基于超聲波的牛油果品質(zhì)無損檢測(cè)系統(tǒng)研究

趙曉彪，唐國安

（1. 上海果氪信息科技有限公司，上海 201108；2. 東華大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，上海 201620）

0 引言

牛油果又名鱷梨，屬樟科，油梨屬。牛油果果肉中富含維A、維C、維E、維生素B 族，鉀、鈣、鐵、鈉、鋅、硒等多種礦物質(zhì)，且糖分很低。牛油果可降低膽固醇和血脂，具有良好的養(yǎng)生功效，高度契合消費(fèi)者的消費(fèi)傾向。牛油果樹種可以作為果樹樹種種植，同時(shí)牛油果樹是常綠樹種，樹態(tài)優(yōu)美，花色鮮艷，葉片濃郁，是城市綠化中深受人們喜愛的生態(tài)景觀樹種之一，種植面積持續(xù)擴(kuò)大[1]。

國內(nèi)的牛油果市場(chǎng)巨大，但本土牛油果產(chǎn)量有限，主要依賴進(jìn)口。通常牛油果從海外原產(chǎn)地采摘之后，會(huì)經(jīng)歷一段漫長的冷鏈運(yùn)輸環(huán)節(jié)到達(dá)國內(nèi)的各大供應(yīng)商，運(yùn)輸中要求果實(shí)處于0～5 ℃的低溫冷藏箱之中。為防止果實(shí)滯銷而影響果實(shí)的品質(zhì)，牛油果零售商可以根據(jù)顧客的消費(fèi)情況理性選擇進(jìn)貨量，但是為了提高市場(chǎng)的供應(yīng)能力，供應(yīng)商大量囤積牛油果。牛油果從采摘到運(yùn)輸、儲(chǔ)存、再到銷售，果實(shí)可能會(huì)在運(yùn)輸過程中遭遇各種機(jī)械碰撞或者其他不利的運(yùn)輸狀況，導(dǎo)致本來品質(zhì)良好的果實(shí)外表破損，從而影響到其內(nèi)部果肉的品質(zhì)，同時(shí)已經(jīng)完全成熟的果實(shí)在運(yùn)輸中被擠壓破損甚至?xí)绊懙狡渌麑?shí)。在整個(gè)貯藏過程中若溫度控制不好也會(huì)導(dǎo)致果實(shí)凍傷或成熟太快，從而影響整批果實(shí)的品質(zhì)。

牛油果在發(fā)往各零售商之前還需要進(jìn)行果實(shí)的分選操作，將腐敗變質(zhì)和外表破損的果實(shí)篩選出來，防止其流向市場(chǎng)影響消費(fèi)者的消費(fèi)體驗(yàn)。目前，牛油果的分選工作需要人工完成，果實(shí)開裂、外表破損及表面品質(zhì)問題可以通過人工篩選達(dá)到不錯(cuò)的篩選效果，腐爛、變質(zhì)等內(nèi)部品質(zhì)問題就不太適合通過人工篩選將其分離出來。傳統(tǒng)的檢測(cè)水果內(nèi)部品質(zhì)的方法是將水果切開，直接觀察內(nèi)部果肉的狀態(tài)，破壞性檢測(cè)方式對(duì)于批量檢測(cè)實(shí)在無法實(shí)現(xiàn)，抽樣檢查對(duì)牛油果的損耗也很大，且具有隨機(jī)性。因此，設(shè)計(jì)出一種牛油果無損檢測(cè)系統(tǒng)尤為重要，不僅能夠有效防止壞果流向市場(chǎng)，而且還能夠顯著提高牛油果果品檢測(cè)的工作效率[2]。

1 超聲波無損檢測(cè)原理

1.1 超聲波的衰減

超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，隨著超聲波信號(hào)的傳播，其能量逐漸減弱的現(xiàn)象即為超聲波的衰減。在使用超聲波對(duì)牛油果進(jìn)行無損檢測(cè)時(shí)，由于不同品質(zhì)的牛油果對(duì)于超聲波能量傳播過程中造成的衰減程度不同，因此可使用超聲波檢測(cè)信號(hào)的衰減特性來研究被測(cè)牛油果的內(nèi)部品質(zhì)，引起超聲波產(chǎn)生衰減的因素主要有波束擴(kuò)散、晶粒散射和介質(zhì)吸收[3]。

