專利名稱：便攜式桃子成熟度無損檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無損檢測水果測試裝置，尤其是涉及一種便攜式桃子成熟度無損檢測裝置。
背景技術(shù)：
桃子是我國重要的常見水果之一，市場對品質(zhì)的高要求使得我們必須對桃子在產(chǎn)后各個環(huán)節(jié)進(jìn)行成熟度檢測。水果成熟度傳統(tǒng)的檢測方法主要是通過目測和手感，根據(jù)其顏色和質(zhì)地來判斷成熟度，該方法完全取決于個人的經(jīng)驗，準(zhǔn)確度差。在建立一種客觀、無損、快速準(zhǔn)確檢測水果成熟度的方法方面，國內(nèi)外已進(jìn)行了一些研究，主要有
近紅外光譜法通過實驗方法確定水果的特征波長，然后在該特征波長下進(jìn)行吸收譜分析，可以確定其含糖量、可滴定酸含量等成熟度指標(biāo)，但由于近紅外光的穿透距離短，無法測試整體的成熟度，測量精度受到限制。機(jī)器視覺法在可見/近紅外波段對水果成像，采用圖像處理、分析技術(shù)和計算機(jī)通信技術(shù)，通過顏色、體積、硬度等外觀指標(biāo)確定水果的成熟度，但由于只能對水果表面或接近表面的區(qū)域成像，測試的準(zhǔn)確度受到影響，且成本較大。敲擊法通過橡皮錘敲擊水果表面，根據(jù)接收的聲音頻譜特征確定水果的成熟度，該法易操作，成本較低，但易受到外界聲音的干擾而影響測試結(jié)果。電子鼻法通過電子鼻檢測水果成熟時發(fā)出的特定氣味來判定水果的成熟度，該法操作簡單，靈敏度高，但僅能針對特定的水果和特性氣味，測試水果品種范圍較窄。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種便攜式桃子成熟度無損檢測裝置。利用該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對桃子成熟度的快速準(zhǔn)確、無損檢測，并能通過液晶顯示器顯示檢測的結(jié)果。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
本發(fā)明包括固定底座、活動底座、橡皮托盤、活動金屬夾、滑動桿，控制電路、屏蔽雙絞線、兩塊平板電極、金屬屏蔽箱；在金屬屏蔽箱內(nèi)裝有固定底座，固定底座的一側(cè)中部安裝有與固定底座垂直的滑動桿，活動底座與固定底座平行并安裝在滑動桿上，活動金屬夾的一端安裝在活動底座與固定底座間的滑動桿上，活動金屬夾的另一端為安裝桃子的橡皮托盤，固定底座和活動底座的長邊均開有一條平行的安裝槽，兩個安裝槽內(nèi)均安裝一塊平板電極，兩塊平板電極分別經(jīng)接線柱上的屏蔽雙絞線與控制電路連接。所述的控制電路包括嵌入式控制器、DDS正弦波發(fā)生器、電壓緩沖放大電路、平板電極和桃子所構(gòu)成的等效阻抗Z與標(biāo)準(zhǔn)電阻Rb組成的串聯(lián)電路、信號調(diào)理電路、液晶顯示器；DDS正弦波發(fā)生器的輸出信號Vi連接到電壓緩沖放大電路，電壓緩沖放大電路的輸出信號Vs連到電阻Rb與等效阻抗Z構(gòu)成的串聯(lián)電路，同時還與信號調(diào)理電路的輸入端連接；電阻Rb與等效阻抗Z串聯(lián)電路的中點(diǎn)信號Vo連接信號調(diào)理電路的另一個輸入端，同時該信號還輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換器的模擬信號輸入端；信號調(diào)理電路的兩個輸出端信號Vol、Vo2分別連接嵌入式控制器的兩個計數(shù)器輸入端；模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸出端分別與嵌入式控制器的數(shù)字輸入信號端相連，液晶顯示器的數(shù)字信號輸入端與嵌入式控制器的數(shù)字信號輸出端相連。所述的電壓緩沖放大電路包括電容Cl與電阻Rl串聯(lián)后與放大器Ul構(gòu)成的電壓跟隨器；電阻R2、電阻R3、熱敏電阻RU、電阻R4、電容C6、三極管Ql構(gòu)成基極分壓式共射放大電路；電阻R5、電阻R7、電阻R9、三極管Q2構(gòu)成單管射極跟隨器；電阻R6、電容C7構(gòu)成負(fù)反饋電路。