CN103499531A - 一种食品品质可视化检测装置和方法 - Google Patents
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Abstract
一种食品品质可视化检测装置和方法属于食品安全领域，具体涉及一种通过对食品中散发出来的气体成分和含量进行检测的装置和方法；该装置设置有氮气浓度传感器，二氧化硫浓度传感器，硫化氢浓度传感器，图像传感器，以及定时器；所述的氮气浓度传感器，二氧化硫浓度传感器，硫化氢浓度传感器，图像传感器和定时器均连接计算机，所述的计算机连接显示器；该方法分别通过机器视觉以及气体浓度传感器对食品品质进行测定；本发明可以从食品的颜色等视觉信息，以及食品变质后释放出来的二氧化硫和硫化氢的浓度信息，分别对食品的品质进行客观检测；而且同现有技术相比，检测结果的重现性更好。
Description
技术领域
一种食品品质可视化检测装置和方法属于食品安全领域，具体涉及一种通过对食品中散发出来的气体成分和含量进行检测的装置和方法。
背景技术
食品安全问题已经成为我国的社会问题，为了保证食品安全，需要对食品品质进行检测。现阶段，绝大多数检测方法都是专业方法，非专业人士不仅不懂其技术原理，而且更不能对检测设备进行操作。
2006年05月17日，江苏大学的邹小波和赵杰文申请的发明专利《食品香气的可视化检测方法和装置》，申请号：200610040348.9，公开了一种利用机器视觉技术与色敏传感器技术进行食品香气检测的方法与装置。利用该发明的技术手段，还可以进行食品品质的检测，然而直接应用该方法，还具有以下缺点：
第一、本发明采用色敏传感器，无法直接针对待测食品变之后产生的二氧化硫和硫化氢气体进行有针对性的检测，使得该方法不够灵敏；
第二、色敏传感器采集数据时，是采集流动的气体，这种方式在气体流速无法严格控制的时候，每次检测得到的结果会有差别，实验重现性差；
第三、图像传感器是对色敏传感器成像，而没有针对待测食品进行成像，因此，该发明相当于只用色敏传感器这一种手段进行检测，检测手段单一，缺少对检测结果监测的环节。
发明内容
为了解决上述问题，本发明设计了一种食品品质可视化检测装置和方法，本发明可以从食品的颜色等视觉信息，以及食品变质后释放出来的二氧化硫和硫化氢的浓度信息，分别对食品的品质进行客观检测；而且同现有技术相比，检测结果的重现性更好。
本发明的目的是这样实现的：
一种食品品质可视化检测装置，包括氮气供给装置，所述的氮气供给装置通过气管连接检测室，所述的检测室设置有排气孔，在氮气供给装置与检测室连通的气管，以及排气孔上均设置有阀门；检测室内设置有氮气浓度传感器，二氧化硫浓度传感器，硫化氢浓度传感器，图像传感器，以及定时器；所述的氮气浓度传感器，二氧化硫浓度传感器，硫化氢浓度传感器，图像传感器和定时器均连接计算机，所述的计算机连接显示器。
一种食品品质可视化检测方法，包括以下步骤：
步骤a、将待测食品放入检测室；
步骤b、图像传感器对待测食品进行成像，通过机器视觉技术，从待测食品表面形貌或颜色上做食品品质的初步判断；
步骤c、打开排气孔，氮气供给装置给检测室供给氮气，氮气浓度传感器对检测室内的氮气浓度进行检测，至检测室内的氮气含量达到90%、95%或100%，氮气供给装置停止氮气供给，关闭排气孔；
步骤d、定时器开始计时；
步骤e、当定时器计时超过30min或60min后，二氧化硫浓度传感器和硫化氢浓度传感器将浓度数据传给计算机，从气体成分和含量上做食品品质的二次判断；
步骤f、将初步判断结果和二次判断结果在显示器上显示。
