專利名稱：一種葡萄成熟度的檢測裝置及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于測量領(lǐng)域，具體涉及一種借助于測定和分析氣體進(jìn)行食品的測定的裝置及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
乙烯氣體在果實(shí)的成熟過程中起著非常重要的作用，能夠啟動(dòng)和促進(jìn)呼吸高峰的出現(xiàn)，葡萄果穗呼吸過程中會釋放乙烯氣體，果梗和穗梗釋放乙烯的速率大大高于果粒，并且會出現(xiàn)呼吸高峰，致使葡萄果實(shí)落粒。以往對葡萄成熟度的判斷主要依靠人員的經(jīng)驗(yàn)，由人通過顏色、味道、果皮、果肉和種子的不同性狀來判斷，或通過糖度折射計(jì)來測量明確的酒精度，并結(jié)合對葡萄果肉和果皮的品嘗等手段評判成熟度，這種方法個(gè)體差異性比較大，受品種及工作人員經(jīng)驗(yàn)水平影響嚴(yán)重。也有在實(shí)驗(yàn)室里通過物理或化學(xué)方法提取葡萄中的酚類物質(zhì)，通過提取的酚類物質(zhì)的多少來判斷成熟度，這種方法需要采樣，對樣品進(jìn)行破壞性處理，實(shí)驗(yàn)分析操作復(fù)雜，時(shí)間長。通過裝置，而不是通過人員的經(jīng)驗(yàn)，對葡萄進(jìn)行無損檢測，從而判斷采摘時(shí)機(jī)，對葡萄加工、運(yùn)輸、銷售都具有極大的經(jīng)濟(jì)意義。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明的目的是實(shí)現(xiàn)快速無損檢測葡萄的成熟度。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種快速無損的葡萄成熟度的檢測方法和裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)葡萄成熟度現(xiàn)場無損快速測量，大大提高測量的精確度和效率，為葡萄的采摘和儲運(yùn)提供參考。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案為一種葡萄成熟度的檢測裝置，包括葡萄果穗周圍氣體的隔離裝置、吸氣裝置、氣室和信號采集分析系統(tǒng)；所述隔離裝置和氣室通過吸氣裝置連接；所述信號采集分析系統(tǒng)包括探測器，所述探測器位于氣室中。其中，所述隔離裝置為彈性材料制成的一對可以開合的碗狀部件。所述彈性材料可以為橡膠或硅膠。所述碗狀部件合在一起時(shí)，其容積大于葡萄果穗的體積，不會對葡萄造成損傷。其中，所述吸氣裝置包括氣筒、吸氣口和出氣口，所述吸氣口設(shè)置有吸氣時(shí)張開的閥，所述出氣口設(shè)置有出氣時(shí)張開的閥；所述吸氣口伸入所述隔離裝置中。其中，所述氣室內(nèi)兩端設(shè)置有相對的兩面反射鏡。氣室為密閉的暗室，室內(nèi)兩端各安有一個(gè)紫外光源和一個(gè)紫外探測器，中間是一塊反射鏡，另一側(cè)也安有反射鏡，兩面反射鏡相對。檢測時(shí)，光源發(fā)出的射線穿過氣室內(nèi)的氣體，打在對面的反射鏡上，然后反射回來，打在同側(cè)的反射鏡上，經(jīng)過8-12次反射最后打在探測器上。氣室的體積可設(shè)置為5000-1000mL。
其中，所述信號采集分析系統(tǒng)還包括紫外光光源和單片機(jī)。應(yīng)用本發(fā)明提出的檢測裝置檢測葡萄成熟度的方法，其是將隔離裝置套在葡萄果穗外，用吸氣裝置將葡萄果穗釋放的氣體導(dǎo)入氣室，由信號采集分析系統(tǒng)分析氣室中乙烯濃度，從而判斷葡萄的成熟度。其中，將所述隔離裝置套在葡萄果穗外，定時(shí)裝置開始定時(shí)，靜置25-35分鐘，定時(shí)裝置定時(shí)完成，然后用吸氣裝置將葡萄果穗釋放的氣體導(dǎo)入氣室。