平設(shè)置的紅外對(duì) 射管，待測(cè)蘋果位于紅外對(duì)射管對(duì)射中心的正下方且設(shè)置于豎直移動(dòng)裝置上，由豎直移動(dòng) 裝置帶動(dòng)向上運(yùn)動(dòng)，待蘋果上表面切斷紅外對(duì)射線時(shí)，得到蘋果直徑D= (H-L)，其中H為豎 直移動(dòng)裝置與紅外對(duì)射管的豎直距離初始值，L為豎直移動(dòng)裝置的上升距離。
[0039]按鍵模塊與顯示模塊，主要實(shí)現(xiàn)與用戶的交互，開始檢測(cè)之前用戶需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn) 行配置，主要選擇被測(cè)樣本蘋果的產(chǎn)地、品種以及已儲(chǔ)藏時(shí)間，配置成功之后確認(rèn)開始檢 測(cè)，檢測(cè)完畢后顯示檢測(cè)結(jié)果。
[0040] 核心處理模塊，以德州儀器公司的MSP430F149單片機(jī)為核心處理器，接收光譜檢 測(cè)模塊得到的電壓值，根據(jù)該電壓值計(jì)算得到相應(yīng)的透射光強(qiáng)值，同時(shí)接收所述直徑數(shù)據(jù)， 綜合透射光強(qiáng)值和直徑數(shù)據(jù)，判斷是否有霉心病。
[0041] 光信號(hào)_電信號(hào)_光信號(hào)的轉(zhuǎn)變過程中，主要是經(jīng)過了光電二極管與放大模塊：
[0042] 其中光電二極管的特性是：VQ=P* 其中V。為采樣電阻兩端電壓；P為單位波 長(zhǎng)的光強(qiáng)值，單位W，&采樣電阻值；0為光電二極管感光系數(shù)，單位為A/W。
[0043] 光源的波段范圍為690nm至730nm，F(xiàn)DS1010光電二極管在該波段內(nèi)的感光系數(shù)成 線性關(guān)系，公式為= (0.4*A-142)/300;其中A為波長(zhǎng)。
[0044] 因此V0=P* 0*RL=P*RL* (0? 4* 入-142) /300
[0047] 蘋果發(fā)病與蘋果直徑同時(shí)影響著光譜透射強(qiáng)度值，因此該儀器獲取蘋果直徑與光 源透射值，輸入蘋果霉心病判別模型中，設(shè)果徑為D(單位mm)，光電轉(zhuǎn)換電壓差值為V(單 位mv)，此處V為開啟光源后獲得的轉(zhuǎn)換電壓值與未開啟光源獲得的轉(zhuǎn)換電壓值的差值，即 V=VO(光環(huán)境）-V0(暗環(huán)境）；
[0048] Y表示判別結(jié)果（Y= 1，表示為病果；Y= 0,表示為健康果）；
[0049] 首先判斷果徑處于哪一個(gè)直徑范圍，主要分為（小于等于70mm、大于70小于等于 80mm、大于80小于等于85mm、大于85小于等于90mm、大于90mm)五個(gè)直徑范圍，進(jìn)而將獲 得的電壓差值與該直徑范圍內(nèi)的閾值比較，即判別公式：
[0058] 本實(shí)用新型主要為上述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)提供一個(gè)一體化的測(cè)量設(shè)備，S卩，將LED光源模 塊、光譜檢測(cè)模塊以及果徑在線測(cè)量模塊等集成設(shè)置于一體，如圖4所示，利用主架7,在主 架7上設(shè)置縱向的絲杠2,絲杠2的底部設(shè)置有限位行程傳感器8,絲杠2上設(shè)置有連接步 進(jìn)電機(jī)1的滑臺(tái)3,滑臺(tái)3上連接蘋果支撐座4,蘋果支撐座4的中心安裝光譜檢測(cè)模塊的 光電二極管如圖5所示，蘋果支撐座4的周邊安裝有密封遮光材料10。蘋果支撐座4的正 上方為L(zhǎng)ED光源模塊中的LED光源6,LED光源6為平面陣列結(jié)構(gòu)，其外安裝有果徑在線測(cè) 量模塊的開關(guān)型紅外對(duì)射管5,開關(guān)型紅外對(duì)射管5的對(duì)射線與LED光源6的陣列平面平行 且相距固定距離4mm，開關(guān)型紅外對(duì)射管5與限位行程傳感器8的豎直距離H為120mm。