上述的一种食品品质可视化检测方法，还包括步骤g、将步骤b得到的初步判断和步骤e得到的二次判断相结合，得到最终判断，并将最终按段结果在显示器上显示。
所述的步骤g具体为：
步骤b得到的结果为合格，步骤e得到的结果为合格，最终结果为合格；
步骤b得到的结果为合格，步骤e得到的结果为不合格，最终结果为不合格；
步骤b得到的结果为不合格，步骤e得到的结果为合格，最终结果为不合格；
步骤b得到的结果为不合格，步骤e得到的结果为不合格，最终结果为不合格。
由于本发明食品品质可视化检测装置设置有氮气浓度传感器，二氧化硫浓度传感器，硫化氢浓度传感器，图像传感器，以及定时器；所述的氮气浓度传感器，二氧化硫浓度传感器，硫化氢浓度传感器，图像传感器和定时器均连接计算机，所述的计算机连接显示器；本发明食品品质可视化检测方法分别通过机器视觉以及气体浓度传感器对食品品质进行测定，因此可以从食品的颜色等视觉信息，以及食品变质后释放出来的二氧化硫和硫化氢的浓度信息，分别对食品的品质进行客观检测；而且同现有技术相比，检测结果的重现性更好。
附图说明
图1是本发明食品品质可视化检测装置结构示意图。
图中：1氮气供给装置、2检测室、3排气孔、4氮气浓度传感器、5二氧化硫浓度传感器、6硫化氢浓度传感器、7图像传感器、8定时器、9计算机、10显示器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细描述。
具体实施例一
本实施例的食品品质可视化检测装置，结构示意图如图1所示，该装置包括氮气供给装置1，所述的氮气供给装置1通过气管连接检测室2，所述的检测室设置有排气孔3，在氮气供给装置1与检测室2连通的气管，以及排气孔3上均设置有阀门；检测室2内设置有氮气浓度传感器4，二氧化硫浓度传感器5，硫化氢浓度传感器6，图像传感器7，以及定时器8；所述的氮气浓度传感器4，二氧化硫浓度传感器5，硫化氢浓度传感器6，图像传感器7和定时器8均连接计算机9，所述的计算机9连接显示器10。
本实施例的食品品质可视化检测方法，包括以下步骤：
步骤a、将待测食品放入检测室2；
步骤b、图像传感器7对待测食品进行成像，通过机器视觉技术，从待测食品表面形貌或颜色上做食品品质的初步判断；
步骤c、打开排气孔3，氮气供给装置1给检测室2供给氮气，氮气浓度传感器4对检测室2内的氮气浓度进行检测，至检测室2内的氮气含量达到90%，氮气供给装置1停止氮气供给，关闭排气孔3；
步骤d、定时器8开始计时；
步骤e、当定时器8计时超过30min后，二氧化硫浓度传感器5和硫化氢浓度传感器6将浓度数据传给计算机9，从气体成分和含量上做食品品质的二次判断；
步骤f、将初步判断结果和二次判断结果在显示器10上显示。
具体实施例二
本实施例的食品品质可视化检测装置，与具体实施例一相同，此处不再重复叙述。
本实施例的食品品质可视化检测方法，包括以下步骤：
步骤a、将待测食品放入检测室2；
步骤b、图像传感器7对待测食品进行成像，通过机器视觉技术，从待测食品表面形貌或颜色上做食品品质的初步判断；
步骤c、打开排气孔3，氮气供给装置1给检测室2供给氮气，氮气浓度传感器4对检测室2内的氮气浓度进行检测，至检测室2内的氮气含量达到90%，氮气供给装置1停止氮气供给，关闭排气孔3；
步骤d、定时器8开始计时；
步骤e、当定时器8计时超过30min后，二氧化硫浓度传感器5和硫化氢浓度传感器6将浓度数据传给计算机9，从气体成分和含量上做食品品质的二次判断；
步骤f、将初步判断结果和二次判断结果在显示器10上显示。
步骤g、将步骤b得到的初步判断和步骤e得到的二次判断相结合，得到最终判断，并将最终按段结果在显示器10上显示。