使用時(shí)，碗狀裝置合攏，將葡萄果穗整個(gè)扣在碗內(nèi)，靜置25-35分鐘，消除外界環(huán)境對果穗釋放氣體的影響，然后將吸氣裝置伸進(jìn)隔離裝置內(nèi)采集果穗周圍的氣體。首先對果穗周圍空間氣體進(jìn)行隔離，可防止空氣流動(dòng)對測量造成誤差，然后通過吸氣裝置對葡萄梗周圍氣體進(jìn)行采集，將氣體輸送到氣室內(nèi)進(jìn)行測量。吸氣裝置為具有一進(jìn)一出兩個(gè)開口的氣筒，氣筒進(jìn)氣口伸進(jìn)膠皮碗以后吸氣，出氣口的閥自動(dòng)閉合，將出氣口封死，此時(shí)只有膠皮碗內(nèi)的進(jìn)氣口進(jìn)氣，保證收集的氣體全部來自葡萄果穗周圍，氣筒排氣時(shí)，進(jìn)氣口的閥自動(dòng)閉合，將進(jìn)氣口封死，出氣口的閥自動(dòng)打開，將氣體順著出氣通道輸送到氣室內(nèi)。氣體進(jìn)入氣室后，經(jīng)過l_2min的等待，即可打開紫外光光源。其中，所述紫外光光源發(fā)出的光線經(jīng)過反射鏡8-12次反射，反射后的紫外光信號被所述探測器探測。該紫外光是被氣室中乙烯氣體吸收后剩余的。其中，所述探測器檢測到的紫外光強(qiáng)度信號，經(jīng)過信號調(diào)理，被單片機(jī)采集，然后根據(jù)朗伯-比爾定律計(jì)算當(dāng)前條件下乙烯氣體濃度，與單片機(jī)內(nèi)儲存的乙烯氣體濃度與葡萄成熟度的關(guān)系公式比較，從而判斷葡萄的成熟度。通過乙烯氣體濃度來判斷成熟度的評價(jià)方法是，在果實(shí)成熟時(shí)，果穗對乙烯的釋放會有一個(gè)高峰期，促進(jìn)果實(shí)落粒，此時(shí)檢測乙烯的濃度是否符合所建模型，根據(jù)模型算法來評價(jià)成熟度。本發(fā)明的有益效果在于何時(shí)對葡萄進(jìn)行采收是決定葡萄品質(zhì)的一個(gè)重要因素，在葡萄成熟季節(jié)適時(shí)采收，無論對于葡萄的顏色、香氣、含糖量和含酸量都有好處。本發(fā)明提出的裝置不用通過人員的經(jīng)驗(yàn)，即可對葡萄進(jìn)行無損檢測，從而判斷采摘時(shí)機(jī)；本發(fā)明提出的方法可以實(shí)現(xiàn)對葡萄成熟度的快速測量，不需要采樣處理和各種化學(xué)分析，彌補(bǔ)了原有技術(shù)的不足。


圖1為本發(fā)明提出的檢測裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖中，I為膠皮碗，2為氣筒，3為吸氣導(dǎo)管，4為出氣導(dǎo)管,5為氣室,6為光源,7為探測器,8為反射鏡,9為信號米集分析系統(tǒng),10為定時(shí)裝置。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)以以下最佳實(shí)施例來說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1 :一種葡萄成熟度檢測裝置，如圖1所示，膠皮碗I為橢圓形，具有一定彈性，容積為1000cm3。該膠皮碗上外側(cè)設(shè)置有定時(shí)裝置10。膠皮碗I 一側(cè)開孔,用于通過葡萄果穗的穗梗，下部與氣筒2連接，氣筒的吸氣導(dǎo)管3可以伸縮，能夠深入膠皮碗I內(nèi)部緊貼葡萄果穗吸氣，氣筒出氣導(dǎo)管4連接氣室5，將氣筒中吸入的氣體輸送到氣室5中，氣室5為20cmX 20cmX 20cm的立方體，氣室5上部有一個(gè)紫外光源6、一個(gè)探測器7，氣室5上下分別有一塊反射鏡8，將光源的光線進(jìn)行10次反射，增加光在乙烯氣體中的光程，最后打在探測器7上，轉(zhuǎn)化為電信號，傳送給后面的信號處理分析系統(tǒng)9。信號處理分析單元9中，裝有51單片機(jī)，該單片機(jī)內(nèi)儲存有乙烯氣體濃度與葡萄成熟度的關(guān)系模型，對信號進(jìn)行處理分析，并將結(jié)果在51單片機(jī)的屏幕上顯示，為用戶提供直觀的數(shù)據(jù)參考。乙烯氣體對紫外光的吸收符合朗伯-比爾定律，如式(I)所示
