[发明专利]一种基于称重分选线改造的水果糖度分选装置与方法

说明书

本发明公开了一种基于称重分选线改造的水果糖度分选装置与方法，包括机械传送装置、可见近红外光谱检测装置、分选控制装置，机械输送装置输送水果进入可见近红外光谱检测装置，采用垂直光束照射到待检测的水果上，并通过漫反射光学原理将照射到水果上的光束反射出来，可见近红外光谱检测装利用水果可见近红外漫反射光谱对水果内部糖、酸度进行在线检测与分级,通过脉冲信号传递给分选控制装置，通过果盘的翻转来实现分选；通过采集水果在300nm‑1100nm波段范围内的可见近红外漫透射光谱，并利用预先建立的水果糖、酸度预测模型预测，计算出水果内部的糖、酸度含量，结合自动控制系统，实现水果内部糖、酸度的在线检测与自动分选。

技术领域

本发明涉及水果内部糖酸度在线检测与分选，属水果在线无损检测及分选技术领域，尤其涉及一种基于称重分选线改造的水果糖度分选装置与方法。

背景技术

随着今年我国经济的发展，消费者生活水平的提高，以及消费者饮食观念的改变,人们在选购水果时不再单一地注重外观形状、大小、颜色等外部品质,而且将水果的内部品质也作为参考标准,如糖度、酸度、维生素含量等指标。目前，国外一些发达国家，将水果采摘后依据内部品质和外部品质即时进行分选，如日本,美国等一些知名水果生产公司就以水果除具大小、外观等最佳品质外,更具有最佳内部营养品质作为自己的品牌文化。近红外光谱技术相对于传统化学破坏检测法的成本高、操作过程复杂、消耗时间长、可产生二次污染等缺点，以其安全高效、快速准确、成本造价低、应用范围广等优点而获得广发认可，也符合发展绿色农业的理念。近红外光谱无损检测技术作为既能检测水果内部品质，又不破坏水果的新技术,已经投入到农产品产后处理和加工过程中,并相关装置一直处在研发和功能升级中。如日本开发了可见近红外光谱检测梨、苹果成熟度的传感器,又研制了快速判别柑桔类水果成熟度和色泽的选果装置,并将此技术用于自动化选果线上,把成熟度和色彩传感器与自动化分选,包装线集成在一起,率先实现了柑桔类水果实时检测。比利时利用可见近红外光谱技术,研制了用于苹果糖度、酸度和维生素C含量等内部品质的在线检测装置。水果内部品质检测技术在国外已经日趋成熟，而在国内却鲜有报道，任然属于技术空白，进口国外设备又十分昂贵，因此加速开发能快速无损检测水果内部品质，满足国内市场需求和消费者需求的无损检测装置显得尤为重要。

公告号2555109、2555110的中国专利公开了一种基于水果机器视觉的生产分选装置,该装置通过图像处理技术，依据水果大小、形状、表皮光滑度、色泽等外部品质进行分选,但均采单片机实现自动控制,容易受到逻辑器件的干扰,造成控制的紊乱。公开号101158651的中国专利公开了一种基于激光图像分析检测水果内部品质的装置，该装置融合了计算机机器视觉技术和激光图像分析技术，依据图像处理技术将采集到的图像与测得的水果储藏期的理化指标作对比，来检测水果的硬度、色泽、表面缺陷和糖酸比，但该装置没有涉及到在线高速分选，图像采集要在暗室内进行，不适合生产环境较差的现场实时作业。公开号101021478的中国专利公开了一种水果品质的激光诱导荧光高光谱图像检测方法和装置，该装置可以用来快速检测水果表面缺陷和损伤、颜色、糖度、酸度和内部营养物质，但该装置在分选水果时采用高压吹气式果杯，极易造成伤果，而且在分选较重的水果时易出现吹不动的现象。美国专利No.4883953、No.5089701分别介绍了运用不同的光谱波段进行不同的水果内部品质检测装置的开发，如：苹果、柑桔、甜瓜等，但没有充分考虑外部信号和逻辑器件对水果检测控制的干扰。公开号1394699的中国专利公开了水果品质实时检测和分级机器人系统。该装置依据计算机视觉识别技术，可对水果的果形、大小、色泽、表皮光滑度、果面机械损伤等外部指标进行检测和分选，该装置只能对水果的外部品质进行检测，而不能检查水果的内部品质，采用单片机控制，在噪声大的环境中，逻辑单元易被干扰。