便攜式蘋果新鮮度分析儀制造技術

便攜式蘋果新鮮度分析儀原型機是基于蘋果內部介電參數與其本身的水分、糖分、酸度等理化指標之間的相關關系，在不損害蘋果內外部品質的前提下對其相關介電參數進行測量，實現無損檢測，并根據相關理論準確鑒別蘋果的新鮮度。該儀器由三個模塊組成，其中多頻信號發生器模塊作為蘋果介電參數測量的激勵源，完成正弦波信號的準確輸出，實現掃頻和定頻的功能；等效測量電路模塊采用矢量伏安法完成蘋果介電參數的測量；人機交互模塊完成進行信號的選擇和模數轉換后，再通過藍牙將該信號傳輸至PC端，準確鑒別蘋果的新鮮度。

Portable Apple freshness analyzer

The prototype of portable Apple freshness analyzer is based on the correlation between the internal dielectric parameters of apple and its physical and chemical indexes such as moisture, sugar, acidity, etc. it measures the relevant dielectric parameters without damaging the internal and external quality of apple, realizes non-destructive testing, and accurately identifies the freshness of Apple according to the relevant theory. The instrument is composed of three modules, among which the multi frequency signal generator module is used as the excitation source for measuring the dielectric parameters of apple, which completes the accurate output of sine wave signal and realizes the function of frequency sweep and constant frequency; the equivalent measuring circuit module uses the vector voltammetry to measure the dielectric parameters of apple; the human-computer interaction module completes the signal selection and analog-to-digital conversion, and then through Bluetooth The signal is transmitted to PC terminal to accurately identify the freshness of apple.