權(quán)利要求
1.一種葡萄成熟度的檢測裝置，其特征在于，包括葡萄果穗周圍氣體的隔離裝置、吸氣裝置、氣室和信號采集分析系統(tǒng)； 所述隔離裝置和氣室通過吸氣裝置連接；所述信號采集分析系統(tǒng)包括探測器，所述探測器位于氣室中。
2.如權(quán)利要求1所述的檢測裝置，其特征在于，所述隔離裝置為彈性材料制成的一對可以開合的碗狀部件，所述隔離裝置上還設(shè)置有定時(shí)裝置。
3.如權(quán)利要求1所述的檢測裝置，其特征在于，所述吸氣裝置包括氣筒、吸氣口和出氣口，所述吸氣口設(shè)置有吸氣時(shí)張開的閥，所述出氣口設(shè)置有出氣時(shí)張開的閥；所述吸氣口伸入所述隔離裝置中。
4.如權(quán)利要求1所述的檢測裝置，其特征在于，所述氣室內(nèi)兩端設(shè)置有相對的兩面反射鏡。
5.如權(quán)利要求1或4所述的檢測裝置，其特征在于，所述信號采集分析系統(tǒng)還包括紫外光光源和單片機(jī)。
6.應(yīng)用權(quán)利要求1-5任一所述的檢測裝置檢測葡萄成熟度的方法，其特征在于，是將隔離裝置套在葡萄果穗外，用吸氣裝置將葡萄果穗釋放的氣體導(dǎo)入氣室，由信號采集分析系統(tǒng)分析氣室中乙烯濃度，從而判斷葡萄的成熟度。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，將所述隔離裝置套在葡萄果穗外，25-35分鐘以后吸氣裝置將葡萄果穗釋放的氣體導(dǎo)入氣室。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，將所述隔離裝置套在葡萄果穗外，定時(shí)裝置開始計(jì)時(shí)，25-35分鐘以后計(jì)時(shí)完成，發(fā)出定時(shí)完成信號，提示使用者用吸氣裝置將葡萄果穗釋放的氣體導(dǎo)入氣室。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述紫外光光源發(fā)出的光線經(jīng)過反射鏡8-12次反射，反射后的紫外光強(qiáng)度被所述探測器探測。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述探測器檢測到的紫外光強(qiáng)度信號經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換以后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后根據(jù)朗伯-比爾定律計(jì)算乙烯氣體濃度，與單片機(jī)內(nèi)儲存的乙烯氣體濃度與葡萄成熟度關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)公式比較，從而判斷葡萄的成熟度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種借助于測定和分析氣體進(jìn)行食品的測定的裝置及其應(yīng)用。本發(fā)明提供一種葡萄成熟度的檢測裝置，包括葡萄果穗周圍氣體的隔離裝置、吸氣裝置、氣室和信號采集分析系統(tǒng)；所述隔離裝置和氣室通過吸氣裝置連接；所述信號采集分析系統(tǒng)包括探測器，所述探測器位于氣室中。本發(fā)明提出的裝置不用通過人員的經(jīng)驗(yàn)，即可對葡萄進(jìn)行無損檢測，從而判斷采摘時(shí)機(jī)；本發(fā)明提出的方法可以實(shí)現(xiàn)對葡萄成熟度的快速測量，不需要采樣處理和各種化學(xué)分析，彌補(bǔ)了原有技術(shù)的不足。
文檔編號G01N21/33GK103063595SQ20121055662
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月19日
發(fā)明者鄭文剛, 趙賢德, 董大明, 矯雷子, 單飛飛, 邱權(quán), 申長軍 申請人:北京農(nóng)業(yè)智能裝備技術(shù)研究中心