所述的步骤g具体为：
步骤b得到的结果为合格，步骤e得到的结果为合格，最终结果为合格；
步骤b得到的结果为合格，步骤e得到的结果为不合格，最终结果为不合格；
步骤b得到的结果为不合格，步骤e得到的结果为合格，最终结果为不合格；
步骤b得到的结果为不合格，步骤e得到的结果为不合格，最终结果为不合格。
具体实施例三
本实施例的食品品质可视化检测装置，与具体实施例一相同，此处不再重复叙述。
本实施例的食品品质可视化检测方法，包括以下步骤：
步骤a、将待测食品放入检测室2；
步骤b、图像传感器7对待测食品进行成像，通过机器视觉技术，从待测食品表面形貌或颜色上做食品品质的初步判断；
步骤c、打开排气孔3，氮气供给装置1给检测室2供给氮气，氮气浓度传感器4对检测室2内的氮气浓度进行检测，至检测室2内的氮气含量达到90%，氮气供给装置1停止氮气供给，关闭排气孔3；
步骤d、定时器8开始计时；
步骤e、当定时器8计时超过60min后，二氧化硫浓度传感器5和硫化氢浓度传感器6将浓度数据传给计算机9，从气体成分和含量上做食品品质的二次判断；
步骤f、将初步判断结果和二次判断结果在显示器10上显示。
本实施例中选择当定时器8计时超过60min，目的是延长待测食品释放气体的时间，使释放出的气体浓度更高，这样以牺牲检测效率来换取更高的检测精度以及检出限，有利于检测刚刚变质的食品。
具体实施例四
本实施例的食品品质可视化检测装置，与具体实施例一相同，此处不再重复叙述。
本实施例的食品品质可视化检测方法，包括以下步骤：
步骤a、将待测食品放入检测室2；
步骤b、图像传感器7对待测食品进行成像，通过机器视觉技术，从待测食品表面形貌或颜色上做食品品质的初步判断；
步骤c、打开排气孔3，氮气供给装置1给检测室2供给氮气，氮气浓度传感器4对检测室2内的氮气浓度进行检测，至检测室2内的氮气含量达到90%，氮气供给装置1停止氮气供给，关闭排气孔3；
步骤d、定时器8开始计时；
步骤e、当定时器8计时超过60min后，二氧化硫浓度传感器5和硫化氢浓度传感器6将浓度数据传给计算机9，从气体成分和含量上做食品品质的二次判断；
步骤f、将初步判断结果和二次判断结果在显示器10上显示。
步骤g、将步骤b得到的初步判断和步骤e得到的二次判断相结合，得到最终判断，并将最终按段结果在显示器10上显示。
所述的步骤g具体为：
步骤b得到的结果为合格，步骤e得到的结果为合格，最终结果为合格；
步骤b得到的结果为合格，步骤e得到的结果为不合格，最终结果为不合格；
步骤b得到的结果为不合格，步骤e得到的结果为合格，最终结果为不合格；
步骤b得到的结果为不合格，步骤e得到的结果为不合格，最终结果为不合格。
本实施例中选择当定时器8计时超过60min，目的是延长待测食品释放气体的时间，使释放出的气体浓度更高，这样以牺牲检测效率来换取更高的检测精度以及检出限，有利于检测刚刚变质的食品。
具体实施例五
本实施例的食品品质可视化检测装置，与具体实施例一相同，此处不再重复叙述。
本实施例的食品品质可视化检测方法，与具体实施例一、具体实施例二、具体实施例三或具体实施例四不同的是，步骤c为：打开排气孔3，氮气供给装置1给检测室2供给氮气，氮气浓度传感器4对检测室2内的氮气浓度进行检测，至检测室2内的氮气含量达到95%，氮气供给装置1停止氮气供给，关闭排气孔3；
选择氮气含量达到95%，可以进一步减少检测室2的氧气，避免待测食品与过多的氧气相接触，发生化学反应，影响最终的检测结果。
具体实施例六
本实施例的食品品质可视化检测装置，与具体实施例一相同，此处不再重复叙述。