【技術實現步驟摘要】
便攜式蘋果新鮮度分析儀
：本技術是基于蘋果內部介電參數與其本身的水分、糖分、酸度等理化指標之間的相關關系，在不損害蘋果內外部品質的前提下對其相關介電參數進行測量，實現無損檢測，并根據相關理論準確鑒別蘋果的新鮮度。
技術介紹
：在近幾年來，對于蘋果內部品質的無損檢測，主要是基于近紅外光譜及成像的蘋果品質無損檢測方法和裝置研究。由于蘋果對光穿透性的限制，很難檢測出蘋果內部品質的變化情況。鑒于此，研究該裝置是通過電信號，貫穿整個蘋果對其內部品質進行檢測，以取得更好的研究效果。
技術實現思路
：本技術采用多頻信號發生器、等效測量電路和人機交互模塊，對蘋果內部介電參數進行測量，實現無損檢測，并根據相關理論準確鑒別蘋果的新鮮度，使之能夠達到期望的測量分析要求。本技術解決其技術問題所采用的技術方案是：將多頻信號發生器作為便攜式蘋果新鮮度分析儀等效測量電路所需要的激勵源。通過掃頻和定頻功能，成功發出5個定頻點，以及掃頻范圍在100Hz～5MHz的正弦信號。等效測量電路模塊采用矢量伏安法，對5個頻點下的蘋果介電常數值進行采集和測量，完成微弱信號放大功能、穩壓功能、相敏檢波等功能。人機交互模塊先將測量后的信號通過選擇電路進行信號選擇，然后經過模數轉換將選擇的信號數字化后，將該信號通過藍牙傳輸至PC端，準確鑒別蘋果的新鮮度。本技術的有效成果是：能精確測量蘋果內部品質的相關介電參數，準確鑒別蘋果的新鮮度。附圖說明：圖1是總體架構圖圖2是多頻信號發生模塊圖3是多頻信號發生器的原理圖圖4是等效測量模塊圖5是微弱信號放大電路圖圖6是穩壓/穩幅電路圖圖7是半波整流電路圖圖8是人機交互模塊具體實施方式：在圖2中，多頻信號發生器采用單片機STC89C52控制信號發生芯片AD9850產生一定頻率下的正弦波信號，然后通過控衰電路和濾波電路控制正弦波的幅值準確輸出該信號，作為便攜式蘋果新鮮度分析儀等效測量電路所需要的激勵源。在圖3中，信號發生芯片采用DDS技術，主要由三部分組成。第一部分是DDS內核也是AD9850的核心，包括微控制器、相位控制、頻率控制、相位累加器、相位寄存器；第二部分是接口電路，用于接收單片機傳輸的數據；第三部分是模擬電路部分，主要是由轉換器(DAC)、低通濾波器(LPF)正弦查詢表和比較器構成。AD9850的核心和一個可編程DDS系統的核心是相位累加器，它由一個加法器和一個N位相位寄存器組成，N一般位于24～32。每來一個外部參考時鐘，相位寄存器便以步長M遞加。相位寄存器的輸出與相位控制字相加后可輸入到正弦查詢表地址上。正弦查詢表包含一個正弦波周期的數字幅度信息，每一個地址對應正弦波中0°～360°范圍內的一個相位點。查詢表把輸入地址的相位信息映射成正弦波幅度信號，然后驅動數模轉換器(DAC)以輸出模擬量。在圖4中，在等效測量模塊中，多頻信號發生器產生的正弦波信號通過蘋果的阻抗測量電路后，信號將會變得很微弱，因此先采用微弱信號放大電路將該信號放大，再讓其經過穩壓/穩幅電路和半波整流電路，完成測量工作。在圖5中，微弱信號放大電路采用集成運算放大電路對微弱信號進行放大，集成運算放大電路采用三級放大，為了滿足高輸入阻抗，高共模抑制比，低噪聲的要求，第一級采用三運放儀表放大器，放大倍數為100倍，第二級和第三級均采用低噪聲，非斬波穩零的雙極性芯片OP07構成反相放大器，放大倍數分別是100倍和10倍，可得到電路總增益為100000倍。在圖6中，穩壓/穩幅電路一般作為緩沖級和隔離級，可以保證電路的電壓的前級、后級電路之間互不影響，減小電路上的損耗，提高原來電路的負載能力，減小誤差。采用的芯片主要是LM358。在圖7中，半波整流電路采用LM358AN芯片實現，完成電路的整流和檢波功能。半波整流電路相當于一個理想二極管，當二極管的正向電壓和正向電阻與外接電路的等效電阻相比均可忽略時，這時二極管可以看作理想二極管。在圖8中，人機交互模塊主要是通過按鍵部分控制單片機STC89C52和單片機STC90C516RD完成以上各功能模塊的所有功能。其中單片機STC89C52完成正弦波信號的產生以及對被測信號進行選擇；單片機STC90C516RD將模數轉換后的信號通過藍牙傳輸至PC端，最后完成蘋果新鮮度的鑒別。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.該便攜式蘋果新鮮度分析儀，包括多頻信號發生器模塊、等效測量電路模塊和人機交互模塊，其特征在于：多頻信號發生器采用數字頻率合成技術DDS，通過信號發生芯片和單片機STC89C52發生5個不同頻率點下的正弦波，作為測量電路模塊的激勵源，其中信號發生芯片有三部分組成，第一部分是DDS內核也是AD9850的核心，包括微控制器、相位控制、頻率控制、相位累加器和相位寄存器；第二部分是接口電路，用于接收單片機傳輸的數據；第三部分是模擬電路部分，主要是由模數轉換DAC、低通濾波器LPF、正弦查詢表和比較器構成，產生的5個不同頻率點下的正弦波通過等效測量電路模塊，再完成微弱信號放大功能、穩壓功能和相敏檢波功能后，利用矢量伏安法對5個頻率點下的蘋果內部介電常數進行采集和測量，最后通過信號選擇電路和模數轉換電路將選擇的信號數字化后通過藍牙傳輸至PC端，最后再根據相關理論準確鑒別蘋果的新鮮度。

【技術特征摘要】
1.該便攜式蘋果新鮮度分析儀，包括多頻信號發生器模塊、等效測量電路模塊和人機交互模塊，其特征在于：多頻信號發生器采用數字頻率合成技術DDS，通過信號發生芯片和單片機STC89C52發生5個不同頻率點下的正弦波，作為測量電路模塊的激勵源，其中信號發生芯片有三部分組成，第一部分是DDS內核也是AD9850的核心，包括微控制器、相位控制、頻率控制、相位累加器和相位寄存器；第二部分是接口電路，用于接收單片機傳輸的數據；第三部分是模擬電路部分，主要是由模數轉換DAC、低通濾波器LPF、正弦查詢表和比較器構成，產生的5個不同頻率點下的正弦波通過等效測量電路模塊，再完成微弱信號放大功能、穩壓功能和相敏檢波功能后，利用矢量伏安法對5個頻率點下的蘋果內部介電常數進行采集和測量，最后通過信號選擇電路和模數轉換電路將選擇的信號數字化后通過藍牙傳輸至PC端...

【專利技術屬性】
技術研發人員：田旭，呂黎明，黃鋁文，
申請(專利權)人：田旭，呂黎明，黃鋁文，
類型：新型
國別省市：陜西,61