CN108072619A - 一种农产品干燥品质在线检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于农产品加工技术领域，具体涉及一种农产品干燥品质在线检测装置，包括干燥机、传送机构、样品腔、暗场箱、光谱检测机构、支架、控制系统、PC机，所述样品腔设置在传送机构上将从干燥机采集来的农产品运输到暗场箱，所述暗场箱与光谱检测机构连接，所述光谱检测机构设置在支架上，所述控制系统与干燥机、传送机构、光谱检测机构电连接，所述控制系统与PC机进行通信。该装置包含了采样、光谱信息采集和数据处理等步骤，通过本设计，实现农产品干燥品质在线实时快速检测的目的。

Description

一种农产品干燥品质在线检测装置
技术领域
本发明属于农产品加工技术领域，具体涉及一种农产品干燥品质在线检测装置。
背景技术
农产品干燥是一种耗能降品的加工方式，无论采用何种干燥方式，都无法避免，只能最大限度降低能耗和提高干燥品质，其中，干燥品质的把控尤为重要。而目前常用的农产品干燥品质检测方法主要是化学计量学方法，虽然检测精度较高，但耗时费力，成本较高，难以实现快速定量分析。而近年来，光谱分析检测技术因具有分析时间短、无需样品预处理、非破坏性、无污染以及成本低等特点，已成为一种快速的现代分析技术，广泛应用于农产品/食品等领域的品质检测，并已从实验室研究型转向品质在线检测，但基本都是用于检测鲜果，判断水果成熟度或者分级等，用于农产品干燥品质在线实时检测未见相关报道。
发明内容
本发明为解决上述存在的技术缺陷，提供一种农产品干燥品质在线检测装置，该装置包含了采样、光谱信息采集和数据处理等步骤，通过本设计，实现农产品干燥品质在线实时快速检测的目的。
本发明的技术方案是；一种农产品干燥品质在线检测装置，其中，包括干燥机、传送机构、样品腔、暗场箱、光谱检测机构、支架、控制系统、PC机，所述样品腔设置在传送机构上将从干燥机采集来的农产品运输到暗场箱，所述暗场箱与光谱检测机构连接，所述光谱检测机构设置在支架上，所述控制系统与干燥机、传送机构、光谱检测机构电连接，所述控制系统与PC机进行通信。
样品腔在干燥机进行采集样品，样品腔由传送机构带动在干燥机与暗场箱之间往来运送，进行采样检测和倒样，在检测时，样品腔置于暗场箱中，光谱检测机构和支架固定连接，在暗场箱营造良好的光谱检测环境，光谱检测机构对样品腔内的农产品干燥品质进行光谱检测并采集数据。控制系统控制整个装置的运行，并把光谱信号无线传输给PC机，由PC机处理数据并反馈控制信息，实现整个装置实时通信和控制。
进一步，光谱检测机构包括遮光板、光源、发射光纤、探头、光谱仪、反射光纤，所述遮光板设置在探头的一端与探头固定连接，所述遮光板设置在暗场箱内与样品腔紧密贴合，所述光源通过发射光纤与探头连接，所述光谱仪通过反射光纤与探头的另一端连接，所述探头固定在支架上。在进行样品检测时，遮光板与样品腔紧密贴合，与暗场箱共同营造良好的光谱检测环境，探头光线由光源经发射光纤提供，并经样品反射后经反射光纤进入光谱仪处理。
进一步，暗场箱设有用于样品腔进出的进出口和用于固定探头的固定孔。为了营造良好的光谱检测环境，使样品腔与暗场箱的进出口相适配，并将探头与暗场箱紧密无缝固定。
进一步，样品腔设有检测孔，所述检测孔在样品腔上均匀设置，在进行检测时，所述检测孔与遮光板紧密贴合，便于探头对位准确。在样品腔上设有多个检测孔，便于从多个角度检测样品腔内农产品的干燥品质，提高数据采集的准确性。
进一步，传送机构设有第一电机、辊轴、输送带，所述第一电机与辊轴连接，所述辊轴驱动输送带。由第一电机驱动辊轴，辊轴带动输送带运动，使样品腔在干燥机与暗场箱之间往返，进行采样检测和倒样。
