺陷检测一直是农产品加工中非常重要的步骤之一。水果早期缺陷常包括外部缺陷和内部缺陷两个方面。水果的外部缺陷一般由两种情况造成的，一种是由于受到自然条件的影响，如虫眼、疤痕、果锈、开裂等；另一种是由于人为因素造成的，如在采摘时或采摘后由于外力的作用而造成的表皮划伤、机械损伤等，特别是早期机械损伤具有轻微凹陷、色稍变暗、无汁液外溢，肉眼难于察觉，病原微生物容易入侵等特点，是导致水果霉烂的最主要原因。对于较严重的损伤(如腐烂、破损等)可以通过肉眼或机器视觉技术在可见光范围内较容易地检测出来，而对于早期轻微缺陷(如机械损伤、病虫害、表皮颜色较深的缺陷果)，目前常用的方法很难识别，因而漏检率很高，对水果日后的存储及销售造成极大的隐患。因此，对早期缺陷的检测是水果品质检测的一个重要内容。 

红外热成像技术对温度具有高敏感性，是一种非接触、不破坏、实时、快速检测方法，能检测小于0.1℃的温度变化，由于水果缺陷部位与正常部位的红外辐射特性在一定热激励条件下存在明显差异，通过红外热像仪获取这种温度差异就可以进行处理分级，因而可以采用红外热成像技术进行水果的早期缺陷检测。目前，从国内外研究情况来看，基于红外热成像技术的水果早期缺陷检测主要还是离线研究，少量线检测研究也主要是多目成像，将红外摄像机作为一种辅助手段与其它摄像机结合起来使用，增加了检测系统的成本和复杂程度，并且采用辊子一边移动一边自转的传送装置，很难检测到完整果面，因此，有必要研制出一种基于单摄影成像系统的水果早期缺陷在线检测装置，以满足水果深加工技术的发展和人们对食品质量要求日益高涨的需求。 

发明内容

针对传统检测手段在水果表面早期缺陷检测方面的不足及现有红外热成像技术发展基础，本发明的目的在于提供一种基于红外热图像处理技术的水果近表缺陷在线检测装置，采用外部热激励后，水果近表正常部位与缺陷部位的热扩散率存在一定差异，这种差异从获取的热图温度曲线上体现出来，经过信号放大处理后，依据波形理论并结合红外热图像完成缺陷的检测。 

本实用新型采用的技术方案是： 

一种基于红外热成像的水果近表缺陷在线检测装置，它包括带式输送系统，外部热激励 系统，定节拍系统，水果分度系统，检测系统；其中：水果分度系统由固定底盘，分度盘，步进电机，驱动器，控制器，托盘，以及电动马达组成，所述的检测系统包括红外热像仪，计算机，以及水果缺陷检测软件；外部热激励系统安放在传送带两侧，定节拍系统位于传送系统和分度系统之间，固定底盘装在分度盘下方，旋转托盘装在固定底盘环形槽内的沉孔中间，热像仪固定在与旋转托盘水平相对的三角支架上，热像仪输出信号通过光缆与计算机相连。 

所述的带式输送系统包括：传送带，带轮，调速电机，变频器；带式输送系统装置包括进果传送机和出果传送机，水果靠相互推挤和皮带摩擦力以一定速度水平移动，水果输送带的速度通过变频器调节。 

所述的外部热激励系统包括：红外灯，控制器；红外灯分四组对称安放在进果传送带两侧，其辐射时间和辐射功率由控制器调节。 

所述的定节拍系统包括：底板，调节片和汽缸；通过控制气缸的开启节拍，实现水果按分度盘的节拍输送到定位槽内。 

在所述的水果分度系统中，分度盘沿圆周方向均匀地开有8个分度口，其转动速率以及停歇时间都要靠步进电机控制，步进电机通过联轴器和一对锥齿轮与分度盘主轴相连；固定底盘装在分度盘下方，其水平面沿圆周方向开有一个跨度大于水果直径的环形槽，用于支撑水果并防止水果因离心力脱离分度盘，槽内开有一个直径大于水果直径的沉孔；托盘装在固定底盘环形槽内的沉孔中间，托盘主轴与电动马达通过联轴器相连，托盘与固定底盘之间装有滚动轴承，用于将托盘及水果重量传递给固定底盘，电动马达通过法兰盘立式安装在固定底盘底部。 

在所述的检测系统中，水果缺陷检测软件安装在计算机内。