CN112304896B - 一种基于近红外的便携式面粉多品质检测仪及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于近红外的便携式面粉多品质检测仪及检测方法，该检测仪包括机箱以及设置在机箱上的电源、光源模块、光谱采集模块和控制处理模块；光源模块包括检测附件，检测附件包括载物台、光源座、光源盖、样本参考盒、反射罩、光纤准直镜、高度调节机构和卤素灯珠；光谱采集模块包括光谱仪，光谱仪通过光纤与光纤准直镜连接；控制处理模块包括电路板、嵌入式计算机和液晶显示屏，嵌入式计算机通过电路板与卤素灯珠连接，光谱仪与嵌入式计算机连接，嵌入式计算机与液晶显示屏连接。本发明结构紧凑，功能齐全，轻巧便携，通用性强且可随处移动，检测方法简单，可有效检测出样品的水分值和DON值是否超标，检测精度高。

Description

一种基于近红外的便携式面粉多品质检测仪及检测方法

技术领域

本发明涉及近红外品质检测技术，具体涉及一种基于近红外的便携式面粉多品质检测仪及检测方法。

背景技术

小麦作为我国三大农作物之一，具有丰富的营养。其不仅可以解决人类温饱问题还可以作为一种饲料和工业原料。但是，小麦极易受潮而感染赤霉病，从而产生一种不仅会破坏小麦的细胞组织结构降低产量而且还会令人呕吐、厌食以及致癌的呕吐毒素(DON)，一般加热无法破坏其结构。由于我国规定小麦粉中DON的含量为<=1mg/kg，因此准确预测出小麦中的水分以及DON的含量对小麦类食品安全问题极为重要。一般小麦都需经过磨粉来进行相关制作成食品，故研究面粉对面类食品安全问题尤为重要。

随着近红外光谱分析技术越来越成熟，特别是在农产品品质检测方面相较于传统有损检测具有不破坏样品、低成本、快速等优点越来越受到国内外学者的青睐。诸多研究表明近红外光谱分析技术在判别DON侵染程度上具有非常明显的效果。但大部分还都停留在实验室研究当中，无法在实际生产环境中运用。且市面上大多仪器都是用来检测面粉中蛋白质以及淀粉的含量，对面粉的安全问题没有体现出来。因此开发一套便携式面粉品质检测仪器将会在实际生产环境中起到对食品安全严格把关的作用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种基于近红外的便携式面粉多品质检测仪及检测方法，本基于近红外的便携式面粉多品质检测仪结构紧凑，功能齐全，轻巧便携，通用性强且可随处移动，检测方法简单，可有效检测出样品的水分值和DON值是否超标，检测精度高。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种基于近红外的便携式面粉多品质检测仪，包括机箱以及设置在机箱上的电源、光源模块、光谱采集模块和控制处理模块；

所述光源模块包括检测附件，所述检测附件包括载物台、光源座、螺柱、光源盖、样本参考盒、反射罩、光纤准直镜、高度调节机构和卤素灯珠，所述载物台的顶部通过螺柱连接有光源座，所述卤素灯珠位于光源座内，所述光源座的顶部连接有中部设有通孔的光源盖，所述光源盖上放置有样本参考盒，所述高度调节机构连接在所述载物台上，所述高度调节机构与反射罩连接，所述反射罩位于样本参考盒正上方，所述反射罩的顶部中心位置设有通孔，所述光纤准直镜放置在反射罩中心的通孔处，所述光纤准直镜连接有光纤；

