CN103394471A - 一种霉变粮食快速在线检测筛选系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及粮种安全检测领域，尤其涉及一种霉变粮食快速在线检测筛选系统。该检测筛选系统包括机架和设置在所述机架上的喂料机构、输料机构，图像获取机构、图像检测机构以及筛选机构，用图像获取机构对经过输料机构的粮食颗粒进行图像采集，并将该图像数据信息传至设置在机架上的图像检测机构进行检测分析，检测时间短、速度快，若发现霉变粮食，图像检测机构则将信号传递给筛选机构，筛选机构的筛选控制单元控制喷气单元工作，将霉变粮食和没有霉变的粮食颗粒分开，筛选快速高效，不会对检测的粮食颗粒造成损伤，可以实现粮食颗粒的在线连续批量处理，并且本发明的霉变粮食快速在线检测筛选系统自动化程度高，操作方便，结构简单，成本较低。

Description

一种霉变粮食快速在线检测筛选系统

技术领域

本发明涉及粮种安全检测领域，尤其涉及一种霉变粮食快速在线检测筛选系统。

背景技术

粮食品质安全是关系到国计民生的问题，也是人类共同面临的一大问题。然而在我国大多采用粗放式的粮食储藏方式，存储环境控制不当极易造成粮食霉变、生虫及生芽，因此出库时若不剔除这些颗粒，不仅会造成食品安全隐患而且种子粮的霉变也有可能影响来年粮食收成。近年来，陈化粮和变质粮等毒性食品安全事故屡屡发生，给人民生命财产安全、国家经济和社会发展带来了很大负面影响。在粮食品质安全隐患中，因粮食霉变而产生的真菌毒素污染成为危害公众健康的重要因素，其与肝癌、恶性肿瘤等中国人的头号杀手密切相关，据调查，农村肝癌人数较城市人数多，这和食物中摄入过多真菌毒素关系密切。同时，若粮食受到真菌毒素轻度污染，就要花费大量人力、物力和财力来对被污染粮食进行特殊工艺技术处理，降低了粮食的利用率，耗费大量能源，也阻滞了我国食品行业的核心竞争力，限制了传统农业产业结构升级。

然而，我国粮食检测长期停留在对终端产品“抽样检测”水平，还没有形成从农田到餐桌整个食物链的监管体系，无法适应现代农业和食品加工业的需要，且现有“抽样检测”方式检测参数单一、分析难度大，检测时间长，对粮食有破坏性，不适合在线连续批量处理。目前，快速、无损伤、可在线连续检测技术是农产品质量安全检测技术与装备研发的发展趋势。

因此，针对以上不足，本发明提供了一种霉变粮食快速在线检测筛选系统。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种霉变粮食快速在线检测筛选系统以解决现有抽样检查方式存在的检测时间长、对粮食颗粒有损伤及不能在线连续批量处理的问题。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种霉变粮食快速在线检测筛选系统，其包括机架和设置在所述机架上的喂料机构、输料机构，图像获取机构、图像检测机构以及筛选机构；所述喂料机构、输料机构及图像获取机构依次设置，所述图像获取机构、所述图像检测机构及所述筛选机构依次连接；所述筛选机构包括相连接的筛选控制单元和喷气单元，所述筛选控制单元与所述图像检测机构连接，所述喷气单元设置在所述输料机构下料口的下方一侧。

其中，所述喂料机构包括喂料漏斗、设置在所述喂料漏斗下方的振动喂料器，所述振动喂料器的喂料滑槽的低端位于输料机构的上方，所述喂料漏斗通过漏斗支架设置在所述机架上。

其中，所述输料机构包括滑槽支架和倾斜设置在所述滑槽支架上的物料滑槽，所述物料滑槽的上端位于所述振动喂料器的所述喂料滑槽的低端下方。

其中，所述图像获取机构包括设置在光源支架上的光源和设置在相机支架上的工业相机，所述光源支架的一侧是所述物料滑槽，所述光源支架的另一侧是相机支架，所述光源与设置在机架上的光源控制器连接，所述工业相机与设置在所述物料滑槽下端侧壁上的光电开关相连。

其中，所述图像检测机构包括相连接的计算机和数据采集卡，所述工业相机与所述计算机相连。

其中，所述筛选控制单元包括相连接的继电器和电磁阀，所述继电器与所述数据采集卡连接，所述喷气单元包括通过喷气管连接的喷嘴和空气压缩机，所述电磁阀设置在所述喷气管上，所述喷气嘴设置在所述输料机构下料口的下方一侧。

