CN104542878A - 一种用于腐败肉在线检测与剔除系统及方法 - Google Patents

一种用于腐败肉在线检测与剔除系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及食品安全检测技术领域，尤其涉及一种用于腐败肉在线检测与剔除系统及方法。该系统通过传送带传送待测肉样，在光谱仪上连接有光谱采集单元，通过升降装置带动所述光谱采集单元升降移动；而且在控制箱上还分别通讯连接有第一传感器、第二传感器和第三传感器，所述第一传感器、第二传感器沿所述传送带的运动方向间隔设置，用于检测待测肉样的位置信息；所述第三传感器位于第一传感器的上方，用于检测待测肉样的高度；同时，剔除装置对应设置在传送带的一侧，用于剔除待测肉样中的腐败肉样。该系统可实现在肉类生产线上完成光谱检测及腐败肉的剔除，有效提高了流水线自动化水平。

Description

一种用于腐败肉在线检测与剔除系统及方法
技术领域
本发明涉及食品安全检测技术领域，尤其涉及一种用于腐败肉在线检测与剔除系统及方法。
背景技术
可见/近红外光谱技术作为一种无损、快速检测技术，被广泛的应用在物质的定性鉴别和定量分析上。光谱仪的性能随着光学技术和电子技术的发展也逐步得到改善，其稳定性、信噪比的提高以及成本的降低使得光谱分析技术得到普及。利用该技术，通过采集分割后的冷鲜肉可见/近红外光谱信息，通过按照腐败肉的相关定义构建数学判别模型，可以针对是否发生腐败变质这一指标进行检测并剔除不合格肉样，保证分割的冷鲜肉在零售或深加工之前筛选出不合格的肉样，以此确保肉的安全性。
目前，猪肉作为我国消费量最大的肉类，近年来产量逐年增加，据国家统计局统计2013年全年肉类总产量8536万吨，其中猪肉产量达5493万吨，因此保证其食用安全是关系民生问题的一件大事。但是，现有技术中对猪肉的检测装置多为静态试验台检测，其不能满足生产流水线上的每个肉样都经过自动化检测的要求，无法在流水线上完成光谱检测及腐败肉剔除等自动化操作。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是解决现有肉样检测装置无法实现在流水线上完成光谱检测及腐败肉剔除的自动化操作的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于腐败肉在线检测与剔除系统，其包括：
箱体，所述箱体的下方设有传送带，所述传送带用于传送待测肉样；
光谱仪，所述光谱仪上连接有光谱采集单元，所述光谱采集单元位于传送带的上方，用于采集待测肉样的光谱；
升降装置，所述升降装置安装在箱体上，用于带动所述光谱采集单元升降移动；
控制箱，所述控制箱分别通讯连接有第一传感器、第二传感器和第三传感器；所述第一传感器、第二传感器沿所述传送带的运动方向间隔设置，用于检测待测肉样的位置信息；所述第三传感器位于第一传感器的上方，用于检测待测肉样的高度；
剔除装置，所述剔除装置对应设置在传送带的一侧，用于剔除待测肉样中的腐败肉样。
其中，所述剔除装置包括支架、推杆和电机；所述支架上设有垂直于所述传送带的导轨；所述推杆的一端通过滑块安装在导轨上，另一端设有用于顶推腐败肉样的推板；所述电机安装在支架上，用于驱动所述推杆沿导轨的轴向移动。
其中，所述电机通过皮带与滑块连接。
其中，所述光谱采集单元包括光纤探头与光源，所述光纤探头与光源均通过固定板安装在升降装置上。
其中，所述固定板上设有灯架和光纤夹具，所述光纤探头位于光纤夹具上，所述光源位于灯架上。
其中，所述第一传感器、第二传感器均为光电开关传感器；所述第三传感器为激光测距传感器。
其中，所述升降装置包括升降平台、驱动电机和滚珠丝杆，所述驱动电机通过滚珠丝杆与升降平台连接；所述升降平台可移动地安装在箱体上，用于带动所述光谱采集单元升降移动。
其中，所述箱体的一侧设有用于承载计算机的机台。
本发明还提供一种用于腐败肉在线检测与剔除的方法，其包括如下步骤：
S1、将待测肉样置于传送带上并传送至箱体内；
S2、在待测肉样到达第一传感器所在位置时，通过第一传感器检测待测肉样的位置信息并反馈至控制箱中，同时，控制箱通过第三传感器检测并记录待测肉样的高度；
S3、控制箱根据待测肉样的高度控制升降装置升降移动，使光谱采集单元距待测肉样表面的距离为预设高度；
S4、在待测肉样到达第二传感器所在位置时，通过第二传感器检测待测肉样的位置信息并反馈至控制箱中，控制箱控制光谱仪对待测肉样进行光谱采集。
其中，该方法还包括如下步骤：