在研究超聲波衰減時(shí)，需要綜合考慮以上3 種衰減?？偟乃p系數(shù)為這3 種衰減的總和?？捎霉剑?） 計(jì)算[4]：

式中：

α——衰減系數(shù)；

x——傳播距離；

P0——起始聲壓；

P——傳播x 距離之后的聲壓。

在對(duì)被測(cè)牛油果進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，超聲波從發(fā)送端探頭發(fā)出到接收端探頭接收過程中會(huì)產(chǎn)生擴(kuò)散衰減，檢測(cè)時(shí)保持2 個(gè)探頭之間的相對(duì)距離不變，即每次檢測(cè)的擴(kuò)散衰減程度相同，因此在檢測(cè)牛油果時(shí)可以忽略擴(kuò)散衰減[5]。

在研究牛油果的超聲波衰減時(shí)，超聲波的聲壓振幅與檢測(cè)中超聲波信號(hào)的幅值呈一定的比例關(guān)系，同時(shí)，在超聲波換能器利用壓電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)電信號(hào)與聲信號(hào)的轉(zhuǎn)換時(shí)也需要滿足一定的轉(zhuǎn)換比例關(guān)系，即機(jī)電轉(zhuǎn)換系數(shù)。采集到的超聲波信號(hào)會(huì)通過超聲波探頭轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，通過分析電信號(hào)的衰減程度即可表示超聲波的衰減特性?？捎霉剑?） 計(jì)算衰減系數(shù)：

式中：

A——發(fā)送端超聲波幅值；

A0——接收端超聲波幅值；

l——兩探頭之間的距離。

1.2 超聲波的信號(hào)處理

在對(duì)牛油果進(jìn)行超聲波檢測(cè)時(shí)，接收端的超聲波換能器采集到的信號(hào)會(huì)呈現(xiàn)出準(zhǔn)周期性的特征，但波形較為復(fù)雜，很難將其表示為函數(shù)式，目前對(duì)超聲波信號(hào)的處理和分析的方法中最常用的是頻譜分析方法[6]。

超聲波換能器采集到的離散信號(hào)可采用離散傅里葉變換（DFT） 實(shí)現(xiàn)時(shí)域到頻域的轉(zhuǎn)換，DFT 算法定義為：

式中：

X(k)——離散頻譜的第k 個(gè)數(shù)據(jù)；

x(n)——時(shí)域采樣的第n 個(gè)數(shù)據(jù)。

使用DFT 算法對(duì)超聲波采樣信號(hào)進(jìn)行譜分析，對(duì)采集到的n 個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)需要進(jìn)行n2次運(yùn)算，會(huì)導(dǎo)致計(jì)算量過于龐大，使得數(shù)據(jù)處理時(shí)間太長。1956 年，Cooley 和Tukey 提出一種快速的規(guī)范化算法，即為快速傅里葉變換（FFT）[7]。使用FFT 算法可將原本DFT 算法計(jì)算所需的n2次計(jì)算減少到（n/2） log2n次，相比DFT 算法運(yùn)算速度提升極大，且在運(yùn)算中對(duì)計(jì)算結(jié)果沒有做出任何近似值替代，能夠達(dá)到與DFT 算法相同的計(jì)算精度。

檢測(cè)系統(tǒng)分別采集了發(fā)送端和接收端各10 000 個(gè)超聲波信號(hào)數(shù)據(jù)點(diǎn)。在進(jìn)行快速傅里葉變換時(shí)，為防止譜泄露，會(huì)在10 000 個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)后自動(dòng)補(bǔ)0 達(dá)到16 384 個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，即214 個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，經(jīng)過14 次分解運(yùn)算后即可將采集到的時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)化為頻域信號(hào)。

2 檢測(cè)方案的制定

2.1 檢測(cè)方法

由于超聲波在不同的傳聲介質(zhì)中傳播特性會(huì)有所不同，因此超聲波在不同被測(cè)物體中傳播時(shí)會(huì)體現(xiàn)出不同的聲學(xué)特性，研究這些聲學(xué)特性可以預(yù)測(cè)出被測(cè)物體內(nèi)部的性能和結(jié)構(gòu)的變化。在對(duì)牛油果進(jìn)行超聲波無損檢測(cè)時(shí)，將超聲波發(fā)射到被測(cè)牛油果中，入射超聲波在被測(cè)牛油果的表面會(huì)反射出一部分，又會(huì)有一波分超聲波能量在牛油果內(nèi)部被轉(zhuǎn)化為熱量，剩下的部分穿透被測(cè)牛油果后可被接收采集，研究接收到的信號(hào)特征即可推測(cè)出被測(cè)牛油果的部分特性。

