CN103134768A - 基于近红外光谱技术的便携式专用地沟油检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于近红外光谱技术的便携式专用地沟油检测系统，其工作过程为：通过对触摸屏控制区域的操作，使系统通过主控制器控制溴钨灯发光并使其功率稳定且恒定后，再通过对触摸屏操作使系统采集未知油脂样品的光谱数据，实现从控制器与主控制器的SPI通信，主控制器通过调用光谱数据库中的标准油脂样品光谱数据结合运用改进的距离判别分析法分析被测未知油脂样品的光谱信息，并在触摸屏显示曲线位置显示所测量的未知油脂样品的光谱曲线和品质的装置。

Description

基于近红外光谱技术的便携式专用地沟油检测系统

一、技术领域

本发明涉及一种基于近红外光谱技术的便携式专用地沟油检测系统，特别是涉及一种无需对未知油脂样品预处理、检测速度快且仪器本身存储有各种合格食用油样品光谱数据库的专用地沟油检测仪。 

二、背景技术

近年来，地沟油涌入餐桌的事件不断发生，引起了人们和相关计量部门的高度重视。地沟油中重金属、毒素、过氧化值等都严重超标，并含有洗涤剂等类化学杂质，对人体具有很大危害性，食用后会引起呕吐、头痛、腹泻等不良反应，长期摄入甚至可成为癌变诱因。因此，地沟油检测问题一直是食品卫生领域备受关注的焦点。 

地沟油经水洗、蒸馏、脱色等加工处理后，或与标准合格食用植物油掺兑后，已很难通过感官分析和一些理化指标进行区分，而现有的鉴别技术却明显滞后。为有效鉴别地沟油，目前发展了高效液相色谱法、薄层色谱法、电导率测定法、气质联用法和电感耦合等离子体质谱法等，虽然这些方法鉴别效果较好，但都存在操作步骤繁琐、费时等不足。因此，开展快速且有效的地沟油检测方法的研究，对加快食用油标准的制定和修改，完善食品检测标准体系具有积极的社会意义。 

近年来新兴的近红外光谱分析技术以其分析速度快、样品无需预处理、操作简单、无浪费、无污染、一次测试可以测定多种成分和指标、高精度、分析结果准确度逼近标准方法等优点，成为分析检测领域的一大有力手段，因此，设计一款基于近红外光谱技术，快速无损、有效、便携式且专用的地沟油检测系统已经成为科学研究领域和相关计量部门的共同话题。 

三、发明内容

本发明的目的是研发了一种快速高精度的检测地沟油的装置，提供了一种基于近红外光谱技术的便携式专用地沟油检测系统，可快速、未知油脂样品无需预处理、无浪费、无污染的高精度的显示未知油脂样品的光谱曲线并判别油脂的品质是否合格。 

按照本发明提供的技术方案，专用地沟油检测光谱仪包括针对油脂样品检测的光学系统设计、主硬件电路设计和软件算法的设计与编写。光学系统包含光源系统、光栅分光系统、探测器的选择等；系统硬件电路包含主控制器、从控制器、电源电路、光源功率控制电路、光信号检测调理电路、人机交互控制电路、SPI通讯协议、触摸屏型号的选择等；软件部分包含改进的距离判别分析法定性判断油脂的品质是否合格、触摸屏显示与操作程序的编写、控制程序与采集程序的设计等。 

所述的光学系统中采用5V，20W的溴钨灯作为光源，并采用全息凹面衍射光栅分光组件CP140-1821分离得到近红外光，最后采用高精度的线阵铟镓砷探测器采集透过未知油脂样品的光信号，完成整个光学系统的设计。 