其中，所述输料机构下料口的正下方设置有无霉变颗粒收集箱，所述输料机构下料口的下方与所述喷气单元相对的一侧设置有废料箱，所述废料箱上部具有倒锥形的进口。

其中，所述光源支架和所述相机支架结构相同，均包括一对条形竖板和设置在所述条形竖板之间的横板，所述光源或者所述工业相机设置在所述横板上，各所述条形竖板上开设有多个安装孔，所述横板通过螺栓固定在安装孔上。

其中，所述滑槽支架为弧形结构，所述滑槽支架上设置有不同高度的安装孔。

其中，所述喂料漏斗下部设置有一挡板。

（三）有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明提供的霉变粮食快速在线检测筛选系统将所述喂料机构、输料机构及图像获取机构依次设置在机架上，用图像获取机构对经过输料机构的粮食颗粒进行图像采集，并将该图像数据信息传至设置在机架上的图像检测机构进行检测分析，判断图像中粮食颗粒是否为正常无霉变的颗粒，检测时间短、速度快，若发现霉变粮食，图像检测机构则将信号传递给筛选机构，筛选机构的筛选控制单元控制喷气单元工作，将霉变粮食和没有霉变的粮食颗粒分开，筛选快速高效，不会对检测的粮食颗粒造成损伤，可以实现粮食颗粒的在线连续批量处理，并且本发明的霉变粮食快速在线检测筛选系统自动化程度高，操作方便，结构简单，成本较低。

附图说明

图1是本发明实施例霉变粮食快速在线检测筛选系统的立体图；

图2是本发明实施例霉变粮食快速在线检测筛选系统的正面透视视图；

图3是本发明实施例中物料滑槽的结构示意图；

图4是本发明实施例机架平台的仰视图。

图中，1：机架；21：喂料漏斗；22：漏斗支架；23：挡板；24：振动喂料器；25：喂料滑槽；31：滑槽支架；32：物料滑槽；41：光源；42：光源控制器；43：光源支架；44：相机支架；45：工业相机；46：光电开关；51：计算机；52：数据采集卡；61：继电器；62：电磁阀；63：喷嘴支架；64：喷气管；65：空气压缩机；66：无霉变颗粒收集箱；67：废料箱。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1和图2所示，本发明提供的霉变粮食快速在线检测筛选系统包括机架1和设置在所述机架1上的喂料机构、输料机构，图像获取机构、图像检测机构以及筛选机构，机架1具有一平台，喂料机构设置在机架1平台的右端，喂料机构包括喂料漏斗21和设置在喂料漏斗21下方的振动喂料器24，喂料漏斗21安装在一个可调节其高度的支架上，该支架由两个立板组成，每个立板上设有两竖排安装孔，喂料漏斗21通过一个横板安装在安装孔上，在喂料漏斗21的下管有一挡板23，通过水平移动挡板23的位置可以控制物料下料量，在喂料漏斗21下安装一振动喂料器24及其控制器，该振动喂料器24具有一喂料滑槽25，振动喂料器24工作时喂料滑槽25沿其倾斜方向做直线往复周期性电磁振动，通过喂料器的喂料滑槽25振动使粮食颗粒平铺开防止出现颗粒重叠，有利于粮食颗粒在经过输料机构时逐个通过相机视野。

如图2和图3所示，所述输料机构在机架1平台上且位于振动喂料器24的左侧，包括滑槽支架31和倾斜设置在所述滑槽支架31上的物料滑槽32，物料滑槽32上端与喂料滑槽25连接，物料滑槽32下端具有一下料口，机架1平台上与物料滑槽32下料口相应的位置设有开口，物料滑槽32由滑槽支架31固定，滑槽支架31为弧形结构，滑槽支架31上沿弧形结构开有安装孔，通过不同的安装孔，物料滑槽32可以下端为旋转中心调整高度，实现物料滑槽32与机架1平台夹角可在20°-45°之间调节，使粮食颗粒能够以不同的速度下滑。如图3所示，在物料滑槽32上通过隔板隔出了三个通道，通过三个通道可以将物料分散，实现多通道检测，提高检测效率。

所述图像获取机构在机架1平台上位于物料滑槽32的左侧，包括设置在光源支架43上的光源41和设置在相机支架44上的工业相机45，光源支架43的一侧是物料滑槽32，光源支架43的另一侧是相机支架44，光源41与设置在机架1上的光源控制器42连接，在物料滑槽32下端的滑槽两侧壁上安装一对射式光电开关46，工业相机45与设置在物料滑槽32下端侧壁上的光电开关46相连。通过光源控制器42可以控制光源41的亮度以及开启和关闭；通过在在物料滑槽32下端的滑槽两侧壁上安装光电开关46，当任一通道有粮食颗粒通过时，都会通过光电开关46触发相机，采集粮食颗粒图像。

