CN107328721A - 一种基于多源光谱数据融合检测食品安全的装置及方法 - Google Patents

一种基于多源光谱数据融合检测食品安全的装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于多源光谱数据融合检测食品安全的装置，包括壳体，所述壳体内设置有紫外光谱检测模块、近红外光谱检测模块、拉曼光谱检测模块、微型电脑、无线传输模块、传送轨道、电源装置，所述壳体外表面设置有控制面板、触摸显示屏；所述微型电脑电连紫外光谱检测模块、近红外光谱检测模块、拉曼光谱检测模块、无线传输模块、传送轨道、控制面板、触摸显示屏，所述电源装置为所述检测食品安全的装置提供所需要的电能。通过对待测样品一次性进行紫外、近红外、拉曼光谱的检测，解决了现有食品安全检测装置存在检测效率较低，检测范围较窄的技术问题，实现了系统设计合理，自动对食品进行多项检测，检测效率较高，检测范围较广的技术效果。

Description

一种基于多源光谱数据融合检测食品安全的装置及方法
技术领域
本发明涉及食品安全检测领域，具体涉及一种基于多源光谱数据融合检测食品安全的装置及方法。
背景技术
随着生活水平的提高，人们的观念已经从如何吃得饱向如何吃得好、吃得安全转变，食品的质量和安全越来越受到关注。但是传统的测试仪器功能单一，农药残留、荧光粉含量等只能通过不同的仪器测试，操作复杂，难以满足对于检测的速度及准确度的要求。2009年6月，《食品安全法》正式实施，表明我国政府对食品安全的高度重视和保证食品安全的决心。随着食品安全问题进入繁发期，食品安全检测的需求正不断加大。在现有技术中，现有的食品安全检测装置存在检测效率低，检测范围较窄的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于多源光谱数据融合检测食品安全的装置及方法，解决了现有的食品安全检测装置存在检测效率较低，检测范围较窄的技术问题，实现了系统设计合理，自动对食品进行多项检测，检测效率较高，检测范围较广的技术效果。
本发明提供一种基于多源光谱数据融合检测食品安全的装置，包括一壳体，所述壳体内设置有紫外光谱检测模块、近红外光谱检测模块、拉曼光谱检测模块、微型电脑、无线传输模块、传送轨道、电源装置，所述壳体外表面设置有控制面板、触摸显示屏。
进一步的，所述紫外检测模块对待测样品进行紫外光谱检测，所述紫外检测模块采用岛津UV-2600的原理制成。
进一步的，所述近红外光谱检测模块对待测样品进行近红外光谱检测，所述近红外光谱检测模块采用HT-422傅里叶近红外光谱仪原理制成。
进一步的，所述拉曼光谱检测模块对待测样品进行拉曼光谱检测，所述拉曼光谱检测模块采用必达泰克i-Raman@Pro便携式拉曼光谱仪原理制成。
进一步的，所述传送轨道上设置有样品底座，所述底座上可放置样品池，所述样品池为方形，采用高平整度、高透明石英制成。
进一步的，所述传送轨道上方设置有与壳体通过活页连接的翻盖。
进一步的，所述控制面板包括电源按键、检测按键。
进一步的，所述无线传输模块可无线连接云存储平台、智能终端。
所述微型电脑电连紫外光谱检测模块、近红外光谱检测模块、拉曼光谱检测模块、无线传输模块、传送轨道、控制面板、触摸显示屏，所述电源装置为所述检测食品安全的装置提供所需要的电能。
一种基于多源光谱数据融合检测食品安全的方法，首先样品的采集，采集适合光谱检测的样品；然后将待测样品放置于样品池中，通过传送轨道将样品池依次传送至紫外、近红外、拉曼光谱的检测模块前进行紫外、近红外、拉曼光谱的检测，再次光谱数据融合，分别对紫外、近红外、拉曼光谱进行预处理、进行数据层融合，最后建立定量模型，通过定性和定量分析，得出待测样品的检测结果。
本发明的有益效果在于：本发明提供一种基于多源光谱数据融合检测食品安全的装置及方法，通过对待测样品一次性进行紫外、近红外、拉曼光谱的检测，解决了现有的食品安全检测装置存在检测效率较低，检测范围较窄的技术问题，实现了系统设计合理，自动对食品进行多项检测，检测效率较高，检测范围较广的技术效果。
附图说明
图1是本发明基于多源光谱数据融合检测食品安全的装置的结构示意图；
图2是本发明基于多源光谱数据融合检测食品安全的装置元器件连接示意图；
图3是本发明基于多源光谱数据融合检测食品安全的装置的检测流程示意图。
图中标号说明：
1——壳体 11——翻盖
2——紫外光谱检测模块 3——近红外光谱检测模块
4——拉曼光谱检测模块 5——微型电脑
6——无线传输模块 7——传送轨道
71——底座 72——样品池
8——控制面板 81——电源按键
82——检测按键 9——触摸显示屏
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案更加清楚，下面结合附图及实施例，对本发明进行详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种基于多源光谱数据融合检测食品安全的装置，如图1和2所示，包括一壳体1，所述壳体内设置有紫外光谱检测模块2、近红外光谱检测模块3、拉曼光谱检测模块4、微型电脑5、无线传输模块6、传送轨道7、电源装置，所述壳体外表面设置有控制面板8、触摸显示屏9，所述传送轨道7上方设置有与壳体1通过活页连接的翻盖11。
壳体1采用不透明材料制成，可以有效防止外界光线穿透影响检测结果。
