一种微损伤式柚果内部品质特征检测采样装置与检测方法

摘要

本发明公开了一种微损伤式柚果内部品质特征检测采样装置与检测方法。本发明的微损伤式柚果内部品质特征检测采样装置，包括采样针、采气器和过滤器。进行柚果内部品质特征检测时，所述采样针可从柚果底部微损伤地穿过果皮并深入至柚果内部中心，由所述采气器通过出气芯对柚果内部中心气体进行柚果微损伤的采集，直接获取柚果内部中心集气空间的气体挥发物，实现对柚果内部品质特征检测的微损伤采样。本发明的微损伤式柚果内部品质特征检测方法，采用上述的微损伤式柚果内部品质特征检测采样装置进行检测采样，从而可实现对柚果无破坏、准确的内部品质特征检测。

说明书

技术领域

本发明涉及柚果内部品质特征检测技术领域，具体涉及一种微损伤式柚果内部品质特征检测采样装置与检测方法。

背景技术

柚属大型厚皮水果，皮有油胞层和海绵层，果肉还有囊皮包裹，内部品质准确无损检测困难，而进行切片式检测则容易造成果肉浪费。

目前对柚果进行无损内部品质检测主要有可见/近红外反射光谱检测、可见/近红外透射光谱检测以及采用机器视觉、电子鼻等其他无损检测。但是，采用可见/近红外反射光谱检测，因皮厚无法获取果肉特征信息，实际上不可行；采用可见/近红外透射光谱因果大皮厚造成信号衰减严重，信噪比低，检测精度较差；采用机器视觉、电子鼻等其他无损检测方法也均较难获取到足够的果肉特征信息。

发明内容

为解决现有技术中对柚果内部品质准确无损检测困难的问题，本发明提供了一种微损伤式柚果内部品质特征检测采样装置。

本发明的目的还提供了一种微损伤式柚果内部品质特征检测方法，该检测方法采用上述的微损伤式柚果内部品质特征检测采样装置实现对柚果内部品质的准确、微损伤检测。

本发明的目的通过如下技术方案实现。

一种微损伤式柚果内部品质特征检测采样装置，包括

采样针，所述采样针上设置有补气芯和出气芯；所述采样针上还设置有均可开闭的补气口和进气口，所述补气口与所述补气芯连通，所述进气口与所述出气芯连通；且所述补气口和所述进气口均位于所述采样针的前端；

采气器，所述采气器与所述出气芯连通；

过滤器，所述过滤器与所述补气芯连通。

在优选的实施例中，所述采样针的后端设置有电磁铁式磁极控制器，可使所述补气芯和所述出气芯产生磁性；所述补气口上设置有可磁性控制开闭的补气盖，所述进气口上设置有可磁性控制开闭的出气盖。

在更优选的实施例中，所述电磁铁式磁极控制器包括正负电流转换器、第一线圈和第二线圈；

所述第一线圈套设在所述出气芯的后端上，所述第二线圈套设在所述补气芯的后端上；所述第一线圈及所述第二线圈均连接所述正负电流转换器。

在更优选的实施例中，所述补气盖和所述出气盖的材质均为融合了带磁性材料，所述补气盖和所述出气盖均自带磁性。

在更进一步优选的实施例中，所述补气盖的材质中融合了带S极磁性材料，使所述补气盖带S极磁性；所述出气盖的材质中融合了带S极磁性材料，使所述出气盖带S极磁性。

在更优选的实施例中，所述采样针的后端设置有针柄；所述电磁铁式磁极控制器设置位于所述针柄内。

在更进一步优选的实施例中，所述针柄上设置有触屏控制器；所述触屏控制器与所述电磁铁式磁极控制器连接。

在优选的实施例中，所述出气芯的后端通过外部采样气管与所述采气器连通，所述补气芯的后端通过外部补气管与所述过滤器连通。

在优选的实施例中，所述补气芯和所述出气芯分设在所述采样针的左右两侧，且所述进气口相对所述补气口靠前于所述采样针的前端。

在优选的实施例中，所述采样针的前端具有带尖头的针帽。

在优选的实施例中，所述采气器包括电子鼻、手动一次性抽取筒或微小型电动抽气泵。其中，电子鼻可有效识别水果的芳香成分含量、成熟度、贮藏时间、糖度、病害等，从而在柚果内部品质特征检测过程中能更有效提高检测精度。