[0059] 控制滑臺(tái)3在鉛直方向上往返運(yùn)動(dòng)，每次運(yùn)動(dòng)的初始位置是限位行程傳感器8處， 與開關(guān)型紅外對(duì)射管5的豎直距離為H，蘋果支撐座4上放置好待測(cè)蘋果后，滑臺(tái)3開始向 上運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)蘋果支撐座4上的待測(cè)蘋果向上運(yùn)動(dòng)，待蘋果上表面切斷紅外對(duì)射線后停止， 設(shè)此時(shí)滑臺(tái)3的位置為終點(diǎn)位置且豎直運(yùn)動(dòng)距離為L(zhǎng)，則蘋果果徑計(jì)算方式為D= (H-L)。
[0060] 本實(shí)用新型工作流程如圖7所示，首先測(cè)量待測(cè)蘋果的直徑，具體可通過圖4的裝 置完成，然后獲取其透射光譜值，具體也可通過圖4的裝置完成，S卩，完成直徑測(cè)量后，輸出 PWM信號(hào)設(shè)定輸出電流，調(diào)整光源陣列輸出強(qiáng)度，待光源輸出穩(wěn)定后，控制光譜強(qiáng)度檢測(cè)模 塊獲取透射值，最后處理器將獲得的果徑值與透射強(qiáng)度值代入判別模型中，顯示器輸出判 定結(jié)果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 自動(dòng)檢測(cè)蘋果霉心病的裝置的數(shù)據(jù)測(cè)量設(shè)備，包括縱向設(shè)置的主架（7)，其特征在 于，主架（7)上設(shè)置有縱向的絲杠（2)，絲杠（2)的底部設(shè)置有限位行程傳感器（8)，絲杠 (2)上設(shè)置有滑臺(tái)（3)，步進(jìn)電機(jī)⑴連接滑臺(tái)（3)帶動(dòng)其在絲杠⑵上運(yùn)動(dòng)，滑臺(tái)⑶上 連接蘋果支撐座（4)，蘋果支撐座（4)的正上方為L(zhǎng)ED光源出），LED光源（6)為平面陣列 結(jié)構(gòu)，其外安裝有開關(guān)型紅外對(duì)射管（5)，開關(guān)型紅外對(duì)射管（5)的對(duì)射線與LED光源（6) 的陣列平面平行，滑臺(tái)（3)帶動(dòng)蘋果支撐座（4)上的待測(cè)蘋果向上運(yùn)動(dòng)，至開關(guān)型紅外對(duì)射 管（5)的對(duì)射線被待測(cè)蘋果阻擋時(shí)停止，根據(jù)運(yùn)動(dòng)距離獲取待測(cè)蘋果的直徑，所述蘋果支 撐座（4)的中心安裝有光電二極管（9)，所述光電二極管（9)作為光電轉(zhuǎn)換器件，與運(yùn)放芯 片0P07連接，接收透射過待測(cè)蘋果的光并將其轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。2. 利用權(quán)利要求1所述數(shù)據(jù)測(cè)量設(shè)備的自動(dòng)檢測(cè)蘋果霉心病的裝置，其特征在于，包 括內(nèi)置判斷模型的處理器，所述待測(cè)蘋果的直徑和電壓信號(hào)均連接至處理器，根據(jù)直徑和 電壓信號(hào)判斷待測(cè)蘋果是否有霉心病。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述自動(dòng)檢測(cè)蘋果霉心病裝置，其特征在于，所述限位行程傳感器 (8)與開關(guān)型紅外對(duì)射管（5)的豎直距離為H，所述步進(jìn)電機(jī)（1)與所述處理器連接，當(dāng)開 關(guān)型紅外對(duì)射管（5)的對(duì)射線被待測(cè)蘋果阻擋時(shí)，根據(jù)步進(jìn)電機(jī)（1)的轉(zhuǎn)數(shù)和轉(zhuǎn)速得到滑 臺(tái)（3)的豎直運(yùn)動(dòng)距離L，則待測(cè)蘋果的直徑D= (H-L)。