所述光谱采集模块包括光谱仪，所述光谱仪通过光纤与光纤准直镜连接；

所述控制处理模块包括电路板、嵌入式计算机和液晶显示屏，所述嵌入式计算机通过电路板与卤素灯珠连接，所述光谱仪与嵌入式计算机连接，所述嵌入式计算机与液晶显示屏连接；

所述电源分别与卤素灯珠、光谱仪和嵌入式计算机连接。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述高度调节机构包括燕尾导轨滑块、燕尾导轨和支架，所述支架固定连接在载物台上，所述支架上固定连接有燕尾导轨，所述燕尾导轨上滑动连接有燕尾导轨滑块，所述燕尾导轨滑块通过调节杆与光纤准直镜连接。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述机箱包括壳体、上盖、挡板和面板，所述上盖与壳体的顶部固定连接，所述面板与壳体的前侧面固定连接，所述壳体前侧面的两侧边均设置有凸台且凸台位于面板内侧，所述挡板位于面板和凸台之间，且挡板能在面板和凸台之间滑动，所述挡板内侧壁设置有两个立柱，且燕尾导轨滑块位于两个立柱之间，所述面板上开设有参考盒置入口，所述挡板前侧面的把手位于参考盒置入口内侧，上下移动挡板，能实现参考盒置入口的打开和关闭；

所述壳体内侧底部设置有用于放置电源的电源槽和用于放置电源的开关键以及充电孔的电源开关槽，所述电源放置在电源槽内；

所述电源槽的顶壁上方设置有卡槽，所述载物台卡接在卡槽内部；

所述壳体的后侧面设置有光谱仪固定孔，所述壳体上的光谱仪固定孔与光谱仪固定连接；

所述壳体的左右俩边均设置有把手，所述把手的内部为镂空；

所述壳体的左侧面设置有通风孔；

所述壳体的右侧面设置有多个用于固定嵌入式计算机的通孔，所述壳体右侧面的通孔与嵌入式计算机固定连接；

所述电路板固定连接在壳体内的右侧面且位于嵌入式计算机的下方；

所述上盖上开设有用于安装液晶显示屏的槽口，所述液晶显示屏固定连接在所述上盖的槽口内。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述上盖与壳体的顶部通过螺栓固定连接，所述面板与壳体的前侧面通过螺栓固定连接，所述壳体上的光谱仪固定孔与光谱仪通过螺栓固定连接，所述壳体右侧面的通孔与嵌入式计算机通过螺栓固定连接，所述电路板胶粘在壳体内的右侧面。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述样本参考盒的底部采用石英玻璃材质。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述电路板上设置有TIP120达林顿晶体管，所述嵌入式计算机和电源均与TIP120达林顿晶体管连接，所述TIP120达林顿晶体管与卤素灯珠连接。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述光谱仪与嵌入式计算机通过USB数据线进行通信连接。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述电源用于通过USB数据线给嵌入式计算机提供+5V电压；所述电源用于提供12V输出电压给卤素灯珠供电；所述电源用于提供9V输出电压给光谱仪供电。

为实现上述技术目的，本发明采取的另一个技术方案为：

一种基于近红外的便携式面粉多品质检测仪的检测方法，包括：

步骤1：按下电源的开关按钮，便携式面粉多品质检测仪启动，光谱仪连接电源，设置光谱仪的积分时间和平均扫描次数；

步骤2：在液晶显示屏上点击暗背景按钮，液晶显示屏发送信号到嵌入式计算机，嵌入式计算机控制光谱仪的工作，使光谱仪采集此刻卤素灯珠关闭时的暗光谱，并发送暗光谱到嵌入式计算机；在液晶显示屏上点击开灯按钮，液晶显示屏发送信号到嵌入式计算机，嵌入式计算机控制卤素灯珠打开；再在液晶显示屏上点击白参考按钮，液晶显示屏发送信号到嵌入式计算机，嵌入式计算机控制光谱仪的工作，使光谱仪采集此刻卤素灯珠打开时的参考光谱，并发送参考光谱到嵌入式计算机；

步骤3：提高挡板，使得参考盒置入口打开，从参考盒置入口中放入盛有样本的样本参考盒到光源盖上，下拉挡板使得挡板挡住参考盒置入口且使得检测附件中的反射罩往下移动，实现光谱采集时的密闭性；

步骤4：点击液晶显示屏上的预测按钮，液晶显示屏发送信号到嵌入式计算机，嵌入式计算机控制光谱仪的工作，使光谱仪采集放入盛有样本的样本参考盒后的光强值，光谱仪将该光强值发送到嵌入式计算机，嵌入式计算机将光强值转换为该样本的吸光度值，然后嵌入式计算机将该样本的吸光度值输入到预测模型中，从而计算得到该样本的水分值和DON是否超标并在液晶显示屏上显示出来。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述的预测模型包括PLS定量分析模型和逻辑回归定性判别分析模型；

