CN104568769A - 一种光谱在线同步检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及食品安全检测技术领域，具体涉及一种光谱在线同步检测装置及方法。该装置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、第二传感器分别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；该装置可适用于不同的传送带速度，实现在线对肉制品品质安全指标的光谱检测。

Description

一种光谱在线同步检测装置及方法

技术领域

本发明涉及食品安全检测技术领域，尤其涉及一种光谱在线同步检测装置及方法，具体涉及一种用于肉制品品质安全指标的光谱在线同步检测装置及方法。

背景技术

肉及肉制品是人类获得蛋白质、维生素和矿物质等营养成分的重要来源之一，在人类社会发展中起着重要作用。随着社会的进步和经济的发展，人们对肉类品质安全指标提出了更高的要求，在线化的无损测定技术是肉类食品测定方法研究的发展方向。

光谱分析技术是近年来发展起来的一种快速无损检测技术，可以在生产过程中实时获得样品的客观品质信息，在过程分析、在线质量监控中都发挥着极其重要的作用。其中的可见/近红外光谱分析技术，因其仪器简单、分析速度快、非破坏性和样品制备量小、不需前处理、几乎适合各类样品分析和多组分多通道同时测定等特点，被广泛应用。另外，可见/近红外光在光纤中有着良好的传输特性，所以它与光纤技术相结合具有实现生产过程实时在线控制的巨大潜力。

由于光谱测量时需要保证光纤探头与待测肉样表面距离保持一致，为保证距离一致则需要对样品高度进行测量。另外需要在指定位置对样品光谱进行测量。目前为实现对样品的在线光谱检测主要是使用手持式的光纤探头，需要人工将探头置于样品表面实现检测。这样难以实现同步在线实时检测。

因此，针对以上不足，需要一种在对肉类食品测定时，能够实现光谱在线自动同步检测的装置及方法。

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了现有肉类检测装置在光谱检测时，难以实现同步在线实时检测的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种光谱在线同步检测装置，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、第二传感器分别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。

其中，所述光谱采集单元包括光纤探头和光源，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，所述升降装置包括升降平台、驱动单元和滚珠丝杆，所述驱动单元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，所述第一传感器位于所述箱体的一侧，所述第二传感器位于所述箱体的另一侧。

其中，所述第一传感器、第二传感器均为光电开关传感器。

其中，所述第三传感器为激光测距传感器。

本发明还提供一种光谱在线同步检测方法，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；

S5、采集光谱结束后，通过控制箱使升降装置复原至基准位置。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有以下有益效果：本发明提供一种光谱在线同步检测装置，其在箱体的下方设有传送带，用于传送待测肉样；并通过升降装置带动光谱采集单元升降移动，实现自动调节光纤探头和光源到待测肉样表面的高度，保证光谱采集环境可控性；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；第一传感器、第二传感器分别沿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；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。该装置可适用于不同的传送带速度，实现在线对肉制品品质安全指标的光谱检测，自动化程度高。

附图说明

图1为本发明实施例光谱在线同步检测装置的结构示意图。

其中，1：箱体；2：传送带；3：；4：第一传感器；5：第二传感器；6：第三传感器；7：光谱仪；8：光纤探头；9：升降装置；10：光纤；11：光源。

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所示，本实施例提供的光谱在线同步检测装置，其包括箱体1、光谱仪7、升降装置9、控制箱3、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；光谱仪7上连接有光谱采集单元，光谱采集单元位于传送带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升降移动；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分别沿传送带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。该装置可适用于不同的传送带速度，实现在线对肉制品品质安全指标的光谱检测，自动化程度高。

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7、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。

光谱采集单元包括光纤探头8与光源11，光纤探头8与光源11均通过固定板安装在升降装置9上。光纤探头8通过光纤10与光谱仪7连接。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可通过灯座安装在灯架14上。

升降装置9包括升降平台、驱动单元和滚珠丝杆，驱动单元通过滚珠丝杆与升降平台连接，升降平台可移动地安装在箱体1上，用于带动光谱采集单元升降移动。其中，驱动单元优选为步进电机。

第二传感器5安装箱体内的一侧，且位于光谱采集单元的下方；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。

该光谱在线同步检测装置在上述实施例的基础上还可以进一步优化处理。例如：还可以包括剔除装置，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，剔除装置包括支架、推杆和电机；支架安装在箱体1外且靠近第二传感器5的一侧，支架上设有垂直于传送带2的导轨；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；电机安装在支架上，电机通过皮带与滑块连接，用于驱动推杆沿导轨的轴向移动。

剔除装置采用直线电机驱动，在剔除腐败肉样时，利用推板顶推在腐败肉样上，改变其传送方向，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独立设置，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。

此外，本发明还提供一种光谱在线同步检测方法，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；

S5、采集光谱结束后，通过控制箱使升降装置复原至基准位置。

综上所述，本发明提供一种光谱在线同步检测装置，其在箱体的下方设有传送带，用于传送待测肉样；并通过升降装置带动光谱采集单元升降移动，实现自动调节光纤探头和光源到待测肉样表面的高度，保证光谱采集环境可控性；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；第一传感器、第二传感器分别沿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；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。该装置可适用于不同的传送带速度，实现在线对肉制品品质安全指标的光谱检测，自动化程度高。

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 (8)

1.一种光谱在线同步检测装置，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(7)，所述光谱仪(7)上连接有光谱采集单元，所述光谱采集单元位于传送带(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。

2.根据权利要求1所述的光谱在线同步检测装置，其特征在于，所述光谱采集单元包括光纤探头(8)和光源(11)，所述光纤探头(8)与光源(11)均通过固定板安装在升降装置(9)上。

3.根据权利要求2所述的光谱在线同步检测装置，其特征在于，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。

4.根据权利要求1所述的光谱在线同步检测装置，其特征在于，所述升降装置(9)包括升降平台、驱动单元和滚珠丝杆，所述驱动单元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(1)上，用于带动所述光谱采集单元升降移动。

5.根据权利要求1所述的光谱在线同步检测装置，其特征在于，所述第一传感器(4)位于所述箱体(1)的一侧，所述第二传感器(5)位于所述箱体(1)的另一侧。

6.根据权利要求1所述的光谱在线同步检测装置，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。

7.根据权利要求1所述的光谱在线同步检测装置，其特征在于，所述第三传感器(6)为激光测距传感器。

8.一种根据权利要求1-7中任一项所述的光谱在线同步检测方法，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，控制箱控制光谱仪对待测肉样进行光谱采集；

S5、采集光谱结束后，通过控制箱使升降装置复原至基准位置。