CN100498295C - 激光无损检测水果内部特性的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了属于光学无损检测技术领域的涉及一种激光无损检测水果内部特性的方法及装置。将激光发射器放置在室温暗室内，在水果的果面上放置一个金属环；激光发射器工作时，将激光光束的发射面与金属环相接触，用大头针标记光在水果内部的传播范围的边界，并用细线测量该区域的周长；比较光在无损水果和处理后水果内部的传播面积；统计数据并作图比较结果。将水果准确无误并且毫无损伤地分级。本方法在检测中不损伤水果内部和外部品质；检测方法易于掌握，操作简便，迅速、容易、准确得到结果；设备简单便于购买，降低分级成本，便于推广和使用。
Description
技术领域
本发明属于光学无损检测技术领域。特别涉及根据激光在水果内部的传播性质，实现对水果检测的一种激光无损检测水果内部特性的方法及装置。
背景技术
要提供给消费者高质量的水果是个多学科综合作用的途径，需要农学、园艺学等多学科知识。
先有的无损检测技术主要采用的是近红外对水果内部成分的探测，比如水果糖酸度、成熟度的检测。利用水果在不同波段的光强度不同，来判断水果的品质。
还有没能推广运用的近红外在线检测技术，其原理是将近红外摄像头放置在在线检测水果的摄像室内，水果通过输送装置进入摄像室，近红外摄像头采集到的水果的信息，经处理后，确定该个水果内部的糖酸度和成熟度。
现有的水果分级机构存在主要的问题是：近红外不能对水果内部损伤进行检测；必须利用图像处理技术对水果图像进行处理，不便于操作。当前，激光无损检测水果内部特性的方法及装置没有文章或相似专利公开。
发明内容
本发明的目的是提供一种激光无损检测水果内部特性的方法及装置，其特征在于，所述激光无损检测水果内部特性的装置为激光发射器1放置在金属环2上，金属环2放在置于暗室内水果5上，细绳4套在水果5上，用做记号的大头针3靠在细绳4附近水果5的表面；
所述激光无损检测水果内部特性的方法是
1)准备一个保持在常温22℃的暗室，室内保证不能有任何可见光照射；
2)激光发射器1对水果5发射波长为670nm，功率为10mw的激光，激光在水果5内部传播，并在果面上产生光亮的区域，用做记号的大头针3在该区域的端点位置做记号，用细绳4将光亮区域的周长量取出来，并记录；
3)所述激光发射器对于每个不同水果的光源高度应保持一致，选择距离果面为4mm；
4)所述用于测量长度用的细线4应尽量准确地按照标记测量出激光发生散射面积的周长，对于水果受损伤后，光在水果内部的传播面积会随着时间的增长而增加，周长的变化是反应水果损伤的标志，并且及时记录。比较光在无损水果和处理后水果内部的传播面积；统计数据并作图比较结果。
本发明的有益效果是无损检测水果内部品质的方法，在检测中不损伤水果内部和外部品质；检测方法易于掌握，操作简便，迅速、容易、准确得到结果；设备简单便于购买，降低分级成本，便于推广和使用。
附图说明
图1是本发明装置结构示意图。
图2为草莓在加压50MPa前后的光传播范围的变化。
具体实施方式
本发明为一种激光无损检测水果内部特性的方法及装置。在图1所示的装置结构示意图中，激光发射器1放置在金属环2上，金属环2放在置于暗室内水果5上，细绳4套在水果5上，用做记号的大头针3靠在细绳4附近水果5的表面；
所述激光无损检测水果内部特性的方法是
1)准备一个保持在常温为室温±22℃的暗室，室内保证不能有任何可见光照射；
2)激光发射器1对水果5发射波长为670nm，功率为10mw的激光，激光在水果5内部传播，并在果面上产生光亮的区域，用做记号的大头针3在该区域的端点位置做记号，用细绳4将光亮区域的周长量取出来，并记录；
3)所述激光发射器对于每个不同水果的光源高度应保持一致，选择距离果面为4mm；选择距离果面4mm固定光源，是因为激光在此高度照射在水果内部时的散射面积最容易观察。而固定好光源高度对于计算激光在不同水果中的散射面积也具有可比性。
4)所述用于测量长度用的细线4应尽量准确地按照标记测量出激光发生散射面积的周长，对于水果受损伤后，光在水果内部的传播面积会随着时间的增长而增加，周长的变化是反应水果损伤的标志，并且及时记录。比较光在无损水果和处理后水果内部的传播面积；统计数据并作图比较结果。
下面举例予以说明。
以草莓为例：
将完好的草莓放在室温±22℃的暗室内每隔1小时测量一次光的传播范围并记录，连续测量5次。再将样本放在压力设备中进行加压破坏，压力维持在50MPa，时间从2分钟到6分钟不等。加压后立即对草莓运用本专利说明中的无损检测方法测量光的传播面积，仍然保持每隔1小时测一次，一共测量3次。
测量结果如图1所示，横坐标为实验所用时间，纵坐标为光的传播面积的周长，用ΔL表示。从图1可见，无损伤的草莓在控制观察过程中，光的传播长度ΔL并不明显，但是草莓在接收压力实验后ΔL发生显著的变化，增量用Δ表示。(图中实线表示成熟的草莓，虚线表示较不成熟的草莓)。
图1中的具体数据如下：处理前的草莓ΔL基本处于水平变化，平均斜率为0.25，加压后，光的传播长度明显增加，平均增量为33毫米，经过压力破坏后的草莓，光的传播长度也变化很大，平均斜率为8.33。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明专利的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明专利进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明专利进行修改或者等同替换，而不能脱离本发明专利的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明专利的权利要求范围当中。光源距离同一水果的高度不同，在水果内部散射的面积不同。
Claims (3)
1.一种激光无损检测水果内部特性的装置，其特征在于，所述激光无损检测水果内部特性的装置为激光发射器(1)放置在金属环(2)上，金属环(2)放在置于暗室内水果(5)上，细绳(4)套在水果(5)上，用做记号的大头针(3)靠在细绳(4)附近水果(5)的表面上。
2.根据权利要求1所述激光无损检测水果内部特性的装置，其特征在于，所述所述金属环2的厚度为4mm，内径大于激光发射器1发射头的内径。
3.一种激光无损检测水果内部特性的方法，其特征在于，所述激光无损检测水果内部特性的方法是：
1)准备一个保持在常温22℃的暗室，室内保证不能有任何可见光照射；
2)激光发射器(1)对水果(5)发射波长为670nm，功率为10mw的激光，激光在水果(5)内部传播，并在果面上产生光亮的区域，用做记号的大头针(3)在该区域的端点位置做记号，用细绳(4)将光亮区域的周长量取出来，并记录；
3)所述激光发射器对于每个不同水果的光源高度应保持一致，选择距离果面为4mm；
4)所述用于测量长度用的细线(4)应尽量准确地按照标记测量出激光发生散射面积的周长，对于水果受损伤后，光在水果内部的传播面积会随着时间的增长而增加，周长的变化是反应水果损伤的标志，并且及时记录；统计数据并作图，比较光在无损水果和处理后水果内部的传播面积，比较得到结果。
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Non-Patent Citations (6)
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| 激光在农业上的应用. 刘颂豪，伍育源，陈汝民.中国农学通报，第8卷第4期. 1992 |
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| 采后果蔬损伤检测研究进展(英文). 蒋跃明，Takeo，Shiina.农业工程学报，第18卷第5期. 2002 |
| 采后果蔬损伤检测研究进展(英文). 蒋跃明，Takeo，Shiina.农业工程学报，第18卷第5期. 2002 * |
Also Published As
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