进一步地，相机支架44和光源支架43相同，均包括一对条形竖板和设置在竖板之间的横板，每个条形竖板上开设有一竖排安装孔以使横板高度可调，所述横板通过螺栓固定在安装孔上，通过调节螺栓的松紧可以转动横板，调节相机或光源41的照射角度，高亮度LED冷光源安装在光源支架43上，可根据光源41强弱和工业相机45的视野调节光源41距离物料滑槽32的距离和照射角度。通过调整工业相机45和光源41的照射角度，使相机的拍摄方向、光源41照射方向与物料滑槽32垂直，这样在采集图像过程中可以防止粮食颗粒有光源41照射方向的阴影而对图像数据造成影响。

如图2和图4所示，所述图像检测机构包括相连接的计算机51和数据采集卡52，工业相机45与所述计算机51相连，其中计算机51设置在机架1平台的左端，数据采集卡52设置在机架1平台的底部。当粮食颗粒通过物料滑槽32时遮挡光电开关46，光电开关46输出高电平触发相机采集图像，计算机51则通过图像处理程序对相机采集到的图像进行处理，辨别是否存在霉变颗粒，一旦检测到霉变颗粒时，计算机51通过数据采集卡52的DO输出端输出控制信号对筛选机构进行控制，从而剔除霉变颗粒。

继续如图2和4所示，所述筛选机构包括设置在机架1平台底面的三个继电器61、三个电磁阀62、三个喷嘴、三根喷气管64以及与喷气管64连接的空气压缩机65，每个喷气管64上设置有电磁阀62，每个电磁阀62通过一继电器61与数据采集卡52连接，三个喷气嘴设置在物料滑槽32下料口的下方右侧，分别对应物料滑槽32上的三个通道，机架1平台的底部安装有喷气支架，喷气嘴固定在喷气支架上，空气压缩机65设置在机架1的右侧，当然，空气压缩机65也可设置在机架1的其它侧面，当然继电器61、电磁阀62也可以设置在机架1平台上，电磁阀62由连接数据采集卡52的继电器61控制，若经过物料滑槽32下料口的粮食颗粒为霉变颗粒，则计算机51通过数据采集卡52输出高电平控制信号，通过继电器61转换后，控制电磁阀62打开，使喷气管64通气。

进一步地，如图2所示，物料滑槽32下料口的正下方设置无霉变颗粒收集箱66，无霉变颗粒收集箱66的左侧设置废料箱67，废料箱67上部具有倒锥形的进口，从而废料箱67具有较大的接收面积，方便被喷气嘴吹来的霉变粮食颗粒落入废料箱67而非落在废料箱67之外。这样无霉变粮食颗粒从物料滑槽32滑下后，喷气嘴不工作，从而颗粒自由落体至无霉变颗粒收集箱66，而霉变颗粒滑落时，则被喷嘴喷出的强气流吹至废料箱67。

本发明提供的霉变粮食快速在线检测筛选系统具体工作过程如下：首先调整工业相机45曝光时间等参数，使相机能够捕捉到高速滑落的粮食颗粒，然后配合工业相机45通过光源支架43调整好光源41的高度和角度，使工业相机45能够采集到清晰图像，在喂料漏斗21中盛有待检测的粮食样品，调节挡板23使粮食颗粒有合适的排出流量，当粮食颗粒下落到振动喂料器24的喂料滑槽25后通过振动喂料器24振动，使粮食颗粒平铺开逐渐移动到物料滑槽32，并随机通过物料滑槽32的任一通道，当粮食颗粒滑过光电开关46时，触发工业相机45对其图像进行采集，然后通过计算机51对图像数据进行处理，判断图像中粮食颗粒是否为正常无霉变的颗粒。若为正常无霉变的颗粒，则筛选机构不工作，正常无霉变的粮食颗粒自由下落至物料滑槽32下料口下的无霉变颗粒收集箱66；若为霉变颗粒，则计算机51通过数据采集卡52输出高电平，通过继电器61转换后，控制电磁阀62打开，从而使喷气管64通气，气流从喷气嘴喷出，将下落中的霉变颗粒吹至废料箱67，从物料滑槽32任意通道滑落的任一粮食颗粒均通过上述过程完成检测和筛选。