目前，已有的超聲波檢測(cè)方法按檢測(cè)原理可分為反射法和透射法2 種[8]。聲反射法是基于聲波的反射特性而產(chǎn)生的檢測(cè)方法，利用該方法向被檢測(cè)對(duì)象發(fā)出超聲波，然后分析反射回波的特性就可以判斷被測(cè)對(duì)象的質(zhì)量情況。聲反射法在檢測(cè)被測(cè)物體的表面質(zhì)量上具有極大的優(yōu)勢(shì)。聲透射法是基于聲波的透射特性而產(chǎn)生的檢測(cè)方法，利用該方法檢測(cè)時(shí)通常需要使用到2 個(gè)超聲波換能器，一個(gè)作為超聲波的發(fā)送端，一個(gè)作為超聲波的接收端，該方法可以通過接收端超聲波的強(qiáng)弱程度來評(píng)價(jià)被測(cè)對(duì)象內(nèi)部的缺陷及缺陷程度。采用聲透射法進(jìn)行牛油果品質(zhì)檢測(cè)。

2.2 試驗(yàn)器材的選取

系統(tǒng)采用聲透射法對(duì)牛油果內(nèi)部品質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，為了達(dá)到最佳的檢測(cè)效果，圖1 中的每個(gè)功能模塊都需要選取合適的檢測(cè)設(shè)備并合理配置其參數(shù)。

檢測(cè)平臺(tái)的信號(hào)流向圖見圖1。

圖1 檢測(cè)平臺(tái)的信號(hào)流向圖

（1） 脈沖信號(hào)發(fā)生。檢測(cè)方案中脈沖發(fā)生器選擇優(yōu)利德公司的UTG932 型函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，可以產(chǎn)生1 uHz～60 MHz 頻率范圍內(nèi)的激勵(lì)信號(hào)。

（2） 超聲波換能器。對(duì)牛油果進(jìn)行超聲透射法檢測(cè)試驗(yàn)中選擇使用2 個(gè)直探頭進(jìn)行檢測(cè)，其中一個(gè)直探頭作為發(fā)射探頭，另一個(gè)作為接收探頭。分別選取了20，40，58 kHz 的標(biāo)準(zhǔn)超聲波直探頭進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，選取最佳的聲波頻率。

（3） 信號(hào)調(diào)理電路。選擇由康威科技設(shè)計(jì)的OPA128 靜電計(jì)級(jí)電荷運(yùn)算放大器，需要供±5 ～±18 V 電源（試驗(yàn)中提供±12 V 電源），開環(huán)增益為128 dB，帶寬為1 MHz，低偏置低失調(diào)。

（4） 信號(hào)采集部分。檢測(cè)方案中信號(hào)采集部分選用泰克公司的DPO2000B 系列的信號(hào)示波器，最多4 個(gè)模擬通道且采樣頻率最高可以達(dá)到1GS/s。將示波器采集的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到U 盤后在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行離線頻譜分析，得到相關(guān)的試驗(yàn)結(jié)果。

圖2 智利牛油果和墨西哥牛油果在不同檢測(cè)頻率下的衰減系數(shù)折線圖

2.3 檢測(cè)信頻率的選取

為了探索合適的超聲波檢測(cè)頻率，選取智利和墨西哥2 個(gè)品種的牛油果進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn)，試驗(yàn)前的準(zhǔn)備如下：

（1） 智利牛油果。選取了成熟的牛油果和腐敗的牛油果各5 個(gè)，腐敗的智利牛油果從外表看起來表皮發(fā)黑且?guī)в邪欛?；隨后，將牛油果進(jìn)行編號(hào)，其中品質(zhì)良好的牛油果編號(hào)1～5，腐敗的牛油果編號(hào)6～10。

（2） 墨西哥牛油果。選取成熟的牛油果（5 個(gè)）和腐敗的牛油果（4 個(gè)） 共9 個(gè)，腐敗的墨西哥牛油果從外表看起來表皮發(fā)黑且果肉偏軟，表皮無皺褶；隨后，將牛油果進(jìn)行編號(hào)，其中品質(zhì)良好的牛油果編號(hào)1～5，腐敗的牛油果編號(hào)6～9。

對(duì)于數(shù)據(jù)的分析，由于超聲波在穿透牛油果之后聲波信號(hào)會(huì)產(chǎn)生一定程度的損耗，可以表現(xiàn)在幅值的減小、衰減系數(shù)的變化上，因此對(duì)于采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速傅里葉變換并獲取信號(hào)基頻幅值，再由公式（2） 計(jì)算信號(hào)基頻幅值衰減系數(shù)α。

