[发明专利]一种水囊式果蔬紧实度测量装置及方法

说明书

本发明公开了一种水囊式果蔬紧实度测量装置及方法。将环形测压带套在被测果蔬中间部位后，置于水囊式测量筒内；启动微型水泵充水，被测果蔬表面及环形测压带与水囊式测量筒内壁均匀接触受力，多通道数据采集卡采集环形测压带上的各压力传感器数据信息并传输给计算机，待各通道压力示数为0‑1N时，停止微型水泵运转，记录流量传感器示数S₀；继续启动微型水泵，经过一定时间记录采集卡上各压力传感器的示数；通过各示数的平均值N计算出体积弹性模量，反映果蔬紧实度大小。本发明利用水囊充水原理测定果蔬在5%径向弹性变形范围内果蔬承受单位面积的力，用于快速无损测定各类不同尺寸球形果蔬紧实度，结构简单，便于拆卸携带，可进行现场检测。

技术领域

本发明属于农业生产技术领域，具体涉及一种水囊式果蔬紧实度测量装置及方法。

背景技术

紧实度是球形（结球类）果蔬的一种物理压缩效应，衡量果蔬内部抗压能力，与果蔬质地有关，可用于评价果蔬内部品质及成熟度。传统测定果蔬紧实度大都采用手握果蔬的方法进行定性评价，主观性强；目前有关果蔬紧实度的测量主要采用质构仪、硬度计等仪器刺入果蔬内部测得单点或多点数据值，不能全面反映果蔬紧实度真实值，且属于破坏性检测，多集中于测定苹果、梨等传统水果，对不同品种白菜、甘蓝等叶类蔬菜紧实度测定较少，且测定值缺乏客观可比性。

CN104034587A公开了一种球形果蔬坚实度的测量方法，该方法利用的结球类蔬菜坚实度的测量装置，将被测球形果蔬放置于该装置的载物台圆形凹槽处，利用步进电机驱动皮带做水平直线运动，使皮带压实球形果蔬表面，记录拉伸一定位移后拉力传感器的示数用于表示球形果蔬的坚实度。上述专利采用水平单向拉伸加载的方式测量忽略了带宽对不同大小结球果蔬的影响，且被测果蔬与皮带两端受力不均易导致侧滑倾斜，致使测量结果不够准确。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的是在于提供一种水囊式果蔬紧实度测量装置及方法，利用水囊式充水原理完全包裹被测果蔬表面，结合传感器技术测定果蔬紧实度，能较平稳准确测得不同大小、不同品种果蔬的紧实度真值，结构简单，便于携带。

一种水囊式果蔬紧实度测量装置，包括水压动力控制元件和水囊式测压元件；所述水压动力控制元件设在水囊式测压元件下方，为水囊式测压元件提供水压动力，用于测量被测果蔬的压力以计算紧实度；所述的水压动力控制元件包括微型水泵、水箱、管道线路连接箱、输出软管、输入软管、流量传感器和直流电源组件；所述直流电源组件位于底部，微型水泵、水箱与流量传感器均固定于直流电源组件上表面；所述的直流电源组件为所述微型水泵提供动力，可进行直流交流转换；所述水箱上方设有管道线路连接箱；所述微型水泵将水箱中的水泵出，通过输入软管输送到管道线路连接箱，管道线路连接箱通过输出软管连接流量传感器，流量传感器与水箱相连通。

所述的水囊式测压元件包括水囊式测量筒、多通道数据采集卡、环形测压带；环形测压带设在水囊式测量筒的内部，用于测量被测果蔬的压力；多通道数据采集卡设在水囊式测量筒上方。

所述的水囊式测量筒包含水囊、测量筒壳体，用于给环形测压带施加压力，并包裹被测果蔬；其中，水囊安装在测量筒壳体内；所述水囊与管道线路连接箱相连通。

所述环形测压带主体是一根弹性伸缩带，上面均匀间隔设有三个压力传感段，压力传感段设有多个压力传感器，用于测量被测果蔬的压力。

所述的多通道数据采集卡用于采集环形测压带上的压力传感器获得的压力数据。

一种采用根据所述装置检测果蔬紧实度的方法，包括以下步骤：

（1）测量果蔬直径：测量被测果蔬直径d，以此确定直径压缩变形量Δd=0.05d，体积压缩变形量；