所述的信號調(diào)理電路包括電阻R8、電阻R9、二極管D1、二極管D2、比較器U2A構(gòu)成單門限的過零電壓比較器；電阻R12、電阻R13、電阻R16和放大器U2B構(gòu)成的同相比例運(yùn)放電路；電阻R10、電阻R11、二極管D3、二極管D4、比較器U3A構(gòu)成單門限的過零比較器；電阻R14、電阻R15、電阻R17、放大器U3B構(gòu)成的同相比例運(yùn)算放大器進(jìn)行放大；電容C10、電容CU作為濾波電容，濾波高頻雜波信號。本發(fā)明具有的有益效果是1、成本低廉，攜帶方便，檢測快速，不損傷桃子。2、檢測受外界環(huán)境因素影響小，測試結(jié)果準(zhǔn)確度高。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的電路原理框圖。圖3是本發(fā)明的電壓緩沖放大電路的電路原理圖。圖4是本發(fā)明中的信號調(diào)理電路的電路原理圖。圖中1、固定底座，2、安裝槽，3、橡皮托盤，4、活動金屬夾，5、控制電路，6、活動底座，7、滑動桿，8、金屬屏蔽箱，9、屏蔽雙絞線，10、平板電極，11、接線柱。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。如圖1所示，本發(fā)明包括固定底座1、活動底座6、橡皮托盤3、活動金屬夾4、滑動桿7，控制電路5、屏蔽雙絞線9、兩塊平板電極10、金屬屏蔽箱8 ;在金屬屏蔽箱8內(nèi)裝有固定底座1，固定底座I的一側(cè)中部安裝有與固定底座I垂直的滑動桿7，活動底座6與固定底座I平行并安裝在滑動桿7上，活動金屬夾4的一端安裝在活動底座6與固定底座I間的滑動桿7上，活動金屬夾4的另一端為安裝桃子的橡皮托盤3，固定底座I和活動底座6的長邊均開有一條平行的安裝槽2，兩個安裝槽內(nèi)均安裝一塊平板電極，兩塊平板電極分別經(jīng)接線柱上的屏蔽雙絞線與控制電路連接。如圖2所示，是本發(fā)明的電路原理框圖，包括嵌入式控制器、DDS正弦波發(fā)生器、電壓緩沖放大電路、平板電極和桃子所構(gòu)成的等效阻抗Z與標(biāo)準(zhǔn)電阻Rb組成的串聯(lián)電路、信號調(diào)理電路、液晶顯示器；DDS正弦波發(fā)生器的輸出信號Vi連接到電壓緩沖放大電路，電壓緩沖放大電路的輸出信號Vs連到電阻Rb與等效阻抗Z構(gòu)成的串聯(lián)電路，同時還與信號調(diào)理電路的輸入端連接；電阻Rb與等效阻抗Z串聯(lián)電路的中點(diǎn)信號Vo連接信號調(diào)理電路的另一個輸入端，同時該信號還輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換器的模擬信號輸入端；信號調(diào)理電路的兩個輸出端信號Vol、Vo2分別連接嵌入式控制器的兩個計數(shù)器輸入端；模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸出端分別與嵌入式控制器的數(shù)字輸入信號端相連，液晶顯示器的數(shù)字信號輸入端與嵌入式控制器的數(shù)字信號輸出端相連。如圖2所示，本發(fā)明的電路的工作原理為:首先由嵌入式控制器發(fā)出控制信號使DDS正弦波發(fā)生器產(chǎn)生頻率為f的正弦波信號Vi。電壓緩沖放大電路對該正弦波信號進(jìn)行功率放大得到輸出電壓Vs，Vs連接到由平行極板和桃子形成的等效阻抗Z和標(biāo)準(zhǔn)電路Rb所構(gòu)成串聯(lián)電路的上下兩端。等效阻抗Z與電阻Rb的連接中點(diǎn)處的電壓信號Vo —方面送入模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號輸出，與嵌入式控制器數(shù)字輸入端連接，控制器通過程序計算得到信號的電壓幅值V ;同時Vo還與電壓緩沖放大電路的輸出信號Vs —起輸入信號調(diào)理電路。信號調(diào)理電路內(nèi)部的過零比較電路分別對兩路輸入信號進(jìn)行過零比較后，得到兩路方波輸出信號Vol、Vo2，輸入嵌入式控制器的計數(shù)輸入端，由控制器內(nèi)部計數(shù)器計算這兩
路信號的時差U根據(jù)相位差計算公式
權(quán)利要求