进一步，输送带上设有电机安装座，所述电机安装座安装有第二电机，所述第二电机与样品腔的底部连接。由第二电机控制样品腔旋转，使探头对准检测孔进行检测，实现多个方位信息采集，每次结果都基于所有检测孔反馈回来的数据汇总进行数据处理得到。
进一步，所述暗场箱设有温湿度传感器，所述温湿度传感器与控制系统电连接。控制系统通过温湿度传感器监测暗场箱内的温湿度，并进行温度补偿和湿度补偿，减少误差，提高测量的准确度。
进一步，干燥机设有采样口和回样口。样品腔在干燥机的采样口进行采集样品，进行采样检测完毕后，传送机构将样品腔检测完的样品运输到干燥机的回样口进行倒样，完成一次样品检测。
进一步，采样口包括倾斜的轨道，所述回样口包括漏斗箱。倾斜的轨道作为采样口，漏斗箱作为回样口，加快采样和回样的效率。
进一步，控制系统设有无线模块，所述PC机设有接收模块，所述控制系统将光谱检测机构采集到的数据通过无线模块传输到PC机的接收模块。光谱检测机构采集到光谱数据后，由控制系统存储并通过无线模块发送到PC机的接收模块，PC机接受后对数据进行处理，以图表的形式显示，便于作业人员直观地进行观察。
本发明的有益效果是；本设计将光谱分析检测技术应用在农产品的干燥品质检测上，省时省力，成本低，实现了在线实时检测和快速定量分析。基于本设计，针对不同的品质指标，选择可见/近红外光谱或者其他波长段的光谱，可以实现农产品水分、糖度、酸度、色泽等品质指标的检测。基于农产品干燥状态参数条件，并结合先进的工业控制手段，有望实现农产品干燥品质自适应控制。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是采样状态示意图。
图3是检测状态示意图。
图4是回样状态示意图。
图5是暗场箱的结构示意图。
图6是样品腔的结构示意图。
图7是遮光板与探头的连接示意图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
实施例1：
如图1—7所示，本设计提出一种农产品干燥品质在线检测装置，包括干燥机1，暗场箱3，样品腔2，遮光板7，光源8，发射光纤9，探头10，光谱仪11，反射光纤12，支架4，第一电机13，辊轴14，输送带15，电机安装座16，第二电机17，温湿度传感器18，控制系统5，无线模块21，接收模块22，PC机6。样品腔2在干燥机1的采样口19进行采集样品，样品腔2的底部与第二电机17连接并安装在电机安装座16上，电机安装座16固定在输送带15上，由第一电机13驱动辊轴14，辊轴14驱动输送带15运动进行采样和倒样。在进行采样检测时，样品腔2置于暗场箱3中，暗场箱3设有用于样品腔2进出的进出口和用于固定探头10的固定孔，样品腔2开有检测孔，检测孔在样品腔2上均匀设置，遮光板7设置在探头10的一端与探头10固定连接，并在暗场箱3内与样品腔2紧密贴合，光源8通过发射光纤9与探头10连接，光谱仪11通过反射光纤12与探头10的另一端连接，探头10固定在支架4上。检测时，遮光板7与样品腔2紧密贴合，便于探头10与检测孔对位准确，探头10与暗场箱3的固定孔紧密无缝固定，共同营造良好的光谱检测环境。探头10的光线由光源8经发射光纤9提供，并经样品反射后经反射光纤12进入光谱仪11处理，控制系统5控制整个装置的运行，并把光谱信号通过无线模块21发射出去，接收模块22接收信息后传输给PC机6，由PC机6处理数据并反馈控制信息，实现整个装置的实时通信和控制。控制系统5通过温湿度传感器18监测暗场箱3内的温湿度，并进行温度补偿和湿度补偿，减少误差，提高测量的准确度。
进行样品检测时，由第一电机13驱动辊轴14，辊轴14带动输送带15将样品腔2输送到干燥机1的采样口19处进行采样，采样完毕后，第一电机13反向转动带动输送带15将样品腔2送进暗场箱3内，再由第二电机17控制样品腔2旋转，光谱仪11通过探头10对准检测孔进行检测，每次结果都基于所有检测孔反馈回来的数据汇总进行数据处理得到，控制系统5将得到的数据存储并通过无线模块21传输给PC机6的接收模块22，PC机6接受后对数据进行处理并以图表的形式显示并反馈控制信息，实现整个装置实时通信和控制；