为了实现系统的便携式和专用性，所述的系统硬件电路为24V的直流电压经降压、整流、滤波后由各种稳压芯片稳压后得到3.3V、5V、双12V等作为系统的工作电源；恒定光功率控制电路通过主控制器STM32F103VC、电压合成器、误差放大器、光源中的光电检测电路等组成恒定功率的闭环控制电路克服了油脂样品对近红外吸收率较高而对系统测量造成的误差；采用高精度的线阵铟镓砷探测器采集透过未知油脂样品的光信号；光信号检测调理电路采用前置放大电路、主放大电路、滤波电路、电压跟随器、AD转换电路、从控制器MSP430F149等组成；人机交互控制电路采用26万色触摸屏的人机交互系统，SPI通讯协议使得主控制器与从控制器能够协调系统工作，通过对触摸屏的操作可实现对整个检测系统的操作，完成整个测量过程与检验过程。 

所述的软件部分是在SD数据存储扩展芯片的数据库中提取已经存储的已知合格食用油样品光谱数据，并与未知油脂样品光谱数据结合改进的距离判别分析法对未知样品作出定性判断，在系统中通过对触摸屏控制电路程序的编写使整个系统实现了便携式，为测量的方便性提供了条件。 

本发明与目前缺乏的技术相比，优点是： 

1.本发明填补了目前市场上缺少的地沟油快速无损的检测方法，为相关计量部门提供了一种快速且可 行的检测手段，确保了人们的食用油脂方面的安全性。 

2.本发明采用的改进的距离判别分析法可对各种油脂的品质进行分析判断。 

3.本发明的主控制器中设计的辅助设备SD数据存储扩展芯片存有各种合格食用油的光谱数据库。 

4.本发明提供了简单易懂的人机交互界面，不仅可以使测试者看到所测未知油脂样品的光谱曲线和所测未知油脂样品的品质是否合格，而且可以直接通过触摸屏的操作完成对整个检测仪的检测过程。 

四、附图说明

图1是本发明基于近红外光谱技术的便携式专用地沟油检测系统的组成框架图 

图2是本发明中触摸屏不同功能的区域设置 

图3是本发明中电源管理的电路图 

图4是本发明主控制器STM32F103VC最小系统电路图 

图5是本发明恒定光功率控制电路的框架图 

图6是本发明中所使用的溴钨灯光谱图 

图7是本发明电压合成电路图 

图8是本发明基于ULN2803的继电器驱动电路图 

图9是本发明基于UC3842的误差放大器电路图 

图10是本发明中光源的光电检测电路图 

图11是本发明采用的全息凹面衍射光栅分光组件CP140-1821的几何结构示意图 

图12是本发明中电流-电压转换电路图 

图13是本发明中的主放大电路图 

图14是本发明中的一阶低通滤波和电压跟随器电路图 

图15是本发明基于AD7705的AD转换电路图 

图16是本发明从控制器MSP430F149最小系统电路图 

图17是本发明人机交互界面液晶显示控制电路图 

图18是本发明光谱数据处理的软件算法流程图 

五、具体实施方式

下面结合附图和实例讲解对本发明作进一步的说明和解释，可使本领域的相关技术人员更好的理解本发明。 

图1提供了本发明基于近红外光谱技术的便携式专用地沟油检测系统的组成框架图，其工作原理为：主控制器ARM芯片STM32F103VC通过光功率负反馈闭环控制系统控制发光光源溴钨灯的功率恒定后，光源经光栅分光系统产生检测系统所需要的光谱波段范围，分离出的近红外光谱波段通过装有未知油脂样品的样品室，样品室中的未知油脂样品对不同波段的近红外光谱作出不同的吸收后，由高精度的线阵铟镓砷探测器采集经过油脂吸收后的光信号，然后，探测器采集的光信号经过光→电流→电压转换、放大、滤波后经A/D转换电路，将带有光谱数据信息的电压信号传送到从控制器MSP430F149单片机后，最后，从控制器MSP430F149通过SPI通信协议将采集到的光谱数据送入主控制器STM32F103VC进行处理，并且在触摸屏上显示所测未知油脂样品的光谱曲线和经调用SD数据存储扩展芯片中合格食用油的光谱数据库与算法分析处理后作出的对未知油脂样品品质的判断信息。 