1.一種便攜式桃子成熟度無損檢測裝置，其特征在于:包括固定底座(I)、活動底座(6)、橡皮托盤(3)、活動金屬夾(4)、滑動桿(7)，控制電路(5)、屏蔽雙絞線(9)、兩塊平板電極(10)、金屬屏蔽箱(8);在金屬屏蔽箱(8)內(nèi)裝有固定底座(1)，固定底座(I)的一側(cè)中部安裝有與固定底座(I)垂直的滑動桿(7 )，活動底座(6 )與固定底座(I)平行并安裝在滑動桿(7)上，活動金屬夾(4)的一端安裝在活動底座(6)與固定底座(I)間的滑動桿(7)上，活動金屬夾(4)的另一端為安裝桃子的橡皮托盤(3)，固定底座(I)和活動底座(6)的長邊均開有一條平行的安裝槽(2)，兩個安裝槽內(nèi)均安裝一塊平板電極，兩塊平板電極分別經(jīng)接線柱上的屏蔽雙絞線與控制電路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式桃子成熟度無損檢測裝置，其特征在于:所述的控制電路，包括嵌入式控制器、DDS正弦波發(fā)生器、電壓緩沖放大電路、平板電極和桃子所構(gòu)成的等效阻抗Z與標(biāo)準(zhǔn)電阻Rb組成的串聯(lián)電路、信號調(diào)理電路、液晶顯示器；DDS正弦波發(fā)生器的輸出信號Vi連接到電壓緩沖放大電路，電壓緩沖放大電路的輸出信號Vs連到電阻Rb與等效阻抗Z構(gòu)成的串聯(lián)電路，同時還與信號調(diào)理電路的輸入端連接；電阻Rb與等效阻抗Z串聯(lián)電路的中點(diǎn)信號Vo連接信號調(diào)理電路的另一個輸入端，同時該信號還輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換器的模擬信號輸入端；信號調(diào)理電路的兩個輸出端信號Vol、Vo2分別連接嵌入式控制器的兩個計數(shù)器輸入端；模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸出端分別與嵌入式控制器的數(shù)字輸入信號端相連，液晶顯示器的數(shù)字信號輸入端與嵌入式控制器的數(shù)字信號輸出端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種便攜式桃子成熟度無損檢測裝置，其特征在于:所述的電壓緩沖放大電路，包括電容Cl與電阻Rl串聯(lián)后與放大器Ul構(gòu)成的電壓跟隨器；電阻R2、電阻R3、熱敏電阻Rtl、電阻R4、電容C6、三極管Ql構(gòu)成基極分壓式共射放大電路；電阻R5、電阻R7、電阻R9、三極管Q2構(gòu)成單管射極跟隨器；電阻R6、電容C7構(gòu)成負(fù)反饋電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種便攜式桃子成熟度無損檢測裝置，其特征在于:所述的信號調(diào)理電路，包括電阻R8、電阻R9、二極管D1、二極管D2、比較器U2A構(gòu)成單門限的過零電壓比較器；電阻R12、電阻R13、電阻R16和放大器U2B構(gòu)成的同相比例運(yùn)放電路；電阻R10、電阻R11、二極管D 3、二極管D4、比較器U3A構(gòu)成單門限的過零比較器；電阻R14、電阻R15、電阻R17、放大器U3B構(gòu)成的同相比例運(yùn)算放大器進(jìn)行放大；電容C10、電容Cll作為濾波電容，濾波高頻雜波信號。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種便攜式桃子成熟度無損檢測裝置。在金屬屏蔽箱內(nèi)裝有固定底座，固定底座的一側(cè)中部安裝有與固定底座垂直的滑動桿，活動底座與固定底座平行并安裝在滑動桿上，活動金屬夾的一端安裝在兩底座間的滑動桿上，活動金屬夾的另一端為橡皮托盤，固定底座和活動底座的長邊均開有一條平行的安裝槽，槽內(nèi)均安裝一塊平板電極，兩塊平板電極與控制電路連接。測試前將桃子置于橡皮托盤中，調(diào)整好平行極板和橡皮托盤的位置，使極板與桃子緊密接觸。嵌入式控制器將特定頻率的正弦波加到平板電極上，通過內(nèi)部電路可測量出該平行極板的等效阻抗模、相位、電容和電感參數(shù)。由于不同成熟度的桃子，上述電參數(shù)有較大差異，可測得桃子的成熟度。
文檔編號G01N27/02GK103076366SQ201310002119
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月5日
發(fā)明者王劍平, 毛建華, 蓋玲 申請人:浙江大學(xué)