使用前述的幾種探頭進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn)，試驗(yàn)中調(diào)整果實(shí)的位置使得兩探頭的中心正對(duì)被測(cè)牛油果的最大腰徑處，使示波器上顯示出清晰、明顯的信號(hào)波形，按果實(shí)的編號(hào)將其波形數(shù)據(jù)保存為示波器采樣數(shù)據(jù)0～18，經(jīng)過快速傅里葉變換得出發(fā)送端信號(hào)和接收端信號(hào)在激勵(lì)信號(hào)頻率上的幅值，并計(jì)算其衰減系數(shù)。

智利牛油果和墨西哥牛油果在不同檢測(cè)頻率下的衰減系數(shù)折線圖見2。

在使用OPA128 靜電計(jì)級(jí)電荷運(yùn)算放大器電路進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn)時(shí)，雖然在40 kHz 試驗(yàn)下并沒有表現(xiàn)出良好的試驗(yàn)效果，但在20 kHz 和58 kHz 頻率下對(duì)于不同品質(zhì)的牛油果的區(qū)分效果比較明顯且規(guī)律一致，具有一定的參考價(jià)值。在檢測(cè)中，選用較高的檢測(cè)頻率可以獲得更為明顯的波形和較大的參數(shù)值，同時(shí)較大的檢測(cè)頻率會(huì)對(duì)應(yīng)有較強(qiáng)的聲波能量，因此58 kHz 的檢測(cè)頻率更適合作為牛油果檢測(cè)試驗(yàn)頻率參數(shù)。最終確定了在58 kHz 的檢測(cè)頻率下使用OPA128 靜電計(jì)級(jí)電荷運(yùn)算放大器電路作為檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)配置。

在58 kHz 的檢測(cè)頻率下使用OPA128 靜電計(jì)級(jí)電荷運(yùn)算放大器電路進(jìn)行超聲波檢測(cè)時(shí)，研究試驗(yàn)結(jié)果中不同品質(zhì)牛油果的衰減系數(shù)值可以發(fā)現(xiàn)以下規(guī)律：對(duì)于智利牛油果，品質(zhì)完好果實(shí)的衰減系數(shù)值比腐敗果實(shí)的衰減系數(shù)值高；對(duì)于墨西哥牛油果，品質(zhì)完好果實(shí)的衰減系數(shù)值比腐敗果實(shí)的衰減系數(shù)值高，與智利牛油果的檢測(cè)結(jié)論一致。

3 牛油果品質(zhì)無損檢測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)

3.1 硬件平臺(tái)的搭建

在上個(gè)章節(jié)中已經(jīng)對(duì)該檢測(cè)系統(tǒng)的部分硬件做出選擇，現(xiàn)對(duì)檢測(cè)平臺(tái)的元器件及其參數(shù)做出以下選擇和配置。

（1） 脈沖信號(hào)發(fā)生器。配置頻率為58 kHz，占空比50%，相位0°，幅值為10 V 的直流方波信號(hào)。

（2） 超聲波換能器（發(fā)送和接收）。選擇由易聲電子有限公司生產(chǎn)的驅(qū)動(dòng)頻率為58 kHz 的分體開放式超聲波探頭。

（3） 信號(hào)調(diào)理電路。選擇由康威科技設(shè)計(jì)的OPA128 靜電計(jì)級(jí)電荷運(yùn)算放大器。

（4） 數(shù)據(jù)采集卡。為了使檢測(cè)平臺(tái)更輕量化且能夠與上位機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換，采用嵌入式信號(hào)采集板卡替換示波器來完成信號(hào)采集工作。檢測(cè)系統(tǒng)中選用北京思邁科華技術(shù)有限公司設(shè)計(jì)的USB-3213 系列數(shù)據(jù)采集卡，該數(shù)據(jù)采集板卡通過高速USB2.0 接口與上位機(jī)連接給模塊供電并實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通訊。數(shù)據(jù)采集卡的信號(hào)采集模式有連續(xù)采集和有限次采集2 種，系統(tǒng)每次采集的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)為10 000 個(gè)，因?yàn)闄z測(cè)時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些干擾情況產(chǎn)生無效檢測(cè)，所以信號(hào)采集模式選擇連續(xù)采集模式；數(shù)據(jù)采集卡是異步采集卡，最大采樣頻率為1 MS/s，試驗(yàn)中設(shè)置為1MS/s 的采樣頻率，由于系統(tǒng)使用2 個(gè)AI 通道采集超聲波信號(hào)，每個(gè)通道的采樣頻率為500 kS/s；采集卡選擇AI 定時(shí)器作為采樣時(shí)鐘，觸發(fā)方式選擇AiSoftTrig 軟件觸發(fā)。

