CN206725436U - 一种用于营养餐固体食材新鲜度快速检测的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于营养餐固体食材新鲜度快速检测的装置，包括光源装置、光谱采集装置、分光装置、检测器装置、数据采集和处理装置等部分，其中数据采集和处理装置与检测器装置连接，检测器装置与分光装置连接，分光装置与光源装置一起与光谱采集装置连接。本实用新型既可以实现营养餐生产单位在固体食材原料采购入库时新鲜度的快速检测，也可以实现营养餐固体食材烹饪前出库的新鲜度的快速检测，相比常规传统感官新鲜度检测更为快捷、准确，检测结果重复性好，便于根据检测结果保障营养餐食材新鲜度，从而保障营养餐食品安全。

Description

一种用于营养餐固体食材新鲜度快速检测的装置

技术领域

本实用新型属于光电技术领域，特别涉及一种用于营养餐固体食材新鲜度快速检测的装置。

背景技术

营养配餐是根据人体对营养的需要，按照食品中各种营养物质的含量，设计相应的营养餐食谱，使人体能摄入比例合理的蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素和矿物质等营养素，即达到所谓的均衡膳食。在营养餐生产加工中，各种食材(主要是固体食材，如各种果蔬原料、肉类原料、粮食原料等)，在食材原料采购入库时和食材烹饪前出库时，均采用肉眼视觉观察、鼻子闻味道等传统感官检测来判别食材的新鲜度，检测结果随意度和主观性较强，难以保证准确性，检测结果重复性极差。营养餐食材新鲜度高效检测方法的缺失，不仅影响了营养餐食品安全的保障，也影响了营养餐营养元素膳食平衡的真正实现。随着光电技术的发展，近红外光谱技术，以其快速、无损、简便、精确等优点，在食品和农产品检测领域中得到了广泛应用，比如水果糖度的测定、小麦蛋白质含量的测定，也成功研发了系列检测装置，并在日本、美国及欧洲国家部分农产品的近红外检测方法已经被列为标准的检测方法。基于近红外漫反射光谱检测法的营养餐固体食材新鲜度快速检测装置，通过综合判别营养餐食材的水分含量，蛋白质含量、脂肪含量和硬度等指标，实现营养餐固体食材新鲜度快速检测，该装置既可以实现营养餐生产单位在固体食材原料采购入库时新鲜度的快速检测，也可以实现营养餐固体食材原料烹饪前出库的新鲜度的快速检测，相比常规传统感官新鲜度检测更为快捷、准确，检测结果重复性好，便于根据检测结果保障营养餐食材新鲜度，从而保障营养餐食品安全。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对的营养餐固体食材新鲜度缺乏检测特别是快速检测装置的不足，提供一种用于营养餐固体食材新鲜度快速检测的装置。

本实用新型装置采用近红外漫反射光谱检测法，通过综合检测分析营养餐食材的水分含量，蛋白质含量、脂肪含量和硬度等理化指标，实现营养餐固体食材新鲜度快速检测。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种用于营养餐固体食材新鲜度快速检测的装置，包括光源装置、光谱采集装置、分光装置、检测器装置、数据采集和处理装置等部分，其中数据采集和处理装置与检测器装置连接，检测器装置与分光装置连接，分光装置与光源装置一起与光谱采集装置连接。

所述的光源装置，用于发射近红外光，照射到通过装载在支架上的固体食材样品表面，形成漫反射光，包括卤钨灯、稳压电源；

所述的光谱采集装置，主要用来采集样品的近红外光谱，包括漫反射光纤，标准光纤接口和样品支架；

所述的分光装置，作用是将光源发射的连续光变成单色光，包括入射狭缝、准直镜、平面全息光栅、汇聚镜等器件；

所述的检测器装置，由光敏元件构成，其作用是检测近红外光与样品作用后携带样品信息的光信号，包括CCD芯片、CCD驱动电路板、CCD制冷系统、检测器稳压电源；

所述的数据采集和处理装置，用于检测器装置采集得到的光信号转变为电信号，并通过模数转换器以数字信号形式输出，并对光谱进行分析处理，包括数据采集卡和计算机。

本实用新型的有益效果是既可以实现营养餐生产单位在固体食材原料采购入库时新鲜度的快速检测，也可以实现营养餐固体食材原料烹饪前出库的新鲜度的快速检测，相比常规传统感官新鲜度检测更为快捷、准确，检测结果重复性好，便于根据检测结果保障营养餐食材新鲜度，从而保障营养餐食品安全。