所述传送轨道7上设置有样品底座71，所述底座71上可放置样品池72，所述样品池72为方形，采用高平整度、高透明石英制成。
控制面板8包括电源按键81、检测按键82。
紫外光谱检测模块2采用岛津UV-2600紫外可见分光光度计原理制成，波长范围185-1400nm，光谱带宽0.1-5nm，光电二极管阵列作为接收器，光源为50W卤素灯、氘灯、光源位置自动调整。光源置于传送轨道7一侧，接收器置于传送轨道7另一侧，光轴线穿过传送轨道7上放置的样品池72。
近红外光谱检测模块3采用HT-422傅里叶近红外光谱仪原理制成，波数范围12000-380cm-1，扫描速度12000nm/min，信噪比1:15000，检测器为光电倍增管探测器，光源为光轴自动调整的钨灯。光源置于传送轨道7一侧，接收器置于传送轨道7另一侧，光轴线穿过传送轨道7上放置的样品池72。
拉曼光谱检测模块4采用必达泰克i-Raman@Pro便携式拉曼光谱仪原理制成。波数范围65-3200cm-1，分辨率4.5cm-1，信噪比540:1，检测器为CCD阵列检测器，激光器BWS475-785、BWS475-532。光源置于传送轨道7一侧，接收器置于传送轨道7另一侧，光轴线穿过传送轨道7上放置的样品池72。
所述微型电脑5处理紫外光谱检测模块2、近红外光谱检测模块3、拉曼光谱检测模块4检测得到的光谱数据，进行光谱的预处理，数据层的融合，建立定量模型，得出检测结果。
无线传输模块6通过无线连接方式连接智能终端进行数据传输，可将检测的光谱数据传递至智能终端，通过智能终端进行数据分析和处理；无线传输模块6也可无线连接云存储平台，可基于云存储平台中存储的关于各食品检测的紫外、近红外、拉曼光谱的光谱数据进行光谱的融合分析，定性和定量的得出检测的结果。
传送轨道7上的底座71根据样品检测的不同进程移动到不同的检测模块前，当进行紫外光谱检测时，底座71带着样品池72位于紫外光谱检测模块2前；当进行近红外光谱检测时，底座71带着样品池72位于近红外光谱检测模块3前。
如图3所示，一种基于多源光谱数据融合检测食品安全的方法：
S01：样品采集，采集适合光谱检测的样品，对于需要预处理的样品进行预处理。
S02：样品检测，将待测样品放置于样品池72中，样品池72放置于底座71上，关上翻盖11，按下控制面板8上的电源按键81启动该检测装置，按下检测按键82，开始检测，通过传送轨道7将样品池72依次传送至紫外、近红外、拉曼光谱的检测模块前进行紫外、近红外、拉曼光谱的检测。
S03：数据处理，微型电脑5分别对紫外、近红外、拉曼光谱进行预处理、进行数据层融合，将预处理的紫外、近红外、拉曼光谱的横坐标首尾相接融合，共用同一纵坐标，最后采用PLS回归分析法建立定量模型，进行定性和定量分析。
S04：数据传输，无线传输模块6无线连接智能终端、云存储平台进行数据传输，结合云存储平台中的大数据，云存储平台中存储的关于各食品检测的紫外、近红外、拉曼光谱，进行光谱的融合分析。
S05：结果显示，检测的最终结果显示在触摸显示屏9上、无线传输模块6连接的智能终端上。
本发明的一种基于多源光谱数据融合检测食品安全的装置可以对同一检测样品一次性进行紫外、近红外、拉曼光谱的检测，节省了检测仪器和检测时间，检测效率高、操作简单，满足多项参数检测的需求。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种基于多源光谱数据融合检测食品安全的装置，其特征在于：包括一壳体，所述壳体内设置有紫外光谱检测模块、近红外光谱检测模块、拉曼光谱检测模块、微型电脑、无线传输模块、传送轨道、电源装置，所述壳体外表面设置有控制面板、触摸显示屏；
所述微型电脑电连紫外光谱检测模块、近红外光谱检测模块、拉曼光谱检测模块、无线传输模块、传送轨道、控制面板、触摸显示屏，所述电源装置为所述检测食品安全的装置提供所需要的电能。
2.根据权利要求1所述的一种基于多源光谱数据融合检测食品安全的装置，其特征在于：所述紫外检测模块采用岛津UV-2600的原理制成。
3.根据权利要求1所述的一种基于多源光谱数据融合检测食品安全的装置，其特征在于：所述近红外光谱检测模块采用HT-422傅里叶近红外光谱仪原理制成。
4.根据权利要求1所述的一种基于多源光谱数据融合检测食品安全的装置，其特征在于：所述拉曼光谱检测模块采用必达泰克i-Raman@Pro便携式拉曼光谱仪原理制成。
5.根据权利要求1所述的一种基于多源光谱数据融合检测食品安全的装置，其特征在于：所述传送轨道上设置有样品底座，所述底座上放置样品池。
6.根据权利要求1所述的一种基于多源光谱数据融合检测食品安全的装置，其特征在于：所述传送轨道上方设置有与壳体通过活页连接的翻盖。
7.根据权利要求1所述的一种基于多源光谱数据融合检测食品安全的装置，其特征在于：所述控制面板包括电源按键、检测按键。
8.根据权利要求1所述的一种基于多源光谱数据融合检测食品安全的装置，其特征在于：所述无线传输模块无线连接云存储平台、智能终端。
9.根据权利要求1所述的一种基于多源光谱数据融合检测食品安全的装置的检测方法，其特征在于：首先样品的采集；然后将待测样品放置于样品池中，通过传送轨道将样品池依次传送至紫外、近红外、拉曼光谱的检测模块前进行紫外、近红外、拉曼光谱的检测；分别对紫外、近红外、拉曼光谱进行预处理，进行数据层融合，最后建立定量模型，通过定性和定量分析，得出待测样品的检测结果。
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