专利名称：梨果糖分的无损检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及梨果糖分检测技术领域，特别涉及一种梨果糖分的无损检测装置。
背景技术：
梨果因为含有人体所需的多种维生素、矿物质等营养成分 而被人们认为是日常生活中不可或缺的日常饮食的重要组成部分。而随着生活条件的提高，人们对梨果的口感，糖分等品质要求也越来越高。实时快速的检测梨果果糖分，对于果农合理施肥灌溉，普通百姓选择适合自己口味的梨果具有重要意义。目前市场上对于梨果果糖分的检测方法大多为有损检测如折光仪检测法。该方法采用破坏法将梨果赤道处均匀距离切四小块，取汁液I 2滴，滴在折光仪棱镜表面中央，迅速关上棱镜，静置一分钟，朝向光源处，使视野内出现清晰明暗分界线。分界线相应的读数即是所要的糖分。连续测试不同试样时，应在每次用清水干净，在用镜头纸擦拭干净进行测试。这种方法虽然操作简单，仪器便宜，但是有许多缺陷(I)读取数据时受人为因素影响较大。人的视力、折光仪的放置角度及折光仪上残留的糖分影响都将对结果产生很大影响，且较难避免；(2)采用的是有损测量方法，每次测量都会损坏梨果，无法再次出售或者种植，造成经济损失。
实用新型内容(一 )要解决的技术问题本实用新型要解决的技术问题是如何在不损坏梨果的情况下，快速、准确地获得梨果的糖分。( 二 )技术方案为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种梨果糖分的无损检测装置，所述装置包括激光二极管、激光二极管驱动电路、光电前置检测电路以及信号处理模块，所述激光二极管与所述激光二极管驱动电路连接，所述光电前置检测电路与所述信号处理模块连接，所述激光二极管驱动电路，用于压电转换产生稳定电流，并使激光二极管发出激光，所述激光照射至所述待测梨果上，所述光电前置检测电路收集所述待测梨果所反射的激光，并将产生的当前电压信号发送至所述信号处理模块，所述信号处理模块利用电压信号和糖分之间的对应关系计算获得所述待测梨果的糖分。优选地，所述装置还包括探测台，第一光纤和第二光纤均从所述探测台的一端伸出，并分别与所述激光二极管和所述光电前置检测电路相连接。优选地，所述装置还包括滤波电路，所述滤波电路设于所述光电前置检测电路和所述信号处理模块之间，用于过滤所述当前电压信号。[0013]优选地，所述激光二极管驱动电路还设有防静电电容，所述防静电电容用于对所述激光二极管进行静电保护。优选地，所述光电前置检测电路包括相互连接的光电探测器和运算放大器，所述光电探测器，用于接收所述待测梨果所反射的激光，并产生相应的当前电流
信号;所述运算放大器，用于将所述当前电流信号进行电流/电压转换并进行放大，以获得所述当前电压信号。优选地，所述装置还包括显示模块，所述显示模块与所述信号处理模块连接，用于显示所述待测梨果的糖分。优选地，所述装置还包括串口通信模块，所述串口通信模块与所述信号处理模块·连接，用于实现与上位机的通信。(三)有益效果本实用新型通过各个模块的设置，实现了在不损坏梨果的情况下，快速、准确地获得梨果的糖分。
图I是按照本实用新型一种实施方式的梨果糖分的无损检测装置的结构框图；图2是图I所示的梨果糖分的无损检测装置的具体结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。本实用新型的基本原理是采用近红外光谱的产生原理，当红外单色或复合光照射穿过样品时，样品的分子会选择性的吸收辐射光谱中某些频率波段的光，引起分子中化学键的振动，则产生吸收光谱。近红外光谱主要是分子基频振动的倍频和合频吸收，烷烃和芳烃C-H伸缩震动的近红外光谱区与基频震动一样含有丰富的信息，并且有自己相应的吸收谱带，而糖的主要成分即为C-H基，因此可以利用分子振动吸收近红外光发生跃迂结合化学计量学方法来进行检测。使用化学计量学方法可以建立未被吸收的近红外光谱和梨果糖浓度的模型，并且根据得到的未被吸收的近红外光谱反演未知梨果的糖浓度。图I是按照本实用新型一种实施方式的梨果糖分的无损检测装置的结构框图；参照图1，本实施方式的装置包括激光二极管、激光二极管驱动电路、光电前置检测电路以及信号处理模块，所述激光二极管与所述激光二极管驱动电路连接，所述光电前置检测电路与所述信号处理模块连接，所述激光二极管驱动电路，用于压电转换产生稳定电流，并使激光二极管发出激光，所述激光照射至所述待测梨果上，所述光电前置检测电路收集所述待测梨果所反射的激光(即所述未被吸收的近红外光谱)，并将产生的当前电压信号发送至所述信号处理模块，所述信号处理模块利用电压信号和糖分之间的对应关系计算获得所述待测梨果的糖分，本实施方式中，所述激光二极管驱动电路为以集成运放LM324为核心的压流转换电路。[0028]为防止外界的光干扰，参照图2，优选地，所述装置还包括探测台，第一光纤和第二光纤均从所述探测台的一端伸出，并分别与所述激光二极管和所述光电前置检测电路相连接。为保证测量结果的精度，优选地，所述装置还包括滤波电路，所述滤波电路设于所述光电前置检测电路和所述信号处理模块之间，用于过滤所述当前电压信号，本实施方式中，所述滤波电路的核心为采用0PA277的低通滤波电路。为保护激光二极管，以提高所述装置的使用寿命，优选地，所述激光二极管驱动电路还包括防静电电容，所述防静电电容用于对所述激光二极管进行静电保护。优选地，所述光电前置检测电路包括相互连接的光电探测器和运算放大器，所述光电探测器，用于接收所述待测梨果所反射的激光，并产生相应的当前电流