S5、控制箱将待测肉样的光谱信息发送至计算机中分析与判断，若计算机判断待测肉样为腐败肉样，控制箱会控制剔除装置将该腐败肉样剔除；若计算机判断待测肉样为合格肉样，控制箱则控制升降装置复原至基准位置，继续进行检测。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有以下有益效果：本发明用于腐败肉在线检测与剔除系统应用在肉样检测时，可实现对生产线上的光谱检测及腐败肉的剔除；通过升降装置实现光纤探头和光源到待测肉样表面高度的自动调节，保证光谱采集环境可控性；而且，通过剔除装置还可实现将腐败肉样自动剔除，有效提高了流水线自动化水平。
附图说明
图1为本发明实施例用于腐败肉在线检测与剔除系统的结构示意图；
图2为本发明实施例光谱采集单元的连接示意图；
图3为本发明实施例剔除装置的结构示意图。
其中，1：箱体；2：传送带：3：控制箱；4：第一传感器；5：第二传感器；6：第三传感器；7：光谱采集单元；8：光纤探头；9：升降装置；10：灯座；11：光源；12：剔除装置；14：灯架；15：光纤夹具；16：机台；91：升降平台；121：支架；122：推杆；123：电机；124：导轨；125：滑块；126：皮带。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-3所示，本实施例提供的用于腐败肉在线检测与剔除系统，其包括箱体1、传送带2、光谱仪、控制箱3、剔除装置12、升降装置9、第一传感器4、第二传感器5和第三传感器6；在箱体1的下方设有传送带2，传送带2用于传送待测肉样，使待测肉样依次通过箱体1；在光谱仪上连接有光谱采集单元7，光谱采集单元7位于传送带2的上方，用于采集待测肉样的光谱；升降装置9安装在箱体1上，用于带动光谱采集单元7升降移动，使光谱采集单元7距每个待测肉样表面的距离保持一致；而且，控制箱3分别通讯连接有第一传感器4、第二传感器5和第三传感器6；第一传感器4、第二传感器5沿传送带2的运动方向间隔设置，用于检测待测肉样的位置信息；第三传感器6位于第一传感器4的上方，用于检测待测肉样的高度；剔除装置12对应设置在传送带2的一侧，用于剔除待测肉样中的腐败肉样。
控制箱3作为该在线检测与剔除系统的控制部分，其具体结构并不局限于某种特定形式，一切可实现对该系统进行自动控制的机构均为本发明的保护范围，以其中一种方式为例说明，控制箱3可以采用单片机实现对光谱仪、升降装置9、剔除装置12、第一传感器4、第二传感器5和第三传感器6的自动控制，而且还可通过计算机进行信号的分析与判断。
剔除装置12包括支架121、推杆122和电机123；支架121安装在箱体1外且靠近第二传感器5的一侧，支架121上设有垂直于传送带2的导轨124；推杆122的一端通过滑块125安装在导轨124上，另一端设有用于顶推腐败肉样的推板；电机123安装在支架121上，电机123通过皮带126与滑块125连接，用于驱动推杆122沿导轨124的轴向移动。
剔除装置12可采用直线电机驱动，在剔除腐败肉样时，利用推板顶推在腐败肉样上，从而改变腐败肉样传送方向，例如：可将腐败肉样推向传送带2的另一侧或者直接推下。该用于腐败肉在线检测与剔除系统的检测部分与剔除部分相互独立，并由单片机控制分别控制其动作，可有效提高流水线自动化水平。
本实施例中光谱仪以可见/近红外光谱技术为基础，被广泛的应用在物质的定性鉴别和定量分析上。光谱仪上连接有光谱采集单元7，光谱采集单元7包括光纤探头8与光源11，光纤探头8与光源11均通过固定板13安装在升降装置9上。光纤探头8与光源11按一定的相对位置固定，例如：光纤探头8位于两个光源11之间，两者均可随升降装置9一起相对运动。
固定板13上设有灯架14和光纤夹具15，光纤探头8位于光纤夹具15上，光源11位于灯架14上。当然，为了方便拆卸，光源11可通过灯座10安装在灯架14上。
第二传感器5安装箱体内的一侧，且位于光谱采集单元7的下方；相应的，第一传感器4对应安装在箱体内的另一侧。优选地，第一传感器4、第二传感器5均为光电开关传感器，第三传感器6为激光测距传感器。当有待测肉样触发到两者的光电开关时，均会自动产生信号并发送至控制箱3中，其自动化程度高。
升降装置9包括升降平台91、驱动电机和滚珠丝杆，驱动电机通过滚珠丝杆与升降平台91连接；升降平台91可移动地安装在箱体1上，用于带动光谱采集单元7升降移动。
此外，本实施例在箱体1的一侧设有用于承载计算机的机台16，利于实时操作。
本发明还提供一种用于腐败肉在线检测与剔除的方法，其包括如下步骤：
S1、将待测肉样置于传送带上并传送至箱体内；
S2、在待测肉样到达第一传感器所在位置时，通过第一传感器检测待测肉样的位置信息并反馈至控制箱中，同时，控制箱通过第三传感器检测并记录待测肉样的高度；当然，控制箱可采用单片机结构。
S3、控制箱根据待测肉样的高度控制升降装置升降移动，在升降装置的带动下，使光谱采集单元距待测肉样表面的距离为预设高度，即，使光纤探头8距每个待测肉样的上表面的距离保持一致。