该系统中采集未知油脂样品光谱数据的工作过程为：系统上电后，初始化显示开机画面，等待触摸屏检测到按键动作，点击触摸屏控制区域(如图2中的(1)区域)的开始工作指令，待STM32F103VC控制溴钨灯发光功率稳定后，STM32F103VC通过SPI接口给MSP430F149发送开始采集指令，MSP430F149开始经A/D采集探测器中的模拟信号后将数字信号通过SPI通信协议发送给STM32F103VC，STM32F103VC接收到数字信号后经处理并在触摸屏上显示，在数据读取完毕后，并向MSP430F149发送停止指令，完成整个系统对未知油脂样品光谱数据的采集工作。 

被测未知油脂样品的光谱数据采集完毕后，光谱数据处理的工作过程为：通过对触摸屏控制区域(如图2中的(1)区域)的操作，调用已经存储在SD数据存储扩展芯片中的已知油脂样品的光谱数据，并在触摸屏光谱显示区域(如图2中的(2)区域)上显示调用的已知样品的光谱曲线和刚刚测量得到的未知油脂样品的光谱曲线，两者的异同可进行感官分析判断，并且通过未知油脂样品光谱数据与存储在SD数据存储扩展芯片中的已知标准油脂样品光谱数据进行改进的距离分析判别算法处理比较，在触摸屏油脂品质显示区域(如图2中的(3)区域)显示未知油脂样品是否属于已知油脂样品的的其中一种，否则显示地沟油并作报警处理。 

为了更加提高本系统的精确性，在图1中的样品室大小固定并且测试时装有固定容量的未知油脂样品，避免了因为样品容量不同而造成的测量误差。 

为了便于有关计量部门的测量使用方便，检测系统需实现便携式，因此，系统采用24V直流蓄电池作为供电电源，通过电源变换技术后为整个系统提供不同的电压值，其电源管理电路图如图3所示，输入电压+24V直流电压后，经lm7805输出+5V电压，作为AD转换芯片AD7705等的供电电压；经lm7812与lm7912输出±12V电压，作为双电源运放供电电压；将输出的+5V电压通过三端可调正稳压器lm317设定输出为+3.3V，作为主控制器STM32F103VC和从控制器MSP430F149子的电源电压。 

市场上不同厂家的不同种类的合格食用油达数十种，甚至数百种，要构建不同种类油脂的全部数据库，必须选择大存储量的主控制器，STM32F103VC是基于ARM架构的32位处理器，高达512KFlash，自带USB、CAN等通讯接口，可扩展大容量SD数据存储扩展芯片，3路12位ADC，2路12位DAC，高达72MHz运行频率，集成化的配置，加快了系统设计，因此，系统选择了该芯片。主控制器STM32F103VC电路如图4所示，包括正常工作的电源电路、时钟电路、复位电路、SD数据存储扩展芯片、MC1403电路等。 

如图4中所示，SD数据存储扩展芯片用来存储各种合格食用油样品的光谱数据库，各种油脂样品光谱数据为在多次测量下的光谱平均值，比如说，鲁花花生油的标准光谱数据库是在不同环境下多次测量后的各个光谱的平均值。 

由于油脂中所含的成分比较少，而且在近红外光谱仪器的测量中，测量误差为nm级的，光源的微小变化都会很大程度上影响测量的准确度，为了达到高精度无误的测量分析，系统中采用了光功率负反馈闭环控制系统控制，其控制思想的框架图如图5所示，把各种不确定因素引起的光源功率输出不稳定转化为通过改变光源的端电压使光功率保持稳定，即为光源提供一个恒流电源的控制的可变电压；控制的关键在于光源的端电压随着光强的增大而减小，随着光强的减小而增大；通过光电转换，放大，再通过反馈系统将反馈信息到主控制器，主控制器通过调节输出电压可以使光强保持稳定，并且系统也带有电压误差放大器的硬件电路自身调节光源的端电压控制在某一数值。 

