毕业论文—水果损伤红外检测系统设计(4)

当物体表面感受到脉冲闪光灯的作用后，其表面会吸收瞬时热能，热量以热波的形式迅速从物体表面向其内部传播，当遇到两种不同材料的非绝热界面后会发生反射和透射，受损果肉和正常果肉就是两种不同材料，所以在热图上会表现出两种状态。

实验前需要对被测物体表面进行处理，使其表面更均匀且具有较好的表面热辐射率和热吸收率，这在一定程度上可以减少实验误差。处理过后的表面可近似看做是均匀的，当被测物体内部有缺陷或结构有异常时，通过观察热对比度可明显看出正常区域和缺陷区域之间的差异，从而实现对物体缺陷的检测。同时热对比度与缺陷部位所在的深度有关，当深度越小时，热对比度越大，在热图序列中出现的时间越早。

将其应用于水果检测时，因为水果表面可能存在不同损伤，所以不可能做类似于其他无损检测时的表面均匀处理。而对于已经变黑的表面腐烂果肉，相对于正常区域的果肉，由于水分流失且存在微生物反应等，其热特性相差会更大，同时其热辐射率和热吸收率也有较大差异。这些因素对实验结果的影响会在后文对实验结果的分析中进行解释。

3 材料和实验

准备贮存的水果，要保证其表面无黑、红点且无碰撞、破损等，这样的水果才能真正实现长期贮存，所以分级过程就要求要能够正确识别出这些缺陷。我们知道水果在采摘、包装、储运及加工等各个环节中都有可能受到损伤，而且受损伤的概率较高，各种外力作用或是水果间的相互碰撞等就是造成机械损伤的主要原因之一。在这里我们选择了易出现常见缺陷类型的苹果和甜瓜作为实验对象，以脉冲红外热波技术作为实验依据，以两个高能脉冲闪光灯作为脉冲热源。闪光灯的最高能量为4.8KJ，其输出能量可调，距离被测水果大约30cm。实验中所选用的红外热像仪的波段范围为8-9 μm，在室温下其热灵敏度低于20mk，其距离被