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基于小波变换的西瓜成熟度声学检测方法

【摘要】:西瓜脆嫩、多汁、甘美,富含多种营养成分,是人们普遍熟知和喜爱的水果,在世界范围内广泛种植。瓜农和普通消费者非常关心西瓜采摘、上市的时机和选择适熟的西瓜。传统上主要采取人工鉴别的方法判断西瓜的成熟度,凭借实践经验采取看、摸、拍、掂的方式进行判断,此种方法受检测者主观因素影响大,且很难应用到规模化的生产中。千百年来人们一直在探索高效、准确的无损检测技术应到西瓜的采摘和销售环节。从上个世纪以来,随着现代科技的不断进步,人们探索出多种无损检测方法,其中声学和振动特性无损检测方法具有设备简单、价格低廉、易于操作、不易受到外界环境干扰等优点,备受研究者们的关注。 本文结合目前国内外声学无损检测技术在瓜果检测中的应用现状,探讨基于小波变换的方法实现对西瓜成熟度检测方法。首先建立西瓜介质中声波传播速度与其弹性性能的理论模型,实验测定声波传播速度,估计西瓜介质的弹性模量。同时对获取的声波信号进行小波变换分析提取声波传输的时频特性,研究传播频率与成熟度不同的西瓜内部结构之间的关系,特别是声波传播频率与含糖量的相关性。研究由声波传输的频率特征与西瓜成熟度之间的关联规律,探讨声信号的时频特征反演含糖量,估计西瓜成熟程度的技术方法。 理论分析和实验结果表明基于小波变换的西瓜成熟度声学检测也是一种有效的检测方法,为今后相关检测仪器的开发奠定了良好的理论基础。

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