样品检测完毕后，由第一电机13驱动辊轴14，辊轴14带动输送带15将样品腔2输送到干燥机1的回样口20处进行回样，回样完毕后，第一电机13反向转动带动输送带15使样品腔2回到采样口19处，再进行下一次采样检测，重复上述步骤，不断对农产品进行干燥品质的检测。
基于本设计，针对不同的品质指标，选择可见/近红外光谱或者其他波长段的光谱，可以实现农产品水分、糖度、酸度、色泽等品质指标的检测。基于农产品干燥状态参数条件，并结合先进的工业控制手段，有望实现农产品干燥品质自适应控制。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种农产品干燥品质在线检测装置，其特征在于，包括干燥机（1）、传送机构、样品腔（2）、暗场箱（3）、光谱检测机构、支架（4）、控制系统（5）、PC机（6），所述样品腔（2）设置在传送机构上将从干燥机（1）采集来的农产品运输到暗场箱（3），所述暗场箱（3）与光谱检测机构连接，所述光谱检测机构设置在支架（4）上，所述控制系统（5）与干燥机（1）、传送机构、光谱检测机构电连接，所述控制系统（5）与PC机（6）进行通信。
2.根据权利要求1所述的一种农产品干燥品质在线检测装置，其特征在于，所述光谱检测机构包括遮光板（7）、光源（8）、发射光纤（9）、探头（10）、光谱仪（11）、反射光纤（12），所述遮光板（7）设置在探头（10）的一端与探头（10）固定连接，所述遮光板（7）设置在暗场箱（3）内与样品腔（2）紧密贴合，所述光源（8）通过发射光纤（9）与探头（10）连接，所述光谱仪（11）通过反射光纤（12）与探头（10）的另一端连接，所述探头（10）固定在支架（4）上。
3.根据权利要求2所述的一种农产品干燥品质在线检测装置，其特征在于，所述暗场箱（3）设有用于样品腔（2）进出的进出口和用于固定探头（10）的固定孔。
4.根据权利要求2所述的一种农产品干燥品质在线检测装置，其特征在于，所述样品腔（2）设有检测孔，所述检测孔在样品腔（2）上均匀设置，在进行检测时，所述检测孔与遮光板（7）紧密贴合，便于探头（10）对位准确。
5.根据权利要求1所述的一种农产品干燥品质在线检测装置，其特征在于，所述传送机构设有第一电机（13）、辊轴（14）、输送带（15），所述第一电机（13）与辊轴（14）连接，所述辊轴（14）驱动输送带（15）。
6.根据权利要求5所述的一种农产品干燥品质在线检测装置，其特征在于，所述输送带（15）上设有电机安装座（16），所述电机安装座（16）安装有第二电机（17），所述第二电机（17）与样品腔（2）的底部连接。
7.根据权利要求1所述的一种农产品干燥品质在线检测装置，其特征在于，所述暗场箱（3）设有温湿度传感器（18），所述温湿度传感器（18）与控制系统（5）电连接。
8.根据权利要求1所述的一种农产品干燥品质在线检测装置，其特征在于，所述干燥机（1）设有采样口（19）和回样口（20）。
9.根据权利要求8所述的一种农产品干燥品质在线检测装置，其特征在于，所述采样口（19）包括倾斜的轨道，所述回样口（20）包括漏斗箱。
10.根据权利要求1所述的一种农产品干燥品质在线检测装置，其特征在于，所述控制系统（5）设有无线模块（21），所述PC机（6）设有接收模块（22），所述控制系统（5）将光谱检测机构采集到的数据通过无线模块（21）传输到PC机（6）的接收模块（22）。
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