[实用新型]一种球形水果糖度无损检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种水果糖度无损检测装置，尤其是涉及一种球形水果糖度无损检测装置。 

背景技术

随着人们生活水准的不断提高，人们在购买水果时，越来越注重水果的内部品质。糖度是水果重要的品质指标之一，其含量的高低直接决定了水果的口感，决定了水果的销售价格和销量。现有的检测方法分为两大类：有损检测和无损检测。有损检测方法包括蒽酮比色法、探针穿刺法、糖度计或折光计法，这些方法都需要事先将水果榨汁，提取果汁进行检测，对水果的外观造成损伤。目前国内外针对水果内部品质检测的研究重点均放在无损检测上。无损检测包括近红外光谱法、电子鼻法、机器视觉法、振动脉冲响应法等，这些方法共同的优点是在不需要破坏水果外观、不改变水果风味的前提下通过水果的光谱特性、气味、动力学特性等对水果实现内部品质的检测。 

目前国内外在水果的品质无损检测上已开发了一些仪器装置进行水果成熟度、新鲜度、缺陷和损伤的检测，但由于测试精度低、装置成本高而使得推广困难。机器视觉法仅能对水果的外观指标进行检测，装置体积大，成本较高。近红外光谱法能检测水果的许多内部品质，如水分、糖度、糖酸比等，但穿透距离小，仅能做局部品质检测，影响检测的准确度。电子鼻法针对水果成熟时发出的特定气味来判断内部品质，检测的精度和适用水果种类受到了限制。振动脉冲响应法受到外部环境的干扰较大，精度不高。 

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种球形水果糖度无损检测装置，从而解决因极板与水果接触带来的检测不便和精度过低的缺陷。 

本实用新型采用的技术方案是： 

一、一种球形水果糖度无损检测方法，它包括以下几个步骤： 

步骤1）：在内装有两块平行极板，待测水果放置于导电橡胶托盘中并位于两块平行极板间，控制器分别与平行极板、导电橡胶托盘、和精密电容测试仪连接，控制器和精密电容测试仪通过串口进行数据传递； 

步骤2）：由精密电容测试仪测试出水果与之间的电容C_V；由精密 电容测试仪测试出两块平行极板之间的电容C； 

步骤3）：将步骤2）中获得的电容C_V通过公式V∝C_V计算出水果的体积V； 

步骤4）：视水果为球形，将步骤3）中得到的水果体积V代入公式获得水果的半径r； 

步骤5）：将步骤4）中得到的半径r、步骤2）中得到的电容C、已知的极板的面积S、极板间距D代入公式算出消除极板间空气间隙后测得的水果的等效电容C_x; 

其中，C_S＝ε₀·4πr²/(D-2r)为与水果串联的空气的等效电容； 

为与水果并联的空气的等效电容； 

ε₀为真空介电常数； 

步骤6）：根据给定的水果糖度与电容C_x之间的数学模型，计算出相应的糖度指标，并显示在液晶显示器上。 

二、一种球形水果糖度无损检测装置： 

本实用新型在内装有两块平行极板，待测水果放置于导电橡胶托盘中并位于两块平行极板间，控制器的第一端与一块极板连接，控制器的第二端与导电橡胶托盘连接，控制器的第三端与连接，控制器的第四端与另一块极板连接，控制器的第五端和第六端分别与精密电容测试仪连接，控制器和精密电容测试仪通过串口进行数据传递。 

所述的控制器，包括微处理器、液晶显示器、按键和继电器驱动电路；微处理器分别与液晶显示器、按键和继电器驱动电路连接。 

所述的继电器驱动电路，包括电阻R1与光耦芯片U1的输入端组成的隔离电路；光耦芯片U1的输出端与二极管D1、双刀双掷继电器K1组成继电器驱动放大电路。 

所述的微处理器为51系列单片机、PIC单片机、AVR单片机或ARM处理器中的任意一种。 

本实用新型具有的有益效果是： 

1、装置简单可靠，操作方便，成本较低，能进行水果糖度快速无损检测。 

2、平板电极与水果之间非接触，消除了空气间隙的影响，提高测量精度。 

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。 

图2是本实用新型控制器原理框图。 

图3是本实用新型的继电器驱动电路的电路原理图。 

图4是本实用新型的等效电路模型结构图。 

图5是本实用新型的水果等效电容计算过程示意图。 

图中：1、精密电容测试仪，2、控制器，3、导电橡胶托盘，4、平行极板， 6、接线柱，7、屏蔽双绞线。