对于地沟油等油脂而言，其透光率比较低，探测器采集的光信号不能足以检测，所以系统采用了性能良好的溴钨灯作为光源，如图6所示，是所使用溴钨灯的光谱图，从图中可以看出，溴钨灯在波长700nm-1700nm区间具有较高的光照强度，而且溴钨灯在辐射功率、输出总功率、发光区域尺寸和形状、光源均匀性和稳定性等方面比碘钨灯都有较高的优势，且光效高、寿命长、光色好、点燃后没有碘钨灯那种紫红蒸汽，清洁无污染。 

采用光功率负反馈闭环控制系统控制，如图5所示，电源部分选用了4路12V继电器进行电压量程的选通即进行电压合成，其电路图如图7所示，不仅可以满足较宽光源控制范围，同时达到了更高的控制精度和更低的能耗。 

由于STM32F103VC的I/O输出逻辑电压最高为3.3V，且输出电流较小，仅达数十MA，无法驱动继电器，必须使用达林顿驱动管进行驱动。系统选用了常用的达林顿驱动器ULN2803，电路如图8所示，该芯片能将低压低电流转换成高压高电流输出，可以驱动继电器工作。 

为了使得输出与标准能做到精确可控，需要将输出及预设之间的误差进行放大对比，使其能够及时通过控制进行调整输出。为此，系统引入了误差放大器电路如图9所示，芯片UC3842可实现实时调制并且达到稳定的输出电压为5V-10V之间选择。 

为了实现闭环控制的思想，引入了光电检测电路，如图10所示，该处采用普通硅光敏二极管进行光功率检测，可使用adjust设置恒定功率的参数，达到设定功率时该电路输出恒定信号，否则视输出由控制 器STM32F103VC进行调节。 

在光源中的光电检测时，由于光源距离样品室就离较近，油脂样品又为液体，会对整个系统的电信号易产生干扰，为此需要为数据转换器件设置基准电压，系统采用了能隙式精密电压源MC1403为主控制器STM32F103VC提供输入基准电压，MC1403电路如图4中所示。MC1403是一种新型的参考电压器件，利用一个负温度系数的基射结正向电压VBE与正温度系数的工作在不同电流密度下，两个晶体管基射结电压差ΔVBE相加而形成的零温度系数的参考电压源，输出电压精度在正负25mv，足以保证整个系统的精度要求。 

受到油脂样品透光率的影响，系统中必须选用波长范围较宽的分光系统，才能满足光信号的采集与转换工作，系统采用了全息凹面衍射光栅分光组件CP140-1821，其几何结构示意图如图11所示，CP140-1821的工作波长范围为700nm-1700nm，凹面光栅的刻痕密度均为每毫米230条，光谱长度为34.9mm，平均色散为每毫米28.6nm，光栅常数d＝0.00435mm，激光从狭缝入射的角度是固定的为i＝-5.73°，衍射角θ可以通过凹面光栅方程式计算出不同波长的衍射角大小，La为入射狭缝到光栅中心的距离固定大小为137.36mm，由凹面光栅原理得到罗兰圆的直径为p＝138.05mm。在图11所示的CP140-1821凹面光栅的几何结构示意图中，La＝137.36mm，Lh＝129.45mm，θ＝29.85°，对应700nm-1700nm光谱范围，在成像光谱面上一级谱宽度为12.7mm。计算波长为700nm和1700nm光信号的零级、一级谱衍射角位置。对于凹面反射光栅，其光栅方程与平面透射光栅完全相同，当光纤束位于入射狭缝中心处时，凹面光栅方程式为 

d(sini+sinθ)＝mλ    (1) 

对于零级光谱，将i＝-5.73，λ＝700nm，λ＝1700nm，m＝0代入(1)式得出700nm和1700nm的零级谱衍射角θ＝5.73°。 

对于不同波长信号的一级谱，其衍射角也不相同，分别计算波长为700nm、1700nm信号的一级谱衍射角大小。 

将λ＝700nm，i＝-5.73°，m＝1，d＝0.00435mm带入式(1)，得 

0.00435×(sin(-5.73°)+sinθ)＝0.0007    (2) 