牛油果檢測(cè)平臺(tái)實(shí)物圖見圖3。

圖3 牛油果檢測(cè)平臺(tái)實(shí)物圖

3.2 軟件功能設(shè)計(jì)

檢測(cè)系統(tǒng)的軟件部分以3 個(gè)階段來滿足上述功能需求。第一個(gè)階段是檢測(cè)系統(tǒng)的參數(shù)配置階段，這個(gè)階段實(shí)現(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)軟件的初始化、相關(guān)參數(shù)的配置功能；第二個(gè)階段是上位機(jī)的數(shù)據(jù)處理階段，在此階段實(shí)現(xiàn)了采樣數(shù)據(jù)的FFT 變換、獲取數(shù)據(jù)的頻域信息及繪制頻域圖形的功能；第三階段是牛油果的品質(zhì)判別階段，這個(gè)階段針對(duì)墨西哥和智利2 種不同品種的牛油果分別設(shè)計(jì)了與之相對(duì)應(yīng)的品質(zhì)判別算法。

軟件功能流程圖見圖4。

圖4 軟件功能流程圖

3.2.1 信號(hào)采集控制模塊程序設(shè)計(jì)

對(duì)數(shù)據(jù)采集設(shè)備初始化開啟檢測(cè)所需通道并配置采樣量程信息，檢測(cè)系統(tǒng)中要采集發(fā)送端和接收端的兩路信號(hào)，開啟了Ai0 和Ai1 2 個(gè)模擬轉(zhuǎn)換通道，由于檢測(cè)系統(tǒng)中的超聲波激勵(lì)信號(hào)的幅值為10 V，此處的量程則設(shè)置為±10.24 V。信號(hào)采集模式選擇了連續(xù)采樣模式，采樣率為1 MHz，由于采樣啟用了2 個(gè)AI 通道，則每個(gè)采樣通道的采樣率分別都是500 kHz，采樣事件觸發(fā)方式設(shè)定為軟件觸發(fā)，使用SetUSB3AiSoftTrig 啟動(dòng)一次軟件觸發(fā)事件將模擬電壓信號(hào)經(jīng)A/D 轉(zhuǎn)換后存入采集卡的FIFO 緩存區(qū)內(nèi)，上位機(jī)通過USB 總線可將該數(shù)字信號(hào)存入上位機(jī)的緩存區(qū)以供后續(xù)的分析計(jì)算，每采集一次數(shù)據(jù)后都由軟件清除觸發(fā)狀態(tài)、清空采集卡的FIFO 緩存區(qū)并關(guān)閉設(shè)備。

3.2.2 超聲波數(shù)據(jù)的信號(hào)處理程序

超聲波的FFT 算法處理使用MATLAB 自帶的數(shù)學(xué)函數(shù)來實(shí)現(xiàn)，在設(shè)計(jì)模塊的程序時(shí)，首先使用MATLAB 與VC 混合編程。在Microsoft Visual 2013的工程環(huán)境下先使用engOpen 函數(shù)調(diào)用MATLAB 引擎，然后使用engEvalString 函數(shù)向MATLAB 發(fā)送命令字符串，最后使用engGetVariable 獲取MATLAB引擎空間中的數(shù)據(jù)處理結(jié)果。

繪圖部分使用TeeChart 繪圖控件來實(shí)現(xiàn)。在使用TeeChart 繪圖控件繪制頻域圖時(shí)，完成TeeChart圖形空間的配置，給TeeChart 控件中傳入所需繪制的圖形的相關(guān)數(shù)據(jù)即可完成圖形的繪制工作。創(chuàng)建TeeChart 控件時(shí)首先在MFC 創(chuàng)建的工程界面中選擇“插入Axtivex”選項(xiàng)并在工程界面中選擇合適的位置插入繪圖控件，添加繪制圖形所需的MFC 類成員變量，分別給超聲波發(fā)送和接收端數(shù)據(jù)頻域圖的控件賦予變量名，設(shè)置選擇繪圖類型、編輯坐標(biāo)軸標(biāo)題。

3.2.3 牛油果品質(zhì)判別程序設(shè)計(jì)

