專利名稱：梨果糖分的無損檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及梨果糖分檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種梨果糖分的無損檢測裝置。
背景技術(shù)：
梨果因?yàn)楹腥梭w所需的多種維生素、礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分 而被人們認(rèn)為是日常生活中不可或缺的日常飲食的重要組成部分。而隨著生活條件的提高，人們對梨果的口感，糖分等品質(zhì)要求也越來越高。實(shí)時快速的檢測梨果果糖分，對于果農(nóng)合理施肥灌溉，普通百姓選擇適合自己口味的梨果具有重要意義。目前市場上對于梨果果糖分的檢測方法大多為有損檢測如折光儀檢測法。該方法采用破壞法將梨果赤道處均勻距離切四小塊，取汁液I 2滴，滴在折光儀棱鏡表面中央，迅速關(guān)上棱鏡，靜置一分鐘，朝向光源處，使視野內(nèi)出現(xiàn)清晰明暗分界線。分界線相應(yīng)的讀數(shù)即是所要的糖分。連續(xù)測試不同試樣時，應(yīng)在每次用清水干凈，在用鏡頭紙擦拭干凈進(jìn)行測試。這種方法雖然操作簡單，儀器便宜，但是有許多缺陷(I)讀取數(shù)據(jù)時受人為因素影響較大。人的視力、折光儀的放置角度及折光儀上殘留的糖分影響都將對結(jié)果產(chǎn)生很大影響，且較難避免；(2)采用的是有損測量方法，每次測量都會損壞梨果，無法再次出售或者種植，造成經(jīng)濟(jì)損失。

實(shí)用新型內(nèi)容(一 )要解決的技術(shù)問題本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是如何在不損壞梨果的情況下，快速、準(zhǔn)確地獲得梨果的糖分。( 二 )技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種梨果糖分的無損檢測裝置，所述裝置包括激光二極管、激光二極管驅(qū)動電路、光電前置檢測電路以及信號處理模塊，所述激光二極管與所述激光二極管驅(qū)動電路連接，所述光電前置檢測電路與所述信號處理模塊連接，所述激光二極管驅(qū)動電路，用于壓電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生穩(wěn)定電流，并使激光二極管發(fā)出激光，所述激光照射至所述待測梨果上，所述光電前置檢測電路收集所述待測梨果所反射的激光，并將產(chǎn)生的當(dāng)前電壓信號發(fā)送至所述信號處理模塊，所述信號處理模塊利用電壓信號和糖分之間的對應(yīng)關(guān)系計(jì)算獲得所述待測梨果的糖分。優(yōu)選地，所述裝置還包括探測臺，第一光纖和第二光纖均從所述探測臺的一端伸出，并分別與所述激光二極管和所述光電前置檢測電路相連接。優(yōu)選地，所述裝置還包括濾波電路，所述濾波電路設(shè)于所述光電前置檢測電路和所述信號處理模塊之間，用于過濾所述當(dāng)前電壓信號。[0013]優(yōu)選地，所述激光二極管驅(qū)動電路還設(shè)有防靜電電容，所述防靜電電容用于對所述激光二極管進(jìn)行靜電保護(hù)。優(yōu)選地，所述光電前置檢測電路包括相互連接的光電探測器和運(yùn)算放大器，所述光電探測器，用于接收所述待測梨果所反射的激光，并產(chǎn)生相應(yīng)的當(dāng)前電流
信號;所述運(yùn)算放大器，用于將所述當(dāng)前電流信號進(jìn)行電流/電壓轉(zhuǎn)換并進(jìn)行放大，以獲得所述當(dāng)前電壓信號。優(yōu)選地，所述裝置還包括顯示模塊，所述顯示模塊與所述信號處理模塊連接，用于顯示所述待測梨果的糖分。優(yōu)選地，所述裝置還包括串口通信模塊，所述串口通信模塊與所述信號處理模塊·連接，用于實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通信。(三)有益效果本實(shí)用新型通過各個模塊的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了在不損壞梨果的情況下，快速、準(zhǔn)確地獲得梨果的糖分。