采用上述的微损伤式柚果内部品质特征检测采样装置可进行微损伤柚果内部品质特征检测采样。虽然柚果皮厚果大，但由于柚皮油胞层极薄，海绵层较厚但结构疏松，是果肉天然的保护壳，果肉呈瓣状环聚，从而使柚果形成中间空心。且由于柚果果肉的囊皮较薄，因此柚果中间空心形成了一个天然的柚果果肉气味特征的集气空间。采用采样针从柚果底部穿过果皮造成的微损伤不仅不会对柚果品质造成影响，且可直接到达果肉中心的空间。通过采样针上的出气芯气道收集，可直接获取柚果中心集气空间的气体挥发物，进而通过外部分析仪器对柚果品质情况准确的判断，从而能精准获取柚果品质特征信息。

一种微损伤式柚果内部品质特征检测方法，采用上述任一项所述的微损伤式柚果内部品质特征检测采样装置进行采样检测，包括如下步骤：

(1)净化所述采样针的补气芯和出气芯管路；

(2)对所述采样针进行酒精消毒，清水洗去所述采样针表层残余酒精，吸水纸擦干所述采样针；

(3)所述采样针从柚果底部插入内部中心，启动所述采气器；

(4)打开所述出气芯的所述进气口；

(5)打开所述补气芯的所述补气口；

(6)所述采气器开始采集柚果内部中心的气体用于分析；

(7)采气完毕后，关闭所述出气芯的所述进气口以及所述补气芯的所述补气口；

(8)从柚果底部抽出所述采样针，结束柚果内部中心的气体采样；

(9)根据采集的柚果内部中心气体，分析、评定柚果内部品质。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

本发明的微损伤式柚果内部品质特征检测采样装置，包括采样针、采气器以及过滤器，采样针为细针，且具有分别与过滤器和采气器连通的补气芯和出气芯，补气芯的补气口以及出气芯的进气口均位于采样针前端，进行柚果内部品质特征检测时，采样针可从柚果底部微损伤地穿过果皮并深入至柚果内部中心，由采气器通过出气芯对柚果内部中心气体进行柚果微损伤的采集，直接获取柚果内部中心集气空间的气体挥发物，且通过补气芯可补充干净气体，实现对柚果内部品质特征检测的微损伤采样。

本发明的微损伤式柚果内部品质特征检测方法，采用本发明的微损伤式柚果内部品质特征检测采样装置进行柚果内部中心气体采样，对柚果无破坏的情况下，进行柚果内部中心气体进行采集，从而能精准获取柚果品质特征信息，并进而可通过外部分析仪器对柚果品质情况准确的判断，实现对柚果无破坏、准确的内部品质特征检测，保证了流入市场的柚果品质质量，提高柚果的品牌度，最终不仅让消费者买的放心，同时也使消费者吃得安心。

附图说明

图1为具体实施例中本发明的微损伤式柚果内部品质特征检测采样装置的结构示意图；

图2为采样针的局部结构示意图；

图3为具体实施例中本发明的微损伤式柚果内部品质特征检测方法的流程图；

图4为具体实施例中柚果微损伤式检测示意图；

附图标注：100-采样装置，1-采样针，101-针身，1011-补气口，1012-进气口，1013-补气盖，1014-出气盖，102-针柄，103-补气芯，104-出气芯，105-针帽，2-采气器，3-过滤器，4-电磁铁式磁极控制器，401-第一线圈，402-第二线圈，5-外部采样气管，6-外部补气管，7-触屏控制器，8-柚果，801-柚皮，802-柚肉，803-集气空间。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细的描述，但本发明的保护范围及实施方式不限于此。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅用于区分描述，仅是为了便于和简化描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，更不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明的微损伤式柚果内部品质特征检测采样装置，参见图1所示，包括采样针1、采气器2以及过滤器3。采样针1为可插入柚果的主要采样部件，而采气器2和过滤器3均为外置的辅助采样部件。

其中，采样针1由针身101和针帽105构成，针帽105连接设置在针身101的前端。且可选的，采样针1的针帽105为前端带尖头的针帽，有助于减少插入柚果的阻力。

参见图1和图2所示，在所述采样针1上设置有补气芯103和出气芯104，补气芯103与出气芯104为相互独立的芯道，内部可允许空气畅通。此外，在所述采样针1上还设置有均可开闭的补气口1011和进气口1012。其中，所述补气口1011与所述补气芯103连通，所述进气口1012与所述出气芯104连通；且所述补气口1011和所述进气口1012均位于所述采样针1的前端。