檢測(cè)系統(tǒng)采用衰減系數(shù)判別法對(duì)被測(cè)牛油果的內(nèi)部品質(zhì)進(jìn)行評(píng)測(cè)，設(shè)計(jì)了墨西哥和智利2 種品種的牛油果的品質(zhì)判別程序，在得到的超聲波發(fā)送端和接收端信號(hào)頻域上主頻頻率和幅值基礎(chǔ)上，根據(jù)式（2） 計(jì)算出超聲波在測(cè)試過程中所產(chǎn)生的衰減，將得到的衰減系數(shù)值與判別基準(zhǔn)值比較即可判斷被測(cè)牛油果的品質(zhì)。

3.2.4 檢測(cè)系統(tǒng)的人機(jī)界面設(shè)計(jì)

為了方便檢測(cè)人員使用檢測(cè)系統(tǒng)，同時(shí)為了有更直觀的結(jié)果顯示，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了人機(jī)交互界面。

牛油果無損檢測(cè)系統(tǒng)人機(jī)界面圖見圖5。

圖5 牛油果無損檢測(cè)系統(tǒng)人機(jī)界面圖

該界面包含了測(cè)試參數(shù)區(qū)、檢測(cè)結(jié)果顯示區(qū)、測(cè)試曲線顯示區(qū)、測(cè)試信息記錄區(qū)、檢測(cè)操作功能區(qū)和檢測(cè)數(shù)據(jù)文件操作區(qū)。

4 檢測(cè)系統(tǒng)的試驗(yàn)分析

在室溫20 ℃，相對(duì)濕度為30%的檢測(cè)環(huán)境下分別選取了一批形狀規(guī)格相近的墨西哥品種和智利品種的牛油果樣品。在檢測(cè)試驗(yàn)之前需實(shí)施標(biāo)定試驗(yàn)確定判別基準(zhǔn)值，分別取樣品中部分果實(shí)進(jìn)行檢測(cè)并記錄基頻幅值，然后切開被測(cè)果實(shí)觀察其內(nèi)部品質(zhì)，最后從被測(cè)的牛油果樣品中選取10 個(gè)品質(zhì)良好的果實(shí)和10 個(gè)腐爛變質(zhì)的果實(shí)，比較衰減系數(shù)值。最終取墨西哥牛油果衰減系數(shù)評(píng)判基準(zhǔn)值為5.020 0，智利牛油果衰減系數(shù)評(píng)判基準(zhǔn)值為4.720 0。

隨后，對(duì)剩余的果實(shí)樣品進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn)，保持試驗(yàn)條件與之前的標(biāo)定試驗(yàn)條件一致，分別檢測(cè)了66 個(gè)墨西哥牛油果和44 個(gè)智利牛油果。

墨西哥油果檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)見表1，智利油果檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)見表2。

表1 墨西哥油果檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)

由表1 可知，被測(cè)的66 個(gè)墨西哥牛油果中實(shí)際存在有36 個(gè)品質(zhì)良好的果實(shí)和30 個(gè)腐敗果實(shí)。在試驗(yàn)中檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)品質(zhì)良好的牛油果的評(píng)測(cè)準(zhǔn)確率為83.3%，對(duì)腐敗果實(shí)的評(píng)測(cè)準(zhǔn)確率為76.7%，綜合評(píng)測(cè)準(zhǔn)確率為80.3%。

由表2 可知，被檢測(cè)的44 個(gè)智利牛油果中實(shí)際存在有20 個(gè)品質(zhì)良好的果實(shí)和24 個(gè)腐敗果實(shí)。在試驗(yàn)中檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)品質(zhì)良好的牛油果的評(píng)測(cè)準(zhǔn)確率85%，對(duì)腐敗果實(shí)的評(píng)測(cè)準(zhǔn)確率為75%，綜合評(píng)測(cè)準(zhǔn)確率為79.5%。

表2 智利油果檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)

5 結(jié)語

設(shè)計(jì)了一套基于超聲波的牛油果品質(zhì)無損檢測(cè)系統(tǒng)，可以對(duì)放置在檢測(cè)平臺(tái)上的牛油果進(jìn)行品質(zhì)檢測(cè)。系統(tǒng)界面簡(jiǎn)潔、操作方便、結(jié)果顯示直觀，對(duì)比傳統(tǒng)的人工分揀牛油果方式，該檢測(cè)系統(tǒng)可以有效地降低檢測(cè)人員的工作強(qiáng)度，具有極高的應(yīng)用價(jià)值。