附图说明

图1是一种用于营养餐固体食材新鲜度快速检测的装置结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，一种用于营养餐固体食材新鲜度快速检测的装置，包括光源装置、光谱采集装置、分光装置、检测器装置、数据采集和处理装置等部分，其中数据采集和处理装置与检测器装置连接，检测器装置与分光装置连接，分光装置与光源装置一起与光谱采集装置连接。

光源装置，用于发射近红外光，照射到通过装载在支架上的固体食材样品表面，形成漫反射光，包括卤钨灯、稳压电源。卤钨灯选用德国OSRAM原装进口灯泡及灯座，灯泡功率为75W，在光谱范围(600-1100nm)内的光通量较高，能够提供稳定的短波近红外光；稳定性好，输出谱线非常平滑，无断裂、尖峰或凹陷。

光谱采集装置，主要用来采集样品的近红外光谱，包括漫反射光纤，标准光纤接口和样品支架。漫反射光纤选用低OH-的石英光纤，Y型的漫反射光纤探头，把样品产生的信号光传导到光谱仪的光学平台中。其中，Y型光纤，一根发射，六根接收，光纤材料采用进口石英，光纤芯径400μm。标准光纤接口采用SMA905接头。

分光装置，作用是将光源发射的连续光变成单色光，包括入射狭缝、准直镜、平面全息光栅、汇聚镜等器件。光栅作为重要的分光器件，它的选择与性能直接影响整个分光系统的性能。分光系统采用的色散元件为平面全息光栅，其光谱范围广，杂散光低，且可做到高光谱分辨率。光栅的闪耀波长的选择至关重要，闪耀波长为光栅最大衍射效率点，因此选择光栅时应尽量选择闪耀波长在需要波长附近。本装置选择闪耀波长为1000nm，光栅线对数为600g/mm，使得光谱仪在600-1100nm有最好的光谱响应。

检测器装置，由光敏元件构成，其作用是检测近红外光与样品作用后携带样品信息的光信号，包括CCD芯片、CCD驱动电路板、CCD制冷系统、检测器稳压电源；电荷耦合器件阵列(CCD)一般由2048个像元组成，探测器中储存着电荷，而当光子照射到其光敏面时电荷就会被释放。在积分时间的结尾，剩余的电荷就会传送到缓冲器中，然后这个信号被传送到A/D转换卡。CCD是积分型的光电转化器，延长近红外光在CCD上的照射时间，将使光致电荷量线性增加，提高信号值和信噪比。CCD探测器具有自然积分的特性因此具有非常大的动态范围，它只受暗(热)电流和AD转换卡速度的限制。CCD探测器的优点是象元数多(2048)、灵敏度高、响应速度快。本装置的检测器装置采用日本Sony公司生产的型号为Sony ILX554B的线阵CCD芯片作为检测器。

数据采集和处理装置，用于检测器装置采集得到的光信号转变为电信号，并通过模数转换器以数字信号形式输出，并对光谱进行分析处理，包括数据采集卡和计算机。数据采集卡为一个16位、330kHz的A/D数据采集卡，把模拟信号转化为数字信号然后通过USB2.0接口把光谱数据传入PC。

Claims (2)

1.一种用于营养餐固体食材新鲜度快速检测的装置，包括光源装置、光谱采集装置、分光装置、检测器装置、数据采集和处理装置，其中数据采集和处理装置与检测器装置连接，检测器装置与分光装置连接，分光装置与光源装置一起与光谱采集装置连接；

所述的光源装置，用于发射近红外光，照射到通过装载在支架上的固体食材样品表面，形成漫反射光，包括卤钨灯、稳压电源；

所述的光谱采集装置，主要用来采集样品的近红外光谱，包括漫反射光纤，标准光纤接口和样品支架；

所述的分光装置，作用是将光源发射的连续光变成单色光，包括入射狭缝、准直镜、平面全息光栅、汇聚镜；

所述的检测器装置，由光敏元件构成，其作用是检测近红外光与样品作用后携带样品信息的光信号，包括CCD芯片、CCD驱动电路板、CCD制冷系统、检测器稳压电源；

所述的数据采集和处理装置，用于检测器装置采集得到的光信号转变为电信号，并通过模数转换器以数字信号形式输出，并对光谱进行分析处理，包括数据采集卡和计算机。

2.根据权利要求1所述的一种用于营养餐固体食材新鲜度快速检测的装置，其特征在于所述的CCD芯片为Sony ILX554B的线阵CCD芯片。