对柚果内部进行气体采样时，柚果内部的气体可从进气口1012流入至出气芯104内，并通过出气芯104再被气体收集装置收集；而补气芯103内的补充气体可从补气口1011流出至柚果内部，使柚果内部的气压保持平衡，从而保证柚果内部气体采样的顺利进行。

并且，为避免补气口1011补充的气体直接流入至进气口1012内，补气口1011与进气口1012设置为相互远离，以保证采样气体的纯度，保障检测精确性。在一个优选的实施例中，所述补气芯103和所述出气芯104分设在所述采样针1的左右两侧，且所述进气口1012相对所述补气口1011靠前于所述采样针1的前端，尽可能减少进气口1012对补气口1011的工作干扰。

再参见图1所示，所述采气器2与所述出气芯104连通，所述过滤器3与所述补气芯103连通。

具体的，采气器2连通设置在出气芯104的出气口端，柚果内部的气体从进气口1012流入至出气芯104后可通过出气芯104最终流至采气器2被收集。可选的，所述出气芯104的出气口端通过外部采样气管5与所述采气器2连通，使采气器2可外置设置。

在可选的实施例中，所述采气器2包括电子鼻、手动一次性抽取筒或微小型电动抽气泵。其中，电子鼻可有效识别水果的芳香成分含量、成熟度、贮藏时间、糖度、病害等，从而能更有效提高检测精度。

过滤器3连通设置在补气芯103的进气口端，过滤器3的出口端与补气芯103的进气口端连通，而过滤器3的进口端与补充气体装置连通，可对进入至补气芯103内的补充气体进行过滤，使进入至柚果内的补充气体保证干净。在可选的实施例中，过滤器3为活性炭过滤器，内部填充有活性炭，可对补充气体中的杂质进行吸附过滤。

进一步的，所述补气芯103的后端通过外部补气管6与所述过滤器3连通，使过滤器3可外置设置。

另外，请再参见图1所示，在所述采样针1的后端设置有电磁铁式磁极控制器4。其中，电磁铁式磁极控制器4可使所述补气芯103和所述出气芯104产生磁极磁性，并对补气口1011和进气口1012实现磁性控制开闭。

具体的，所述补气口1011上设置有可磁性控制开闭的补气盖1013，所述进气口1012上设置有可磁性控制开闭的出气盖1014。而且，所述补气盖1013和所述出气盖1014的材质均为融合了带磁极磁性材料，所述补气盖1013和所述出气盖1014均自带磁极磁性。

如此，工作过程中，当采样针1插入至柚果内部后，进行采集气体时，电磁铁式磁极控制器4工作，接通电流，使补气芯103产生与补气盖1013相同的磁极磁性，出气芯104产生与出气盖1014相同的磁极磁性，从而使补气盖1013与补气芯103的补气口端磁性相斥而打开，出气盖1014与出气芯104的进气口端磁性相斥而打开，即可进行气体采集工作；当气体采集工作完毕后，电磁铁式磁极控制器4工作，切换电流，使补气芯103产生与补气盖1013相异的磁极磁性，出气芯104产生与出气盖1014相异的磁极磁性，从而使补气盖1013与补气芯103的补气口端磁性相异而吸引闭合，出气盖1014与出气芯104的进气口端磁性相异而吸引闭合，完成气体采集工作，即可将采样针1拔出。

在一个优选的实施例中，请再参见图1所示，所述电磁铁式磁极控制器4包括正负电流转换器(未图示)、第一线圈401和第二线圈402。其中，所述第一线圈401套设在所述出气芯104的后端上，所述第二线圈402套设在所述补气芯103的后端上；所述第一线圈401及所述第二线圈402均连接所述正负电流转换器。工作时，第一线圈401和第二线圈402接通电流后，可使第一线圈401和第二线圈402分别缠绕的出气芯104和补气芯103均以电磁铁的方式产生磁极磁性；而正负电流转换器可对流通至第一线圈401和第二线圈402的正负电流进行切换，从而使第一线圈401和第二线圈402分别缠绕的出气104和补气芯103的磁极磁性均发生转换。

一个可选的实施例中，所述补气盖1013的材质中融合了带S极磁性材料，使所述补气盖1013带S极磁性；所述出气盖1014的材质中融合了带S极磁性材料，使所述出气盖1014带S极磁性。在工作过程中，当采样针1插入至柚果内部后，进行采集气体时，电磁铁式磁极控制器4工作，电磁铁式磁极控制器4接通电流，使补气芯103产生S极磁性，出气芯104产生S极磁性，补气盖1013与补气芯103的补气口端磁性相斥而打开，出气盖1014与出气芯104的进气口端磁性相斥而打开；当气体采集工作完毕后，电磁铁式磁极控制器4内的正负电流转换器工作，切换电流，使补气芯103产生N极磁性，出气芯104产生N极磁性，补气盖1013与补气芯103的补气口端磁性相异而吸引闭合，出气盖1014与出气芯104的进气口端磁性相异而吸引闭合。