圖I是按照本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的梨果糖分的無損檢測裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是圖I所示的梨果糖分的無損檢測裝置的具體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本實(shí)用新型，但不用來限制本實(shí)用新型的范圍。本實(shí)用新型的基本原理是采用近紅外光譜的產(chǎn)生原理，當(dāng)紅外單色或復(fù)合光照射穿過樣品時，樣品的分子會選擇性的吸收輻射光譜中某些頻率波段的光，引起分子中化學(xué)鍵的振動，則產(chǎn)生吸收光譜。近紅外光譜主要是分子基頻振動的倍頻和合頻吸收，烷烴和芳烴C-H伸縮震動的近紅外光譜區(qū)與基頻震動一樣含有豐富的信息，并且有自己相應(yīng)的吸收譜帶，而糖的主要成分即為C-H基，因此可以利用分子振動吸收近紅外光發(fā)生躍迂結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)方法來進(jìn)行檢測。使用化學(xué)計(jì)量學(xué)方法可以建立未被吸收的近紅外光譜和梨果糖濃度的模型，并且根據(jù)得到的未被吸收的近紅外光譜反演未知梨果的糖濃度。圖I是按照本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的梨果糖分的無損檢測裝置的結(jié)構(gòu)框圖；參照圖1，本實(shí)施方式的裝置包括激光二極管、激光二極管驅(qū)動電路、光電前置檢測電路以及信號處理模塊，所述激光二極管與所述激光二極管驅(qū)動電路連接，所述光電前置檢測電路與所述信號處理模塊連接，所述激光二極管驅(qū)動電路，用于壓電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生穩(wěn)定電流，并使激光二極管發(fā)出激光，所述激光照射至所述待測梨果上，所述光電前置檢測電路收集所述待測梨果所反射的激光(即所述未被吸收的近紅外光譜)，并將產(chǎn)生的當(dāng)前電壓信號發(fā)送至所述信號處理模塊，所述信號處理模塊利用電壓信號和糖分之間的對應(yīng)關(guān)系計(jì)算獲得所述待測梨果的糖分，本實(shí)施方式中，所述激光二極管驅(qū)動電路為以集成運(yùn)放LM324為核心的壓流轉(zhuǎn)換電路。[0028]為防止外界的光干擾，參照圖2，優(yōu)選地，所述裝置還包括探測臺，第一光纖和第二光纖均從所述探測臺的一端伸出，并分別與所述激光二極管和所述光電前置檢測電路相連接。為保證測量結(jié)果的精度，優(yōu)選地，所述裝置還包括濾波電路，所述濾波電路設(shè)于所述光電前置檢測電路和所述信號處理模塊之間，用于過濾所述當(dāng)前電壓信號，本實(shí)施方式中，所述濾波電路的核心為采用0PA277的低通濾波電路。為保護(hù)激光二極管，以提高所述裝置的使用壽命，優(yōu)選地，所述激光二極管驅(qū)動電路還包括防靜電電容，所述防靜電電容用于對所述激光二極管進(jìn)行靜電保護(hù)。優(yōu)選地，所述光電前置檢測電路包括相互連接的光電探測器和運(yùn)算放大器，所述光電探測器，用于接收所述待測梨果所反射的激光，并產(chǎn)生相應(yīng)的當(dāng)前電流
信號;所述運(yùn)算放大器，用于將所述當(dāng)前電流信號進(jìn)行電流/電壓轉(zhuǎn)換并進(jìn)行放大，以獲得所述當(dāng)前電壓信號。為便于直觀地顯示所述待測梨果的糖分，優(yōu)選地，所述裝置還包括顯示模塊，所述顯示模塊與所述信號處理模塊連接，用于顯示所述待測梨果的糖分，本實(shí)施方式中，所述顯示模塊為IXD1602。為便于與上位機(jī)之間的通信，優(yōu)選地，所述裝置還包括串口通信模塊，所述串口通信模塊與所述信號處理模塊連接，用于實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通信，本實(shí)施方式中，所述濾波電路、串口通信模塊和信號處理模塊采用C8051F系列單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)，所述單片機(jī)的內(nèi)部集成模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。本實(shí)施方式的裝置的工作原理為首先通過實(shí)驗(yàn)建立的電壓信號和糖分之間的對應(yīng)關(guān)系存入所述信號處理模塊(將所述電壓信號和糖分之間的對應(yīng)關(guān)系存入所述信號處理模塊時，可由上位機(jī)采用所述串口通信模塊存入所述信號處理模塊)，再將待測梨果放置于所述探測臺上，所述激光二極管驅(qū)動電路用于壓流轉(zhuǎn)換產(chǎn)生穩(wěn)定電流使激光二極管發(fā)出激光，所發(fā)出的激光經(jīng)過所述第一光纖照射至所述待測梨果上，所述梨果對激光進(jìn)行吸收，未被梨果吸收的激光經(jīng)第二光纖由所述光電前置檢測電路收集，所述光電前置電路將產(chǎn)生的電流信號進(jìn)行電流/電壓轉(zhuǎn)換并進(jìn)行放大，以獲得所述當(dāng)前電壓信號，由所述濾波電路對所述當(dāng)前電壓信號進(jìn)行濾波去噪，將去噪后的電壓信號發(fā)送至所述信號處理模塊，所述信號處理模塊利用電壓信號和糖分之間的對應(yīng)關(guān)系計(jì)算獲得所述待測梨果的糖分，并對所述待測梨果的糖分進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，由所述顯示模塊進(jìn)行顯示。