[发明专利]一种杨梅果实糖酸度便携式无损检测装置

说明书

本发明公开了一种杨梅果实糖酸度便携式无损检测装置。该检测装置包括外壳，以及安装在外壳上的特定波段光源、光照强度传感器和控制模块。外壳上设置有遮光壁7。特定波段光源和光照强度传感器均安装在遮光壁7的内侧。特定波段光源包括第一LED灯和第二LED灯。所述第一LED灯和第二LED灯的发光位置分别设置有570nm和610nm的滤光片。本发明使用32nm带宽的滤光片与光照强度传感器相配合，实现了低成本的杨梅糖度、酸度的无损检测。此外，本发明在降低成本的情况下达到了与利用4nm光谱分辨率光谱图像求得值相近的检测精度。

技术领域

本发明属于果实糖酸度无损检测技术领域，具体涉及一种杨梅果实糖酸度便携式无损检测装置及其检测方法。

背景技术

杨梅是浙江省的一种重要经济作物，浙江省杨梅栽培的总面积约为70万亩，年总产量为21万吨。杨梅树性强健，易于栽培，经济寿命长，生产成本明显比其他水果低，因此，被人们誉为“绿色企业”和“摇钱树”。我国的杨梅主要集中在六月至七月进行采摘，采摘时间短，杨梅产量高，并且同一株杨梅树的杨梅成熟期不同，需要多次采摘。杨梅的口感和营养决定了杨梅的质量等级，较高等级的杨梅产生的经济价值也较高，以往人工分类杨梅取决于经验，因此分类标准参差不齐，不能充分发挥高质量杨梅的经济价值。同时，由于夏天的高温高湿的天气，杨梅的质地又较为柔软，没有外果皮进行保护，因此杨梅的耐储藏性较差，如果分类效率较低则会导致杨梅腐烂，影响质量。基于上述问题，目前急需一种高效而精确的杨梅分类方法与仪器。

杨梅的质量等级主要是由杨梅的甜度和酸度决定，质量较高的杨梅吃起来香甜可口，而在化学组分中的反应则是其果肉中所含糖度和酸度，因此如果能对杨梅果实的糖度和酸度进行准确的检测，就能够对杨梅进行分类。以往的水果质量检测方法需要破坏水果的成分，提取果肉通过化学组分分析，得到其相关组分，而随着光谱分析技术的兴起，使得对于水果的无损检测成为现实。光谱分析技术因具有分析时间短，无需样品预处理，非破坏性，无污染以及成本低等特点，已成为20世纪90年代以来发展最快，最引人注目的现代定量分析技术，广泛应用于农产品，食品的品质检测。近年来我国的水果无损检测研究主要应用于苹果等水果，尚未有研究用于杨梅的无损质量检测，而且所采用的光谱分析仪器均是一些较复杂的光谱仪，造价昂贵而且不易于使用。

申请号为“2020107825636”，名称为“一种杨梅品质无损检测方法”，以及申请号为“2020105424195”，名称为“一种基于高光谱的杨梅果实糖酸度无损检测方法”的专利申请中均记载了无损检测杨梅果实糖酸度的方法，但是二者分别需要使用工业相机、高光谱仪；而工业相机和高光谱仪均存在成本昂贵的缺点；因此，目前具有造价较低、便于使用的杨梅无损质量检测仪器尚未实现，因此具有极大的发展前景。

发明内容

本发明的目的在于解决以往人工判别杨梅成熟度的局限性，通过采集杨梅表面对相关特征波长光的反射信息，反演杨梅的酸度和糖度的便携式无损检测装置。

本发明提供一种杨梅果实糖酸度的便携式无损检测装置，其包括外壳，以及安装在外壳上的特定波段光源、光照强度传感器和控制模块。光照强度传感器的光谱分辨率为32nm。外壳上设置有遮光壁7。特定波段光源和光照强度传感器均安装在遮光壁7的内侧。特定波段光源包括第一LED灯和第二LED灯。所述第一LED灯和第二LED灯的发光位置分别设置有570nm和610nm的滤光片。

控制模块安装在外壳内。控制模块利用糖酸度检测模型，以第一LED灯、第二LED灯分别发光时检测到的光强度为输入信号，计算被测杨梅果实的糖度C_sugar和酸度PH如下：

C_sugar＝A*C_anth+B

PH＝A*R₁^-B+C

C_anth＝A*R₂²-B*R₆₂₀+C