故波长为700nm信号的一级谱衍射角θ＝15.11°。 

将λ＝1700nm，i＝-5.73°，m＝1，d＝0.00435mm带入式(1)，得 

0.00435×(sin(-5.73°)+sinθ)＝0.0017    (3) 

故波长为1700nm信号的一级谱衍射角θ＝29.38°。 

系统所使用的是连续光源，全息凹面衍射光栅分光组件CP140-1821可以分出光谱范围在700nm-1700nm之间，再由图6的溴钨灯的光照强度可以看出，在700nm-1700nm之间的光照强度足以透过油脂样品，实现探测器的感知透过未知油脂样品后的光信号，达到测量的要求。 

对于透过油脂样品后的光信号已经变得非常微弱，对于一般的探测器已经不能探测到光信号，为此，系统采用了高精度的线阵铟镓砷探测器作为系统采集光信号的装置。 

由线阵铟镓砷探测器组成的光电转换电路，实际上是一个光→电流→电压的变换器，其光→电流→电压电路如图12所示。光源溴钨灯经光栅分光后产生指定波长的近红外光透过为孩子油脂样品后，光信号变得十分微弱，高精度的线阵铟镓砷探测器将接收到的微弱的光信号变成与之成比例的微弱电流信号，通过运放和反馈电阻组成的放大器变换成电压信号。假定运放为理想的运放，其输入电阻和放大倍数都为无穷大，则输出电压为U₀＝I_PR₁₂，输出电压U₀的值与输入电流I_P成线性关系，灵敏度由反馈电阻R₁₂确定，受到运放失调电压V_od与偏置电流I_b的影响，输出电压将产生误差，误差电压U_c＝V_od(1+R₁₂/R_d)+I_bR₁₂，其中R_d为线阵铟镓砷探测器的结电阻，由此式中可以看出，当运放的失调电压与偏置电流都较小时，输出电压误差才会减小，又由于油脂类的吸光率较高，透过未知油脂样品后的光信号已经非常微弱，必须减少输出电压误差才能提高测量的精度，因此，系统选择了高性能的运放OPA129。另外，因线阵铟镓砷探测器中的光电二极管需要较高的偏压，因此，在设计时加入了1K限流电阻R₁₃。 

由于透过油脂样品后所检测的信号为微弱量，所得到的电量是小信号，一般不能直接用于采样处理。 本系统中的前置放大电路主要起到电流转电压的作用，但是其放大过的信号还不能满足采样电压要求，因此还需应用主放大电路，所设计的放大电路如图13所示，该放大电路由一级固定放大电路和一级可调增益放大电路组成，第一级固定放大10倍，二级可选。二级放大可选实现了不同方法下的测量，在SD数据存储扩展芯片中不仅存储着一个放大增益下的合格食用油的标准光谱数据库，也存储着多增益下的合格食用油的标准光谱数据库，方便测试者在多种方式下测量油脂样品并作出对比判断，提高了整个检测系统的测量精度，防止不必要的测量误差的发生导致测量的错误。 

为使电路具有良好的信噪比和保证测量的精确性，如图14所示，在放大电路之后设计了一阶有源低通滤波器，以除去有用信号频带以外的噪声，包括环境噪声及由前置放大器引入的噪声。另外，在将电压信号输入AD之前，加入了电压跟随器，以匹配输入输出阻抗，隔离前后端信号。 

根据系统测量的需要，需要把测量得到的未知油脂样品的模拟电压信号转换成数字信号，本设计中使用模数转换器AD7705，AD7705是16位∑-ΔA/D转换器，可用于测量低频模拟信号，并且器件带有增益可编程放大器，可通过软件编程来直接测量传感器输出的各种微小信号，具有分辨率高、动态范围光、自校准等特点。如图15所示，本系统中采用单端输入，REFIN+引脚接由AD780产生的2.5V电压基准，防止因为油脂类样品对仪器引起的影响造成的测量误差。 

