[发明专利]基于激光多普勒测振的水果硬度无损检测方法及装置

摘要

本发明公开了一种基于激光多普勒测振的水果硬度无损检测方法及装置。所述检测方法包括步骤：采集具有代表性的水果组成建模样品集；样品质量的测定；振动信号的采集；振动信号的处理；硬度标准值的测定；硬度预测模型的建立和验证。其检测装置包括振动控制系统和振动信号采集系统。用激光多普勒测振模块自带的信号分析软件对激光多普勒测振控制器和ICP加速度传感器的输出信号进行滤波、微积分、FFT、求幅频响应。本发明具有不损伤被测水果、不受环境噪声影响、不破坏水果自由振动与适应性好等优点，实现对了水果硬度的无损检测。

主权项

一种基于激光多普勒测振的水果硬度无损检测方法，其特征在于包括以下步骤：步骤（1）采集具有代表性的水果组成建模样品集；步骤（2）样品质量的测定：用电子天平称取每个样品的质量；步骤（3）振动信号的采集：将样品放于振动发生机扩展台的中心位置并对其施以频率变化的激励信号，用激光多普勒测振模块测量样品上表面顶点处的振动速度信号，用ICP加速度传感器测量扩展台面的振动加速度信号，得到的两路振动信号经数据采集卡采集并送至计算机保存，采样频率为5120 Hz；步骤（4）振动信号的处理：对采集到的两路振动信号进行滤波、积分、快速傅里叶变换处理，再求幅频响应，并提取特征频率；步骤（5）硬度标准值的测定：在万能力学试验机上测定每一个样品的最大受力/受力面积，N/cm2，作为硬度标准值；步骤（6）硬度预测模型的建立和验证：将样品分为校正组和验证组，划分校正组和验证组的比例为3:1，采用线性回归方法对校正组样品建立机械振动特性与其硬度之间的模型；并基于验证组对所得到的预测模型进行验证，比较样品硬度的预测值和标准值，并根据实际生产中的需求，对模型进行优化。