本实施例的食品品质可视化检测方法，与具体实施例一、具体实施例二、具体实施例三或具体实施例四不同的是，步骤c为：打开排气孔3，氮气供给装置1给检测室2供给氮气，氮气浓度传感器4对检测室2内的氮气浓度进行检测，至检测室2内的氮气含量达到100%，氮气供给装置1停止氮气供给，关闭排气孔3；
选择氮气含量达到100%，使检测室2不含有氧气，完全避免待测食品与过多的氧气相接触，发生化学反应，影响最终的检测结果。
与本发明最接近的现有技术是授权的发明专利《食品香气的可视化检测方法和装置》，申请号：200610040348.9。同该专利相比，本发明采用直接针对与待测食品品质相关的气体浓度传感器，有针对性地进行检测，提高了检测灵敏度；避免了采用流动气体的检测方式，有效防止气体流速无法控制造成的检测结果不理想的问题；同时采用机器视觉技术与气体浓度检测双重检测方式，互相监测，提高检测结果的可靠性。
本发明公开的多个创新点在现有技术中均没有公开，现有技术也都没有给予相应的技术启示，而且本发明解决了现有技术中的多个技术问题，因此具有突出的实质性特点和显著的技术进步。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构变化或方法改进，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种食品品质可视化检测装置，包括氮气供给装置（1），所述的氮气供给装置（1）通过气管连接检测室（2），所述的检测室设置有排气孔（3），在氮气供给装置（1）与检测室（2）连通的气管，以及排气孔（3）上均设置有阀门；其特征在于：检测室（2）内设置有氮气浓度传感器（4），二氧化硫浓度传感器（5），硫化氢浓度传感器（6），图像传感器（7），以及定时器（8）；所述的氮气浓度传感器（4），二氧化硫浓度传感器（5），硫化氢浓度传感器（6），图像传感器（7）和定时器（8）均连接计算机（9），所述的计算机（9）连接显示器（10）。
2.一种食品品质可视化检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤a、将待测食品放入检测室（2）；
步骤b、图像传感器（7）对待测食品进行成像，通过机器视觉技术，从待测食品表面形貌或颜色上做食品品质的初步判断；
步骤c、打开排气孔（3），氮气供给装置（1）给检测室（2）供给氮气，氮气浓度传感器（4）对检测室（2）内的氮气浓度进行检测，至检测室（2）内的氮气含量达到90%、95%或100%，氮气供给装置（1）停止氮气供给，关闭排气孔（3）；
步骤d、定时器（8）开始计时；
步骤e、当定时器（8）计时超过30min或60min后，二氧化硫浓度传感器（5）和硫化氢浓度传感器（6）将浓度数据传给计算机（9），从气体成分和含量上做食品品质的二次判断；
步骤f、将初步判断结果和二次判断结果在显示器（10）上显示。
3.根据权利要求2所述的一种食品品质可视化检测方法，其特征在于：还包括步骤g、将步骤b得到的初步判断和步骤e得到的二次判断相结合，得到最终判断，并将最终按段结果在显示器（10）上显示。
4.根据权利要求3所述的一种食品品质可视化检测方法，其特征在于：所述的步骤g具体为：
步骤b得到的结果为合格，步骤e得到的结果为合格，最终结果为合格；
步骤b得到的结果为合格，步骤e得到的结果为不合格，最终结果为不合格；
步骤b得到的结果为不合格，步骤e得到的结果为合格，最终结果为不合格；
步骤b得到的结果为不合格，步骤e得到的结果为不合格，最终结果为不合格。
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