本发明是以国家科技支撑计划课题“食品安全检验检测及非法添加物筛查技术和装备研发”为支撑，以小麦、稻谷、玉米等主粮和主要食用油为研究对象，针对粮食和油料霉变过程检测控制技术进行研究所得的科技创新成果，对确保我国粮食和种子质量安全具有重要意义。

综上所述，本发明提供的霉变粮食快速在线检测筛选系统将所述喂料机构、输料机构及图像获取机构依次设置在机架1的平台上，用图像获取机构对经过输料机构的粮食颗粒进行图像采集，并将该图像数据信息传至设置在机架1平台上的图像检测机构进行检测分析，判断图像中粮食颗粒是否为正常无霉变的颗粒，检测时间短、速度快，若发现霉变粮食，图像检测机构的数据采集卡52则将信号传递给继电器61，继电器61控制电磁阀62，将电磁阀62打开，进而从喷气嘴喷出的气流将霉变粮食吹入废料箱67，筛选快速高效，不会对检测的粮食颗粒造成损伤，可以实现粮食颗粒的在线连续批量处理，并且本发明的霉变粮食快速在线检测筛选系统自动化程度高，操作方便，结构简单，成本较低。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种霉变粮食快速在线检测筛选系统，其特征在于：其包括机架（1）和设置在所述机架（1）上的喂料机构、输料机构，图像获取机构、图像检测机构以及筛选机构；所述喂料机构、输料机构及图像获取机构依次设置，所述图像获取机构、所述图像检测机构及所述筛选机构依次连接；所述筛选机构包括相连接的筛选控制单元和喷气单元，所述筛选控制单元与所述图像检测机构连接，所述喷气单元设置在所述输料机构下料口的下方一侧。

2.根据权利要求1所述的霉变粮食快速在线检测筛选系统，其特征在于：所述喂料机构包括喂料漏斗（21）、设置在所述喂料漏斗（21）下方的振动喂料器（24），所述振动喂料器（24）的喂料滑槽（25）的低端位于输料机构的上方，所述喂料漏斗（21）通过漏斗支架（22）设置在所述机架上。

3.根据权利要求2所述的霉变粮食快速在线检测筛选系统，其特征在于：所述输料机构包括滑槽支架（31）和倾斜设置在所述滑槽支架（31）上的物料滑槽（32），所述物料滑槽（32）的上端位于所述振动喂料器（24）的所述喂料滑槽（25）的低端下方。

4.根据权利要求1所述的霉变粮食快速在线检测筛选系统，其特征在于：所述图像获取机构包括设置在光源支架（43）上的光源（41）和设置在相机支架（44）上的工业相机（45），所述光源支架（43）的一侧是所述物料滑槽（32），所述光源支架（43）的另一侧是相机支架（44），所述光源（41）与设置在机架（1）上的光源控制器（42）连接，所述工业相机（45）与设置在所述物料滑槽（32）下端侧壁上的光电开关（46）相连。

5.根据权利要求1所述的霉变粮食快速在线检测筛选系统，其特征在于：所述图像检测机构包括相连接的计算机（51）和数据采集卡（52），所述工业相机（45）与所述计算机（51）相连。

6.根据权利要求5所述的霉变粮食快速在线检测筛选系统，其特征在于：所述筛选控制单元包括相连接的继电器（61）和电磁阀（62），所述继电器（61）与所述数据采集卡（52）连接，所述喷气单元包括通过喷气管（64）连接的喷嘴和空气压缩机（65），所述电磁阀（62）设置在所述喷气管（64）上，所述喷气嘴设置在所述输料机构下料口的下方一侧。

7.根据权利要求1所述的霉变粮食快速在线检测筛选系统，其特征在于：所述输料机构下料口的正下方设置有无霉变颗粒收集箱（66），所述输料机构下料口的下方与所述喷气单元相对的一侧设置有废料箱（67），所述废料箱（67）上部具有倒锥形的进口。

8.根据权利要求4所述的霉变粮食快速在线检测筛选系统，其特征在于：所述光源支架（43）和所述相机支架（44）结构相同，均包括一对条形竖板和设置在所述条形竖板之间的横板，所述光源（41）或者所述工业相机（45）设置在所述横板上，各所述条形竖板上开设有多个安装孔，所述横板通过螺栓固定在安装孔上。

9.根据权利要求3所述的霉变粮食快速在线检测筛选系统，其特征在于：所述滑槽支架（31）为弧形结构，所述滑槽支架（31）上设置有不同高度的安装孔。

10.根据权利要求2所述的霉变粮食快速在线检测筛选系统，其特征在于：所述喂料漏斗（21）下部设置有一挡板（23）。

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