由于主控制器STM32F103VC中存储着各种合格食用油样品的标准光谱数据库，因此，需要从控制器处理采集未知油脂样品的光谱数据，本系统中使用了低功耗的单片机芯片MSP430F149，其电路图如16所示，该单片机采集到未知油脂样品的光谱数据后经SPI通信协议将光谱数据传送给主控制器STM32F103VC。 

主从控制器的SPI通信过程为：首先主控制器在完成显示、检测按键工作及光源恒功率稳定后，向从控制器发送测试指令，从控制器在收到测试指令后返回同样的测试指令。主控制器收到正确数据后发送启动指令，从控制器在接收到启动指令后测试经探测器转换、放大、滤波后的未知油脂样品的光谱数据，同时从控制器将数据按格式发送到主控制器，主控制器采集完成后发送停止指令，否则从控制器一直采集光谱数据。 

为了实现本系统的便携式和专用性，本系统中采用了触摸屏显示与控制电路，使用的是26万色的液晶屏，其驱动芯片是ILI9325，ILI9325是一款240x320分辨率、26万色的TFT液晶显示器驱动芯片，其中包括一个720通道源驱动，320通道门驱动器，用于存储240x320个点的颜色数据172,800字节RAM，以及电源电路，ILI9325还支持显示8种颜色和睡眠模式，允许软件进行精确电源控制，其控制电路图如图17所示。 

通过对触摸屏的操作，不仅可以实现查看当前测量的未知油脂样品的光谱曲线和SD数据存储扩展芯片中存储的各种合格食用油的光谱曲线，还可以在触摸屏上读取未知油脂样品的品质，极大地方便了用户的操作性和易懂性。 

本系统可以直接判断出所测的未知油脂样品是否为地沟油是基于本系统中的改进的距离判别分析方法，算法流程图如图18所示，算法思想是根据未知油脂样品光谱数据与已知合格油脂样品光谱之间的距离实现未知油脂样品品质的判别和分类，主控制器STM32F103VC中存储有各种合格食用油的光谱数据数据库。 

对于未知油脂样品x_un，只需计算x_un到数据库中各类油脂光谱数据均值

的马氏距离平方值： 

${\mathrm{md}}_{\mathrm{un},j}^2(x_{\mathrm{un}},\stackrel{\‾}{x_j})=(x_{\mathrm{un}}-\stackrel{\‾}{x_j})H_j^{-1}{(x_{\mathrm{un}}-\stackrel{\‾}{x_j})}^T,j=\mathrm{1,2}...k---\left(4\right)$

其中，k为类数，H_j为第j类的协方差矩阵。 

若未知油脂样本x_un与数据库中每类油脂样本的马氏距离满足以下关系： 

${\mathrm{md}}_{\mathrm{un},i}^2>{\mathrm{\δ}}_i(i=\mathrm{1,2}...k)---\left(5\right)$

则x_un判定为地沟油。 

若未知油脂样本x_un与数据库中第i类油脂样本的马氏距离满足以下关系： 

${\mathrm{md}}_{\mathrm{un},i}^2<{\mathrm{\&delta;}}_i(i=1,2...k)---\left(6\right)$