以上實(shí)施方式僅用于說明本實(shí)用新型，而并非對本實(shí)用新型的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本實(shí)用新型的范疇，本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求1.一種梨果糖分的無損檢測裝置，其特征在于，所述裝置包括激光二極管、激光二極管驅(qū)動電路、光電前置檢測電路以及信號處理模塊，所述激光二極管與所述激光二極管驅(qū)動電路連接，所述光電前置檢測電路與所述信號處理模塊連接， 所述激光二極管驅(qū)動電路，用于壓電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生穩(wěn)定電流，并使激光二極管發(fā)出激光，所述激光照射至所述待測梨果上，所述光電前置檢測電路收集所述待測梨果所反射的激光，并將產(chǎn)生的當(dāng)前電壓信號發(fā)送至所述信號處理模塊，所述信號處理模塊利用電壓信號和糖分之間的對應(yīng)關(guān)系計(jì)算獲得所述待測梨果的糖分。
2.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括探測臺，第一光纖和第二光纖均從所述探測臺的一端伸出，并分別與所述激光二極管和所述光電前置檢測電路相連接。
3.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括濾波電路，所述濾波電路設(shè)于所述光電前置檢測電路和所述信號處理模塊之間，用于過濾所述當(dāng)前電壓信號。
4.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述激光二極管驅(qū)動電路還設(shè)有防靜電電容，所述防靜電電容用于對所述激光二極管進(jìn)行靜電保護(hù)。
5.如權(quán)利要求I 4中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述光電前置檢測電路包括相互連接的光電探測器和運(yùn)算放大器， 所述光電探測器，用于接收所述待測梨果所反射的激光，并產(chǎn)生相應(yīng)的當(dāng)前電流信號; 所述運(yùn)算放大器，用于將所述當(dāng)前電流信號進(jìn)行電流/電壓轉(zhuǎn)換并進(jìn)行放大，以獲得所述當(dāng)前電壓信號。
6.如權(quán)利要求I 4中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括顯示模塊，所述顯示模塊與所述信號處理模塊連接，用于顯示所述待測梨果的糖分。
7.如權(quán)利要求I 4中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括串口通信模塊，所述串口通信模塊與所述信號處理模塊連接，用于實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通信。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種梨果糖分的無損檢測裝置，涉及梨果糖分檢測技術(shù)領(lǐng)域，所述裝置包括激光二極管、激光二極管驅(qū)動電路、光電前置檢測電路以及信號處理模塊，所述激光二極管與所述激光二極管驅(qū)動電路連接，所述光電前置檢測電路與所述信號處理模塊連接，所述激光二極管驅(qū)動電路，用于壓電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生穩(wěn)定電流，并使激光二極管發(fā)出激光，所述激光照射至所述待測梨果上，所述光電前置檢測電路收集所述待測梨果所反射的激光，并將產(chǎn)生的當(dāng)前電壓信號發(fā)送至所述信號處理模塊，所述信號處理模塊利用電壓信號和糖分之間的對應(yīng)關(guān)系計(jì)算獲得所述待測梨果的糖分。本實(shí)用新型通過各個模塊的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了在不損壞梨果的情況下，快速、準(zhǔn)確地獲得梨果的糖分。
文檔編號G01N21/31GK202631422SQ20122015970
公開日2012年12月26日 申請日期2012年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月13日
發(fā)明者董大明, 鄭文剛, 王偉明, 趙賢德, 矯雷子, 張石銳, 王朋飛, 鮑鋒 申請人:北京農(nóng)業(yè)智能裝備技術(shù)研究中心