此外，请再参见图1所示，在所述采样针1的后端设置有针柄102，采样针1插入至柚果及从柚果拔出过程中均可通过针柄102受力，对采样针1的插拔起到助力作用。

另外一个优选的实施例中，所述电磁铁式磁极控制器4设置位于所述针柄102内，对电磁铁式磁极控制器4的设置进行保护和支撑。进一步的，所述针柄102上设置有触屏控制器7，触屏控制器7具体嵌设在针柄102上，所述触屏控制器7与所述电磁铁式磁极控制器4连接，可实现对电磁铁式磁极控制器4的在线操作，且触屏控制器7的控制界面实时显示补气芯103的补气口端和出气芯104的进气口端的磁极状态，使操作者可实时直观了解补气口1011和进气口1012的开闭状态。

实施例1

本发明的微损伤式柚果内部品质特征检测方法，采用上述所述的微损伤式柚果内部品质特征检测采样装置100进行采样检测，具体流程参见图3所示，包括如下步骤：

(1)把采样针插入外部管路清洁器，启动采气器10秒，净化所述采样针的补气芯和出气芯管路，保证采样气体的唯一性。

(2)将采样针的针身和针帽插入酒精浸湿的海绵，对所述采样针进行酒精消毒；再插入清水中，清水洗去所述采样针表层残余酒精，吸水纸擦干所述采样针。

(3)所述采样针的针身和针帽部分从柚果底部插入内部中心。

(4)采集柚子内部中心的气体挥发物

(4-1)启动所述采气器，采气器开始工作；其中，所述采气器为电子鼻时，先启动所述电子鼻预热；

(4-2)电磁铁式磁极控制器通过正负电流转换器向第一线圈通入正向电流，使出气芯的进气口端带S极磁性，推动带S极磁性的出气盖向外打开；

接着电磁铁式磁极控制器通过正负电流转换器向第二线圈通入正向电流，使补气芯的补气口端带S极磁性，推动带S极磁性的补气盖向外打开；

(4-3)采气器开始采集柚果内部中心的气体，柚果内部中心的挥发气体通过进气口进入至出气芯，再到外部采样气管，最后进入采气器；

此时，柚果内部中心气体气量减小，从而内部气压小于外部气压，外部气体通过过滤器把净化后的洁净空气，通过外部补气管进入补气芯，再通过补气口进入柚果内部中心，进而使得气体采集的时候柚果内部气压保持平衡。

(5)采气器采集气体完毕后，电磁铁式磁极控制器通过正负电流转换器向第一线圈通入负向电流，使出气芯的进气口端带N极磁性，吸引带S极磁性的出气盖向内关闭；

接着电磁铁式磁极控制器通过正负电流转换器向第二线圈通入负向电流，使补气芯的出气口端带N极磁性，吸引带S极磁性的补气盖向内关闭。

(6)从柚果底部抽出采样针，完成柚果样本采集。

(7)根据采集的柚果内部中心气体，分析、评定柚果内部品质。

采气器为电子鼻时，最后检测人员选择采气器抽取的柚果中的气体，结合预先设定的果肉品质识别模型，得到果肉品质微损伤评定结果；

或者，采气器选用手动一次性抽取筒或微小型电动抽气泵等时，采集定量的气体后，完成样本气体收集，带回实验室后再进行分析。

(8)检测下一样本，重复上述(1)、(2)(3)、(4)、(5)、(6)、(7)步骤。

进行柚果8内部品质特征检测采样时，由于柚皮801的油胞层极薄，海绵层较厚但结构疏松，是果肉802天然的保护壳，果肉呈瓣状环聚，从而使柚果形成中间空心。且由于柚果果肉的囊皮较薄，因此柚果中间空心形成了一个天然的柚果果肉气味特征的集气空间803。参见图4所示，采用细小的采样针1从柚果底部穿过果皮造成的微损伤不仅不会对柚果品质造成影响，且可直接到达果肉中心的空间。通过采样针1上的出气芯104进行气体收集，可直接获取柚果中心集气空间的气体挥发物，进而通过外部分析仪器对柚果品质情况准确的判断，从而能精准获取柚果品质特征信息。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，本说明书为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述。然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。而且，以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。

应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。