其中PLS定量分析模型的建立步骤为：

（1）选取多份面粉样品作为建模集，多份面粉样品作为预测集；

（2）将所有面粉样品冷冻后常温下静置一段时间，通过便携式面粉多品质检测仪分别采集建模集和预测集的近红外光谱数据，即建模集和预测集在各个波长下的吸光度值，保存为xlsx表格格式；

（3）根据国标法，通过实验获取建模集和预测集的水分；

（4）剔除建模集和预测集的近红外光谱数据俩边的噪音，最终选取波段为1048-1746nm的近红外吸光度值，利用获取的吸光度值与水分建立PLS模型；

其中逻辑回归定性判别分析模型的建立步骤为：

（a）选取多份面粉样品作为建模集，多份面粉样品作为预测集；

（b）将所有面粉样品冷冻后常温下静置一段时间，通过便携式面粉多品质检测仪分别采集建模集和预测集的近红外光谱数据，即建模集和预测集在各个波长下的吸光度值，保存为xlsx表格格式；

（c）根据国标法，通过实验获取建模集和预测集的DON值；

（d）剔除建模集和预测集的近红外光谱数据俩边的噪音，且通过CARS算法提取波段为1048-1746nm中的特征波长，选取特征波长的近红外吸光度值，利用特征波长的近红外吸光度值与DON值建立逻辑回归定性判别分析模型。

本发明的有益效果为：

本发明为一种针对面粉的基于近红外光谱技术的便携式多品质检测仪，包括机箱以及设置在机箱上的电源、光源模块、光谱采集模块和控制处理模块，在机箱内，通过嵌入式计算机的指令给光源模块供电，经过光谱采集模块获取样品的光谱数据,最后通过控制处理模块获取预测数据并显示在液晶显示屏上，完成面粉的多品质检测。本发明结构紧凑，功能齐全，便于携带，重量轻巧，一键开机。通过编写的程序可以实现光谱的采集，光源的控制，多品质的预测，数据的存储；整个检测仪器安装在相对密闭的机箱内，通过挡板的上下移动可实现样品的放置以及样品光谱数据采集时的密闭性，减少了外界杂散光的干扰，同时机箱壁设有通风孔，保证机箱内温度维持在正常水平，从而提高了检测精度。光谱仪与嵌入式计算机之间通过USB数据线进行通信，嵌入式计算机可以读取光谱仪采集到的光强值，根据计算公式得到吸光度值，然后分别与样本的理化值水分之间建立PLS定量分析模型，与样本的理化值DON建立逻辑回归定性判别分析模型，通过分析模型实现面粉的多品质的预测。

附图说明

图1为本发明的内部结构装配示意图。

图2为本发明的壳体结构示意图。

图3为本发明的上盖结构示意图。

图4为本发明的检测附件结构示意图。

图5为本发明的挡板结构示意图。

图6为本发明的挡板装配示意图。

图7为本发明的整体装配示意图。

图8为本发明的工作原理图。

图9为本发明的电路板接线图。

图中：1、壳体；2、通风孔；3、光谱仪；4、把手；5、上盖；6、嵌入式计算机；7、凸台；8、电路板；9、卡槽；10、检测附件；11、电源；12、电源开关槽；13、光谱仪固定孔；14、载物台；15、铜螺柱；16、光源座；17、光源盖；18、样本参考盒；19、反射罩；20、光纤准直镜；21、调节杆；22、燕尾导轨滑块；23、燕尾导轨；24、支架；25、面板；26、液晶显示屏；27、挡板；28、卤素灯珠；29、上拉电阻；30、TIP120达林顿晶体管。