并且当

取得最小值，则x_un判定为第i类油脂。 

δ_i(i＝1，2...k)为系统通过多次测量意义上定义的数据库中的最大距离偏差值。 

为了更加形象的说明本系统在检测地沟油方面上的便携式和专用性，下面结合实例说明一下该系统的使用过程。 

测试者拿到需要检测的未知油脂样品后，将样品放在如图1的样品室中，启动电源，系统上电后，触摸屏初始化显示开机画面，测试者通过对触摸屏控制区域(如图2的(1))的操作，使系统通过STM32F103VC控制溴钨灯发光，待光源功率稳定且恒定后，触摸屏显示区域(如图2的(3))显示光源已经准备完毕；接下来，测试者点击触摸屏的控制区域(如图2的(1))，测试者可以选择测量n次取其平均值，如果选择10次，开始测量未知油脂样品的光谱，第1次测量完毕后，光谱显示区域(如图2的(2))显示第1次测量的光谱，第1次测量完毕后，光谱曲线停留10s后开始第2次的测量并同样显示10s后再进行第3次的测量，同样的，测量10次后，光谱显示区域(如图2的(2))最终会显示最终的平均光谱曲线，并在光谱曲线上标注为average，说明为平均光谱数据；然后，假设测试者测试的鲁花花生油，要将测试的未知油脂样品的光谱曲线与标准的鲁花花生油的光谱曲线作对比，则可以在触摸屏控制区域(如图2的(1))选择显示对比指令并选择标准光谱曲线为鲁花花生油，就可以在触摸屏光谱显示区域(如图2的(2))显示两个光谱曲线的相同与不同；最后，测试者要得到所测试油脂样品的品质，可通过选择触摸屏控制区域(如图2的(1))判断未知样品油脂品质的指令，作出定性判断，并在触摸屏显示区域(如图2的(3))显示未知油脂样品的品质，假如通过改进的距离判别算法计算后，与SD卡中所有的油脂数据库进行对比，都没有找到符合实际意义的相近的油脂信息，则显示该测试油脂样品为地沟油，如果找到，则显示该测试油脂样品为哪种食用油。 

另外，在系统上电后，可以通过对触摸屏控制区域(如图2的(1))的操作，调用查看SD卡内部存储的合格食用油样品的标准光谱曲线图；可以通过对触摸屏控制区域(如图2的(1))的操作，保存当前测量的未知油脂光谱数据存储到主控制器STM32F103VC的内部RAM中或者放弃不保存，也可以一段时间后通过对触摸屏控制区域(如图2的(1))的操作，将内部RAM存储的测量的未知油脂样品的光谱数据清零。 

Claims (9)

1.一种基于近红外光谱技术的便携式专用地沟油检测系统，其特征在于，包含主控制器STM32F103VC、5V，20W发光源溴钨灯、光栅分光系统、线阵铟镓砷探测器、样品室、AD采集转换电路、从控制器MSP430F149、触摸屏显示与操作系统、SD数据存储扩展芯片、SPI通信协议、改进距离判别分析法分析未知油脂样品光谱数据等。

2.如权利要求书1所述，其特征在于，SD数据存储扩展芯片用来存储各种合格食用油样品的平均光谱数据，构建合格食用油的光谱数据库。

3.如权利要求书1所述，其特征在于，触摸屏区域分为控制区域、光谱曲线显示区域、未知油脂样品品质显示区域。

4.如权利要求书2和3所述，其特征在于，通过对触摸屏控制区域的操作，可以查看数据库中的标准食用油光谱曲线、测量的未知油脂样品光谱曲线、未知油脂样品光谱曲线与已知数据库中标准食用油样品光谱曲线的对比曲线、保存测量的未知油脂样品光谱数据、清除最近一段时间测量的未知油脂样品的光谱数据、触摸屏画面光度调节等功能。

5.如权利要求书1所述，其特征在于，采用电源→电压调节→光源→光电转换→放大→光反馈→电源的光功率负反馈控制思想控制发光光源的功率恒定克服了油脂样品中的成分较少，且油脂类样品对近红外光的吸收率较高对系统测量造成的误差。

6.如权利要求书1所述，其特征在于，由于油脂样品对近红外光的吸收率较高，近红外光透过未知油脂样品后，光信号已经变得非常微弱，为了提高测量精度，采用了线阵铟镓砷探测器。

7.如权利要求书1所述的方法，其特征在于，由于主控制器STM32F103VC主要负责光谱数据库的调用、光谱数据的处理、触摸屏的显示与操作等；从控制器MSP430F149主要负责采集未知油脂样品的光谱数据。

8.如权利要求书7所述，其特征在于，主控制器STM32F103VC和从控制器MSP430F149数据通信采用SPI通信协议。

9.如权利要求书1和2所述，其特征在于，未知油脂样品品质的测定方法为：采集未知油脂样品的光谱数据→光谱数据预处理并提取光谱特征信息→改进的距离判别分析法→对未知油脂样品作出定性的判断。

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