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原文传递基于光声光谱的苹果内部品质检测系统及其方法

专利名称：	基于光声光谱的苹果内部品质检测系统及其方法
摘要：	本发明公开了一种基于光声光谱的苹果内部品质检测系统及其方法，属于水果内部品质检测领域。本系统是：红外激光器组、光纤合束器、光纤准直器、转接件和探头式光声腔依次连通；在探头式光声腔的尾端通过紧固螺母固定嵌入的硅胶吸盘，在硅胶吸盘的正前方放置有苹果；在探头式光声腔首端的侧面设置有传声器；传声器、控制与信号处理电路和触摸屏依次连接；红外激光器组和控制与信号处理电路相互连接。本发明通过使用红外激光器组加光纤合束器的组合、光纤准直器和自行设计的探头式光声腔；在具备光声光谱技术灵敏度高、样品无需预处理、样品无损和可测光谱范围广特点的同时，该系统拥有检测精度高、系统稳定性强和方便实用的优点；为水果内部品质无损检测提供了一种极具竞争力的技术方案。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖北;42
申请人：	中南民族大学
发明人：	杨春勇;彭苗苗;吴庭明;李泽昊;侯金;龙浩;陈少平
专利状态：	有效
申请日期：	2019-02-28T00:00:00+0800
发布日期：	2019-04-23T00:00:00+0800
申请号：	CN201910148708.4
公开号：	CN109668837A
代理机构：	武汉宇晨专利事务所
代理人：	黄瑞棠
分类号：	G01N21/17(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	430074 湖北省武汉市洪山区民院路708号
主权项：	1.一种基于光声光谱的苹果内部品质检测系统，包括被检测对象苹果（0）；其特征在于：设置有红外激光器组（1）、光纤合束器（2）、光纤准直器（3）、转接件（4）、探头式光声腔（5）、紧固螺母（6）、硅胶吸盘（7）、传声器（8）、控制与信号处理电路（9）和触摸屏（10）；其关系是：红外激光器组（1）、光纤合束器（2）、光纤准直器（3）、转接件（4）和探头式光声腔（5）依次连通；在探头式光声腔（5）的尾端通过紧固螺母（6）固定嵌入的硅胶吸盘（7），在硅胶吸盘（7）的正前方放置有苹果（0）；在探头式光声腔（5）首端的侧面设置有传声器（8）；传声器（8）、控制与信号处理电路（9）和触摸屏（10）依次连接；红外激光器组（1）和控制与信号处理电路（9）相互连接。 2.基于权利要求1所述的一种基于光声光谱的苹果内部品质检测系统，其特征在于：所述的探头式光声腔（5）包括黄铜腔体（5.1）、转接件螺纹口（5.2）、石英光窗（5.3）、传声器开口（5.4）、激光输出开口（5.5）和紧固螺母螺丝口（5.6）；其关系是：黄铜腔体（5.1）首端端面设置有转接件螺纹接口（5.2），转接件螺纹接口（5.2）内有同心的石英光窗（5.3），黄铜腔体（5.1）首端侧面设置有传声器开口（5.4），黄铜腔体（5.1）尾端端面设置有激光输出开口（5.5），黄铜腔体（5.1）尾端侧面设置有4个成圆周对称分布的紧固螺母螺丝口（5.6）。 3.基于权利要求1-2所述系统的苹果内部品质检测方法，其特征在于： ①将探头式光声腔（5）通过硅胶吸盘（7）与苹果（0）表面紧密贴合，然后在触摸屏（10）上选择需要检测的特征； ②控制与信号处理电路（9）接收触摸屏（10）输入的控制指令后，将设置红外激光器组（1）待输出光源的波长类别及其发射顺序、脉冲频率还有处理电路预测模型的工作参数； ③按输出顺序，红外激光器组（1）在某时刻输出一束固定频率脉冲的单波长红外激光,再经光纤合束器（2）合束输出；脉冲调制光经光纤准直器（3）进行光束聚焦准直后，透过石英光窗（5.3）纵向入射进探头式光声腔（5）并打在苹果（0）表面； ④苹果（0）内部待测特征分子吸收光能后，部分分子被激励到激发态，经过无辐射跃迁后回到基态，分子的能量以平动能的形式转化为苹果（0）表面气体的周期性温度变化，使得探头式光声腔（5）中产生声信号； ⑤由于赫姆霍兹效应，该声信号将在探头式光声腔（5）共振放大，传声器（8）将探测的光声信号转换为电信号后输入到控制与信号处理电路（9）的信号输入端进行记录； ⑥待记录完待检特征所有特征波长的的光声信息测量值后，控制与信号处理电路（9）将记录信息输入预测模型进行处理，最后将停止光源输出并将待检特征的浓度值显示于触摸屏（10）上。
所属类别：	发明专利