具体实施方式

下面根据附图对本发明的具体实施方式作出进一步说明：

一种基于近红外的便携式面粉多品质检测仪，包括机箱以及设置在机箱上的电源11、光源模块、光谱采集模块和控制处理模块。

如图1、图2和图7所示，所述机箱包括：用于放置检测附件10、光谱仪3、电源11、电路板8和嵌入式计算机6的壳体1；用于放置液晶显示屏26的上盖5（如图3所示）；用于实现检测附件10中反射罩19的上下移动的挡板27，已保证光谱采集时的密闭性以及样品的放置；用于限制挡板27前后移动的面板25和凸台7。所述上盖5与壳体1的顶部通过螺栓固定连接，所述面板25与壳体1的前侧面通过螺栓固定连接，所述壳体1前侧面的两侧边均设置有凸台7且凸台7位于面板25内侧，所述挡板27位于面板25和凸台7之间，且挡板27能在面板25和凸台7之间滑动，如图5所示，所述挡板27内侧壁设置有两个立柱（如图5所示），且燕尾导轨滑块22位于两个立柱之间（如图6所示），所述面板25上开设有用于放置样品的长方形的参考盒置入口，所述挡板27前侧面的凸起把手位于参考盒置入口内侧，上下移动挡板27，能实现参考盒置入口的打开和关闭；同时，挡板27的两个立柱中间有燕尾导轨滑块22，随着挡板27的上下移动将带动燕尾导轨滑块22上下移动，也即带动反射罩19上下移动，保证光谱采集时的密闭性。凸台7用于放置挡板27使挡板27实现上下移动，以带动反射罩19上下移动，实现样品的放置以及暗背景，白参考的采集。所述壳体1最底部安装了4个用于稳固仪器整体的凸台。所述壳体1内侧底部安装了用于放置电源11的电源槽和用于放置电源11的开关键以及充电孔的电源开关槽12，所述电源11放置在电源11槽内，电源11的开关键和充电孔位于电源开关槽12内，电源开关槽12位于电源槽的后面，以便从外部可以实现对电源11的开和关，为光谱仪3、卤素灯珠28和嵌入式计算机6提供电力。所述电源槽的顶壁上方设置有用于安装检测附件10上载物台14的卡槽9，所述检测附件10的载物台14卡接在卡槽9内部，防止检测附件10左右上下移动。所述壳体1的后侧面（即背面）设置有用来固定光谱仪3的光谱仪固定孔13，所述壳体1上的光谱仪固定孔13与光谱仪3通过螺栓固定连接。壳体1的背面开了一个用于放置光谱仪3的散热器的正方形孔以及给仪器进行充电和开关电源的长方形孔，可以通过壳体1背面底部的长方形来对电源11进行开关和充电。所述壳体1的左右俩边均设置有把手4，所述把手4的内部为镂空，用于存放液晶显示屏26与嵌入式计算机6之间的线以及搬运检测仪器的功能。所述壳体1的左侧面设置有通风孔2，用于释放卤素灯珠28长时间照射所产生的热量。所述壳体1的右侧面设置有四个用于固定嵌入式计算机6的通孔，所述壳体1右侧面的通孔与嵌入式计算机6通过螺栓固定连接。所述电路板8胶粘在壳体1内的右侧面且位于嵌入式计算机6的下方，主要实现控制卤素灯珠28的功能。所述上盖5上开设有用于安装液晶显示屏26的槽口，所述液晶显示屏26固定连接在所述上盖5的槽口内。液晶显示屏26与嵌入式计算机6的连接线安放于把手4的里面，实现嵌入式计算机6里的程序在液晶显示屏26里面展现出来；通过挡板27的上下移动，可以实现面板25中间参考盒置入口的开合，用于放置样品。壳体1与上盖5、面板25通过螺栓连接实现机箱的装配。