S4、在待测肉样到达第二传感器所在位置时，通过第二传感器检测待测肉样的位置信息并反馈至控制箱中，控制箱控制光谱仪对待测肉样进行光谱采集。
其中，该方法还包括如下步骤：
S5、控制箱将待测肉样的光谱信息发送至计算机中分析与判断，若计算机判断待测肉样为腐败肉样，控制箱会控制剔除装置将该腐败肉样剔除；若计算机判断待测肉样为合格肉样，控制箱则控制升降装置复原至基准位置，继续进行检测。
综上所述，本发明用于腐败肉在线检测与剔除系统应用在肉样检测时，可实现对生产线上的光谱检测及腐败肉的剔除；通过升降装置实现光纤探头和光源到待测肉样表面高度的自动调节，保证光谱采集环境可控性；而且，通过剔除装置还可实现将腐败肉样自动剔除，有效提高了流水线自动化水平。
本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (10)

1.一种用于腐败肉在线检测与剔除系统，其特征在于，包括：
箱体(1)，所述箱体(1)的下方设有传送带(2)，所述传送带(2)用于传送待测肉样；
光谱仪，所述光谱仪上连接有光谱采集单元(7)，所述光谱采集单元(7)位于传送带(2)的上方，用于采集待测肉样的光谱；
升降装置(9)，所述升降装置(9)安装在箱体(1)上，用于带动所述光谱采集单元(7)升降移动；
控制箱(3)，所述控制箱(3)分别通讯连接有第一传感器(4)、第二传感器(5)和第三传感器(6)；所述第一传感器(4)、第二传感器(5)分别沿所述传送带(2)的运动方向间隔设置，用于检测待测肉样的位置信息；所述第三传感器(6)位于第一传感器(4)的上方，用于检测待测肉样的高度；
剔除装置(12)，所述剔除装置(12)对应设置在传送带(2)的一侧，用于剔除待测肉样中的腐败肉样。
2.根据权利要求1所述的用于腐败肉在线检测与剔除系统，其特征在于，所述剔除装置(12)包括支架(121)、推杆(122)和电机(123)；所述支架(121)上设有垂直于所述传送带(2)的导轨(124)；所述推杆(122)的一端通过滑块(125)安装在导轨(124)上，另一端设有用于顶推腐败肉样的推板；所述电机(123)安装在支架(121)上，用于驱动所述推杆(122)沿导轨(124)的轴向移动。
3.根据权利要求2所述的用于腐败肉在线检测与剔除系统，其特征在于，所述电机(123)通过皮带(126)与滑块(125)连接。
4.根据权利要求1所述的用于腐败肉在线检测与剔除系统，其特征在于，所述光谱采集单元(7)包括光纤探头(8)与光源(11)，所述光纤探头(8)与光源(11)均通过固定板(13)安装在升降装置(9)上。
5.根据权利要求4所述的用于腐败肉在线检测与剔除系统，其特征在于，所述固定板(13)上设有灯架(14)和光纤夹具(15)，所述光纤探头(8)位于光纤夹具(15)上，所述光源(11)位于灯架(14)上。
6.根据权利要求1所述的用于腐败肉在线检测与剔除系统，其特征在于，所述第一传感器(4)、第二传感器(5)均为光电开关传感器；所述第三传感器(6)为激光测距传感器。
7.根据权利要求1所述的用于腐败肉在线检测与剔除系统，其特征在于，所述升降装置(9)包括升降平台(91)、驱动电机和滚珠丝杆，所述驱动电机通过滚珠丝杆与升降平台(91)连接；所述升降平台(91)可移动地安装在箱体(1)上，用于带动所述光谱采集单元(7)升降移动。
8.根据权利要求1所述的用于腐败肉在线检测与剔除系统，其特征在于，所述箱体(1)的一侧设有用于承载计算机的机台(16)。
9.一种根据权利要求1-8中任一项所述的用于腐败肉在线检测与剔除的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将待测肉样置于传送带上并传送至箱体内；
S2、在待测肉样到达第一传感器所在位置时，通过第一传感器检测待测肉样的位置信息并反馈至控制箱中，同时，控制箱通过第三传感器检测并记录待测肉样的高度；
S3、控制箱根据待测肉样的高度控制升降装置升降移动，使光谱采集单元距待测肉样表面的距离为预设高度；
S4、在待测肉样到达第二传感器所在位置时，通过第二传感器检测待测肉样的位置信息并反馈至控制箱中，同时，控制箱控制光谱仪对待测肉样进行光谱采集。
10.根据权利要求9所述的用于腐败肉在线检测与剔除的方法，其特征在于，还包括如下步骤：
S5、控制箱将待测肉样的光谱信息发送至计算机中进行分析与判断，若计算机判断待测肉样为腐败肉样，控制箱会控制剔除装置将该腐败肉样剔除；若计算机判断待测肉样为合格肉样，控制箱则控制升降装置复原至基准位置，继续进行检测。
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