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述自動(dòng)檢測(cè)蘋果霉心病的裝置，其特征在于，所述光電二極管（9) 的陰極與電阻R2和電容C4的一端連接，電阻R2的另一端接VCC，電容C4的另一端接地，電 阻R2和電容C4組成RC低通濾波器，消除VCC帶來的高頻噪聲，光電二極管的陽極與電 阻R3和電阻R5的一端連接，電阻R3的另一端接地，電阻R5的另一端接電阻R4的一端和 運(yùn)放芯片0P07的正向輸入端，電阻R4的另一端接地，運(yùn)放芯片0P07的反向輸入端通過電 阻Rl接地，運(yùn)放芯片0P07的輸出端通過電阻R6接地且輸出端接有濾波電容C3,運(yùn)放芯片 0P07的輸出端與處理器連接，向其輸出電壓信號(hào)。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述自動(dòng)檢測(cè)蘋果霉心病的裝置，其特征在于，所述LED光源（6)采 用中心波長(zhǎng)為710nm，半波寬度為25nm的LED，采用輸出電流可調(diào)的PT4115芯片作為驅(qū)動(dòng) 芯片，處理器與驅(qū)動(dòng)芯片連接，通過輸出不同占空比的PWM信號(hào)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)芯片的輸出電流， 從而實(shí)現(xiàn)LED光源（6)發(fā)光強(qiáng)度的穩(wěn)定定量調(diào)節(jié)。
【專利摘要】自動(dòng)檢測(cè)蘋果霉心病的裝置及其數(shù)據(jù)測(cè)量設(shè)備，其中自動(dòng)檢測(cè)蘋果霉心病的裝置的數(shù)據(jù)測(cè)量設(shè)備，包括主架，主架上設(shè)置有縱向絲杠，絲杠底部設(shè)置有限位行程傳感器，絲杠上設(shè)置有滑臺(tái)，步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)滑臺(tái)在絲杠上運(yùn)動(dòng)，滑臺(tái)連接蘋果支撐座，蘋果支撐座的正上方為L(zhǎng)ED光源，LED光源外安裝有開關(guān)型紅外對(duì)射管，開關(guān)型紅外對(duì)射管的對(duì)射線與LED光源的陣列平面平行，滑臺(tái)帶動(dòng)蘋果支撐座上的待測(cè)蘋果向上運(yùn)動(dòng)，至開關(guān)型紅外對(duì)射管的對(duì)射線被待測(cè)蘋果阻擋時(shí)停止，根據(jù)運(yùn)動(dòng)距離獲取待測(cè)蘋果的直徑，蘋果支撐座的中心安裝有光電二極管，接收透射過待測(cè)蘋果的光并將其轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，自動(dòng)檢測(cè)蘋果霉心病的裝置包括處理器，根據(jù)直徑和電壓信號(hào)判斷待測(cè)蘋果是否有霉心病，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了霉心病檢測(cè)系統(tǒng)的一體化。
【IPC分類】G01N21/27
【公開號(hào)】CN204789310
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520389849
【發(fā)明人】張佐經(jīng), 陳克濤, 蘇東, 任傳奇, 胡瑾
【申請(qǐng)人】西北農(nóng)林科技大學(xué)
【公開日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年6月5日