所述光源模块包括检测附件10，如图4所示，所述检测附件10包括载物台14、铜螺柱15、光源座16、光源盖17、样本参考盒18、反射罩19、光纤准直镜20、高度调节机构和卤素灯珠28，所述载物台14的顶部通过铜螺柱15连接光源座16，所述卤素灯珠28位于光源座16内，所述光源座16的顶部连接有中部设有通孔的光源盖17，所述光源盖17上放置有样本参考盒18，光源盖17起到支撑样本参考盒18的作用，所述高度调节机构连接在所述载物台14上，所述高度调节机构与反射罩19连接，所述反射罩19位于样本参考盒18正上方，所述反射罩19的顶部中心位置设有通孔，用来放置光纤准直镜20，光纤准直镜20通过螺纹连接有光纤。卤素灯珠28为六个可以产生全波段的卤素灯光源。

如图4所示，所述高度调节机构包括燕尾导轨滑块22、燕尾导轨23和支架24，所述支架24固定连接在载物台14上，所述支架24上固定连接有燕尾导轨23，所述燕尾导轨23上滑动连接有燕尾导轨滑块22，所述燕尾导轨滑块22通过调节杆21与光纤准直镜20连接。

所述光谱采集模块包括光谱仪3，所述光谱仪3自带散热风扇并且可在市面上采购，光谱仪3安装在检测附件10的后面，光谱仪3通过光纤与检测附件10的光纤准直镜20连接，以实现光谱信息的接收。

所述控制处理模块包括电路板8、嵌入式计算机6和液晶显示屏26，嵌入式计算机6通过USB数据线与光谱仪3连接，嵌入式计算机6与液晶显示屏26连接，所述嵌入式计算机6内加载了相关程序，通过可视化界面呈现在液晶显示屏26上；所述电源11分别与卤素灯珠28、光谱仪3和嵌入式计算机6连接；本实施例的电路板8通过信号线分别与嵌入式计算机6、卤素灯、电源11连接，如图9所示，所述电路板8上焊接有1kΩ的上拉电阻29、跳线、TIP120达林顿晶体管30、电源线和卤素灯线，所述嵌入式计算机6和电源11均与TIP120达林顿晶体管30连接，所述TIP120达林顿晶体管30与卤素灯珠28连接，电路板8主要实现控制卤素灯珠28亮灭的功能，当嵌入式计算机6发送高电平时，TIP120达林顿晶体管30的栅极超过2V电压，晶体管将会开启，使得电流从漏极到源极通过，从而点亮卤素灯珠28，具体地，当触点液晶显示屏26上的开灯按钮时，嵌入式计算机6发出指令，使得电路板8上电源11与卤素灯珠28接通，从而产生光源。电源11提供12V的电压为卤素灯珠28供电。整个可视化程序界面显示在液晶显示屏26上。

如图8所示，为本实施例的工作原理，光谱仪3与嵌入式计算机6之间通过USB数据线进行通信，读取光谱仪3采集到的光强值，根据计算公式得到吸光度值，然后分别与样本的理化值水分之间建立PLS定量分析模型，与样本的理化值DON建立逻辑回归定性判别分析模型。当接通光源，光源从光源座16发出，穿过底部嵌有石英玻璃的样本参考盒18，透过样本使得携带有水分以及DON的光谱信息经过光纤准直镜20进入光纤，然后被光谱仪3所接收，最后通过嵌入式计算机6读取光谱仪3中的数据与样本的水分值和DON分别建立PLS模型和逻辑回归判别分析模型；通过可视化界面在液晶显示屏26上呈现，首先点击可视化界面中的暗背景，即可采集暗背景数据，再点击白参考即采集参考数据，然后选择预测模型，最后点击预测按钮即可实现样品的水分和DON超标与否的预测；同时电源11提供9V电压为光谱仪3供电。液晶显示屏26为触摸液晶显示屏26。嵌入式计算机6为触摸屏嵌入式计算机，安装于触摸屏嵌入式计算机6内部的程序可以实现光谱仪3与嵌入式计算机6之间的通信和控制电路板8实现对卤素灯珠28的控制；安装于嵌入式计算机6内部的程序从光谱仪3读取光谱信息后，经过计算将对应波长的吸收光谱值读入已存在嵌入式计算机6中的水分和DON的预测模型中，并在液晶显示屏26对水分和DON超标与否进行显示；安装于壳体1底部的电源11为控制处理模块供电。