信号;所述运算放大器，用于将所述当前电流信号进行电流/电压转换并进行放大，以获得所述当前电压信号。为便于直观地显示所述待测梨果的糖分，优选地，所述装置还包括显示模块，所述显示模块与所述信号处理模块连接，用于显示所述待测梨果的糖分，本实施方式中，所述显示模块为IXD1602。为便于与上位机之间的通信，优选地，所述装置还包括串口通信模块，所述串口通信模块与所述信号处理模块连接，用于实现与上位机的通信，本实施方式中，所述滤波电路、串口通信模块和信号处理模块采用C8051F系列单片机来实现，所述单片机的内部集成模数转换芯片。本实施方式的装置的工作原理为首先通过实验建立的电压信号和糖分之间的对应关系存入所述信号处理模块(将所述电压信号和糖分之间的对应关系存入所述信号处理模块时，可由上位机采用所述串口通信模块存入所述信号处理模块)，再将待测梨果放置于所述探测台上，所述激光二极管驱动电路用于压流转换产生稳定电流使激光二极管发出激光，所发出的激光经过所述第一光纤照射至所述待测梨果上，所述梨果对激光进行吸收，未被梨果吸收的激光经第二光纤由所述光电前置检测电路收集，所述光电前置电路将产生的电流信号进行电流/电压转换并进行放大，以获得所述当前电压信号，由所述滤波电路对所述当前电压信号进行滤波去噪，将去噪后的电压信号发送至所述信号处理模块，所述信号处理模块利用电压信号和糖分之间的对应关系计算获得所述待测梨果的糖分，并对所述待测梨果的糖分进行模数转换，由所述显示模块进行显示。以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。
权利要求1.一种梨果糖分的无损检测装置，其特征在于，所述装置包括激光二极管、激光二极管驱动电路、光电前置检测电路以及信号处理模块，所述激光二极管与所述激光二极管驱动电路连接，所述光电前置检测电路与所述信号处理模块连接， 所述激光二极管驱动电路，用于压电转换产生稳定电流，并使激光二极管发出激光，所述激光照射至所述待测梨果上，所述光电前置检测电路收集所述待测梨果所反射的激光，并将产生的当前电压信号发送至所述信号处理模块，所述信号处理模块利用电压信号和糖分之间的对应关系计算获得所述待测梨果的糖分。
2.如权利要求I所述的装置，其特征在于，所述装置还包括探测台，第一光纤和第二光纤均从所述探测台的一端伸出，并分别与所述激光二极管和所述光电前置检测电路相连接。
3.如权利要求I所述的装置，其特征在于，所述装置还包括滤波电路，所述滤波电路设于所述光电前置检测电路和所述信号处理模块之间，用于过滤所述当前电压信号。
4.如权利要求I所述的装置，其特征在于，所述激光二极管驱动电路还设有防静电电容，所述防静电电容用于对所述激光二极管进行静电保护。
5.如权利要求I 4中任一项所述的装置，其特征在于，所述光电前置检测电路包括相互连接的光电探测器和运算放大器， 所述光电探测器，用于接收所述待测梨果所反射的激光，并产生相应的当前电流信号; 所述运算放大器，用于将所述当前电流信号进行电流/电压转换并进行放大，以获得所述当前电压信号。
6.如权利要求I 4中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括显示模块，所述显示模块与所述信号处理模块连接，用于显示所述待测梨果的糖分。
7.如权利要求I 4中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括串口通信模块，所述串口通信模块与所述信号处理模块连接，用于实现与上位机的通信。
专利摘要本实用新型公开了一种梨果糖分的无损检测装置，涉及梨果糖分检测技术领域，所述装置包括激光二极管、激光二极管驱动电路、光电前置检测电路以及信号处理模块，所述激光二极管与所述激光二极管驱动电路连接，所述光电前置检测电路与所述信号处理模块连接，所述激光二极管驱动电路，用于压电转换产生稳定电流，并使激光二极管发出激光，所述激光照射至所述待测梨果上，所述光电前置检测电路收集所述待测梨果所反射的激光，并将产生的当前电压信号发送至所述信号处理模块，所述信号处理模块利用电压信号和糖分之间的对应关系计算获得所述待测梨果的糖分。本实用新型通过各个模块的设置，实现了在不损坏梨果的情况下，快速、准确地获得梨果的糖分。
文档编号G01N21/31GK202631422SQ20122015970
公开日2012年12月26日 申请日期2012年4月13日 优先权日2012年4月13日
发明者董大明, 郑文刚, 王伟明, 赵贤德, 矫雷子, 张石锐, 王朋飞, 鲍锋 申请人:北京农业智能装备技术研究中心