嵌入式计算机6主要通过pyQT5编写的可视化界面程序实现光源的开和闭，通过USB串口访问光谱仪3，实现对光谱仪3的连接和断开，设置光谱仪3的积分时间和平均扫描次数，还设置了样本单次光谱信息的采集和连续光谱信息的采集的功能。将采集到的光谱图像实时的显示在屏幕上，并且可以保存光谱的数据以及图像到自己的嵌入式计算机6中，最后导入建立好的预测模型，即可实现样本有关品质的预测；电源11提供5V的电压为嵌入式计算机6供电。

本实施例还提供一种基于近红外的便携式面粉多品质检测仪的检测方法，具体操作流程包括：

步骤1：按下电源11的开关按钮，便携式面粉多品质检测仪启动，预热十分钟，十分钟后点击连接，即连接光谱仪3，设置积分时间为500ms，平均扫描次数为2次；

步骤2：在液晶显示屏26上点击暗背景按钮，即采集暗光谱，液晶显示屏26发送信号到嵌入式计算机6，嵌入式计算机6控制光谱仪3的工作，使光谱仪3采集此刻卤素灯珠28关闭时的暗光谱，并发送暗光谱到嵌入式计算机6；在液晶显示屏26上点击开灯按钮，液晶显示屏26发送信号到嵌入式计算机6，嵌入式计算机6通过电路板8控制卤素灯珠28打开；再在液晶显示屏26上点击白参考按钮，液晶显示屏26发送信号到嵌入式计算机6，嵌入式计算机6控制光谱仪3的工作，使光谱仪3采集此刻卤素灯珠28打开时的参考光谱，并发送参考光谱到嵌入式计算机6；此时液晶显示屏26界面的左侧会实时的显示采集到的光谱图像；

步骤3：提高挡板27，使得参考盒置入口打开，从参考盒置入口中放入盛有样本的样本参考盒18到光源盖17上，下拉挡板27使得挡板27挡住参考盒置入口且使得检测附件10中的反射罩19往下移动，实现光谱采集时的密闭性；

步骤4：从本地文件中选择导入所需模型，点击液晶显示屏26上的预测按钮，液晶显示屏26发送信号到嵌入式计算机6，嵌入式计算机6控制光谱仪3的工作，使光谱仪3采集放入盛有样本的样本参考盒18后的光强值，光谱仪3将该光强值发送到嵌入式计算机6，嵌入式计算机6将光强值转换为该样本的吸光度值，然后嵌入式计算机6将该样本的吸光度值输入到预测模型中，从而计算得到该样本的水分值和DON是否超标，并在液晶显示屏26界面左侧的光谱图像下面显示水分值和DON是否超标，若点击连续测量，即会实时的显示水分值和DON的超标与否；此时可以选择保存数据或者图像进自己的本地文件中。

其中预测模型包括PLS定量分析模型和逻辑回归定性判别分析模型。具体建立方法如下：

从市面上选取180份面粉样品，按照2:1比例把120份面粉样品选作为建模集，60份面粉样品作为预测集，统一从零下14度的冰箱中取出放置一个小时，分别采集建模集和预测集的近红外光谱数据，即建模集和预测集在各个波长下的吸光度值（采用步骤4的方法计算吸光度值），保存为xlsx表格格式；分别根据国标法，通过实验获取建模集和预测集的水分和DON值；剔除光谱数据俩边的噪音，最终选取波段为1048-1746nm的近红外吸光度值，利用获取的吸光度值与水分建立PLS模型，结果显示建模集的R²为0.89，RMSEC为0.31。预测集的R²为0.90，RMSEP为0.34，模型达到理想效果，具有预测能力。DON的定性判别依据国家规定DON的含量为<=1mg/kg，当DON的含量大于1mg/kg归类为超标，当DON的含量小于1mg/kg时归类为不超标，利用吸光度值与DON建立主成分分析，分类效果不是很好，超标的归为一类，不超标的归为另一类，通过逻辑回归判别分析方法，得分为0.86；经过CARS算法对全波段1048-1746nm提取特征波长后，选取特征波长的近红外吸光度值，利用特征波长的近红外吸光度值与DON值建立逻辑回归定性判别分析模型，得分为0.93，检测精度提高。综上所述，建立的PLS模型和经过特征波长提取的逻辑回归模型符合检测精度要求。

本发明的保护范围包括但不限于以上实施方式，本发明的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于近红外的便携式面粉多品质检测仪，其特征在于：包括机箱以及设置在机箱上的电源、光源模块、光谱采集模块和控制处理模块；

所述机箱包括壳体、上盖、挡板和面板，所述上盖与壳体的顶部固定连接，所述面板与壳体的前侧面固定连接，所述壳体前侧面的两侧边均设置有凸台且凸台位于面板内侧，所述挡板位于面板和凸台之间，且挡板能在面板和凸台之间滑动，所述挡板内侧壁设置有两个立柱，且燕尾导轨滑块位于两个立柱之间，所述面板上开设有参考盒置入口，所述挡板前侧面的凸起把手位于参考盒置入口内侧，上下移动挡板，能实现参考盒置入口的打开和关闭；

所述光源模块包括检测附件，所述检测附件包括载物台、螺柱、光源座、光源盖、样本参考盒、反射罩、光纤准直镜、高度调节机构和卤素灯珠，所述载物台的顶部通过螺柱连接有光源座，所述卤素灯珠位于光源座内，所述光源座的顶部连接有中部设有通孔的光源盖，所述光源盖上放置有样本参考盒，所述高度调节机构包括燕尾导轨滑块、燕尾导轨和支架，所述支架固定连接在载物台上，所述支架上固定连接有燕尾导轨，所述燕尾导轨上滑动连接有燕尾导轨滑块，所述燕尾导轨滑块通过调节杆与反射罩连接；所述反射罩位于样本参考盒正上方，所述反射罩的顶部中心位置设有通孔，所述光纤准直镜放置在反射罩中心的通孔处，所述光纤准直镜连接有光纤；

所述光谱采集模块包括光谱仪，所述光谱仪通过光纤与光纤准直镜连接；

所述控制处理模块包括电路板、嵌入式计算机和液晶显示屏，所述嵌入式计算机通过电路板与卤素灯珠连接，所述光谱仪与嵌入式计算机连接，所述嵌入式计算机与液晶显示屏连接；

所述电源分别与卤素灯珠、光谱仪和嵌入式计算机连接。

2.根据权利要求1所述的基于近红外的便携式面粉多品质检测仪，其特征在于：所述壳体内侧底部设置有用于放置电源的电源槽和用于放置电源的开关键以及充电孔的电源开关槽，所述电源放置在电源槽内；

所述电源槽的顶壁上方设置有卡槽，所述载物台卡接在卡槽内部；

所述壳体的后侧面设置有光谱仪固定孔，所述壳体上的光谱仪固定孔与光谱仪固定连接；

所述壳体的左右两边均设置有把手，所述把手的内部为镂空；

所述壳体的左侧面设置有通风孔；

所述壳体的右侧面设置有多个用于固定嵌入式计算机的通孔，所述壳体右侧面的通孔与嵌入式计算机固定连接；

所述电路板固定连接在壳体内的右侧面且位于嵌入式计算机的下方；

所述上盖上开设有用于安装液晶显示屏的槽口，所述液晶显示屏固定连接在所述上盖的槽口内。

3.根据权利要求2所述的基于近红外的便携式面粉多品质检测仪，其特征在于：所述上盖与壳体的顶部通过螺栓固定连接，所述面板与壳体的前侧面通过螺栓固定连接，所述壳体上的光谱仪固定孔与光谱仪通过螺栓固定连接，所述壳体右侧面的通孔与嵌入式计算机通过螺栓固定连接，所述电路板胶粘在壳体内的右侧面。

4.根据权利要求1所述的基于近红外的便携式面粉多品质检测仪，其特征在于：所述样本参考盒的底部采用石英玻璃材质。

5.根据权利要求1所述的基于近红外的便携式面粉多品质检测仪，其特征在于：所述电路板上设置有TIP120达林顿晶体管，所述嵌入式计算机和电源均与TIP120达林顿晶体管连接，所述TIP120达林顿晶体管与卤素灯珠连接。

6.根据权利要求1所述的基于近红外的便携式面粉多品质检测仪，其特征在于：所述光谱仪与嵌入式计算机通过USB数据线进行通信连接。

7.根据权利要求1所述的基于近红外的便携式面粉多品质检测仪，其特征在于：所述电源用于通过USB数据线给嵌入式计算机提供+5V电压；所述电源用于提供12V输出电压给卤素灯珠供电；所述电源用于提供9V输出电压给光谱仪供电。

8.权利要求2所述的基于近红外的便携式面粉多品质检测仪的检测方法，其特征在于，包括：

步骤1：按下电源的开关按钮，便携式面粉多品质检测仪启动，光谱仪连接电源，设置光谱仪的积分时间和平均扫描次数；

步骤2：在液晶显示屏上点击暗背景按钮，液晶显示屏发送信号到嵌入式计算机，嵌入式计算机控制光谱仪的工作，使光谱仪采集此刻卤素灯珠关闭时的暗光谱，并发送暗光谱到嵌入式计算机；在液晶显示屏上点击开灯按钮，液晶显示屏发送信号到嵌入式计算机，嵌入式计算机控制卤素灯珠打开；再在液晶显示屏上点击白参考按钮，液晶显示屏发送信号到嵌入式计算机，嵌入式计算机控制光谱仪的工作，使光谱仪采集此刻卤素灯珠打开时的参考光谱，并发送参考光谱到嵌入式计算机；

步骤3：提高挡板，使得参考盒置入口打开，从参考盒置入口中放入盛有样本的样本参考盒到光源盖上，下拉挡板使得挡板挡住参考盒置入口且使得检测附件中的反射罩往下移动，实现光谱采集时的密闭性；

步骤4：点击液晶显示屏上的预测按钮，液晶显示屏发送信号到嵌入式计算机，嵌入式计算机控制光谱仪的工作，使光谱仪采集放入盛有样本的样本参考盒后的光强值，光谱仪将该光强值发送到嵌入式计算机，嵌入式计算机将光强值转换为该样本的吸光度值，然后嵌入式计算机将该样本的吸光度值输入到预测模型中，从而计算得到该样本的水分值和DON值是否超标，并在液晶显示屏上显示出来。

9.根据权利要求8所述的基于近红外的便携式面粉多品质检测仪的检测方法，其特征在于：所述的预测模型包括PLS定量分析模型和逻辑回归定性判别分析模型；

其中PLS定量分析模型的建立步骤为：

（1）选取多份面粉样品作为建模集，多份面粉样品作为预测集；

（2）将所有面粉样品冷冻后常温下静置一段时间，通过便携式面粉多品质检测仪分别采集建模集和预测集的近红外光谱数据，即建模集和预测集在卤素灯珠的各个波长下的吸光度值，保存为xlsx表格格式；

（3）根据国标法，通过实验获取建模集和预测集的水分；

（4）剔除建模集和预测集的近红外光谱数据俩边的噪音，最终选取波段为1048-1746nm的近红外吸光度值，利用获取的吸光度值与水分建立PLS定量分析模型；

其中逻辑回归定性判别分析模型的建立步骤为：

（a）选取多份面粉样品作为建模集，多份面粉样品作为预测集；

（b）将所有面粉样品冷冻后常温下静置一段时间，通过便携式面粉多品质检测仪分别采集建模集和预测集的近红外光谱数据，即建模集和预测集在卤素灯珠的各个波长下的吸光度值，保存为xlsx表格格式；

（c）根据国标法，通过实验获取建模集和预测集的DON值；

（d）剔除建模集和预测集的近红外光谱数据俩边的噪音，且通过CARS算法提取波段为1048-1746nm中的特征波长，选取特征波长的近红外吸光度值，利用特征波长的近红外吸光度值与DON值建立逻辑回归定性判别分析模型。

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