CN216560254U - 一种生产加工食品安全检测装置及其安全检测系统 - Google Patents

Abstract

一种生产加工食品安全检测装置及其安全检测系统，包括食品用料前期检测部分和食品制备成成品或半成品检测部分；食品用料前期检测部分包括气体采集与传输模块、数据采集模块、传感器阵列模块等；气体采集与传输模块采集气体将气体通过管道传输至传感器阵列模块，控制处理存储模块进行数据处理；数据采集模块对传感器的电信号进行处理后的数据上传到上位机；食品制备成成品或半成品检测部分包括检测柜、传送带以及安装在检测柜内部安装摄像机、运动控制模块；传送带自动停止，摄像机通过运动控制模块沿着检测路径对放置在传送带上的成品并将扫描获得的数据进行处理后上传到上位机，当检测完毕后传送带运行将下一检测物送入检测柜中。

Description

一种生产加工食品安全检测装置及其安全检测系统

技术领域

本实用新型涉及一种生产加工安全检测装置及其系统，尤其是涉及一种生产加工食品安全检测装置及其安全检测系统。

背景技术

随着我国经济的不断进步，国民对食品的需求越来越多，各种食品加工业也不断发展，但是，伴随着需求的增加，对质量上的要求也越来越高，各种食品半成品和成品通过色泽、表面检测的方式进行筛选，传统的食品检测是使用人工目测食品的色泽等属性进行判断，检测的效率和质量精度都不高，满足不了日益增长的市场的需要，利用机器视觉检测对食品加工业进行检测，可以实现检测的高效，高精，不仅可以满足数量上增长，并且可以保证食品的生产质量。

现有技术，如中国专利，申请号：CN2019213061459，公告号：CN210701255U，公开一种食品自动化生产的在线检测装置，包括左传送带(1)和设置在其右侧上方的检测组件，其特征在于：所述左传送带(1)左侧前部设置有比对控制器(2)，左传送带(1)右端倾斜向下设置有两组下料架(3)，两组下料架(3)之间通过转轴转动连接有若干组辊轮(4)，两组下料架(3)右侧设置有分拣室(5)，分拣室(5)左侧与最右侧辊轮(4)右侧之间设置有压力传感器，分拣室(5)下侧设置有右传送带(6)，分拣室(5)中部上侧内壁焊接有挡板(7)，挡板(7)底侧不与右传送带(6)上侧接触，最右侧所述辊轮(4)右侧下方设置有伺服抱闸电机(8)，伺服抱闸电机(8)上侧输出轴键连接有直角梯形分隔件(9)，直角梯形分隔件(9)的斜边不与辊轮(4)圆周侧壁接触。申请号：CN2018215721393，公告号：CN209014466U，公开一种用于食品生产线的在线质量检测装置及食品生产线，包括遮光罩、安装在遮光罩内的近红外光谱传感器、光谱仪、中央控制器和输出设备；所述遮光罩包括安装在食品生产线的机架上的第一侧板和第二侧板以及安装在两侧板顶部的顶板，用于传送食品的传送带从所述第一侧板和第二侧板之间穿过；近红外光谱传感器对经过遮光罩的食品发射近红外光线，并采集经食品反射或透射出的近红外光线，传送至光谱仪以生成光谱数据；所述中央控制器根据光谱数据生成质量检测结果，通过输出设备输出。申请号：CN2017215061492，公告号：CN208239634U，公开一种食品在线检测装置，包括检测装置本体，所述检测装置本体的底部设有固定底座，所述固定底座的上表面设有两个对称设置的支柱，所述支柱的顶端设有水平放置的支架，所述支架的两端设有对称设置的转轴，所述支架与所述转轴之间传动连接，所述转轴上设有转棍，两根所述转棍之间通过传送带传送连接，所述传送带上设有食品传送件，所述传送带的前后端横跨设有检测支架，所述检测支架沿传送方向的两端均为敞口设计，所述检测支架的内顶部设有固定杆，所述固定杆通过紧固件固定于所述检测支架的内壁，所述固定杆上设有水平排列的若干微波加热器，所述检测支架的顶部设有热成像处理装置和支撑杆，其中所述热成像处理装置位于所述支撑杆的右侧，所述支撑杆固定于所述检测支架敞口端端口处，所述支撑杆连接有与所述传送带相对应的红外成像仪，所述检测装置本体的右侧设有加料系统和槽机系统，所述加料系统的下方连接所述槽机系统，所述槽机系统的底端连接有出料管，所述出料管的出料口与所述传送带相对应，所述加料系统包括料斗和料斗盖，所述料斗盖位于所述料斗的加料口处，所述料斗的出料口出设有料位检测光电开关，所述槽机系统包括壳体、槽轮、拨杆和驱动电机，所述槽轮位于所述壳体的内部，所述槽轮包括上下和前后端面设置的弧形凹槽，相邻两个所述弧形凹槽之间设有条形卡槽，所述条形卡槽与所述拨杆相连接，所述拨杆穿过所述壳体的右侧面连接有所述驱动电机，所述料斗的出料口与所述弧形凹槽相对应，所述驱动电机通过垂直的连接杆固定在操作台上，所述操作台的上端设有控制器和报警器，所述控制器位于所述连接杆和所述报警器之间，其中所述料位检测光电开关、所述驱动电机、所述热成像处理装置、所述红外成像仪和所述报警器均与所述控制器相连接，所述固定底座的左端设有电机，所述电机的电机轴通过皮带与一所述转轴相连接。

然而，上述现有技术仅仅检测食品加工过程中已经成为成品或半成品的阶段的产品质量，而忽略了食品用料初期对用料质量的检测，如果食品前期质量不合格没有检测出来，当将其做成成品或半成品后再检测出来或漏检，从而造成生产浪费，同时由于没有将不合格用料在生产初期将其检测出来，进而达不到食品产业链过程中食品的生产质量要求，增加了生产成本。

实用新型内容

为了解决现技术中的不足，本实用新型公开一种生产加工食品安全检测装置，其技术方案如下：

一种生产加工食品安全检测装置，包括食品用料前期检测部分和食品制备成成品或半成品检测部分；其特征为：所述食品用料前期检测部分包括气体采集与传输模块、控制处理存储模块、数据采集模块、传感器阵列模块；其中，所述气体采集与传输模块采集零气和样品气体，并将气体通过管道传输至传感器阵列模块，控制处理存储模块进行数据处理存储和控制处理；所述数据采集模块与传感器阵列模块连接，并对传感器采集的电信号进行放大、滤波和AD转换后，将处理后的电信号上传到上位机；所述食品制备成成品或半成品检测部分包括检测柜、传送带以及安装在检测柜内部安装摄像机、运动控制模块；所述摄像机通过运动控制模块沿着检测路径对放置在传送带上的成品或半成品进行扫描，并将扫描获得的数据进行处理后上传到上位机。

优选为：所述气体采集与传输模块结构包括2个两位两通电磁阀、微型气泵、气体流量计、气体采样室、单向阀、样品气体生成室；电磁阀一、电磁阀二输出端与微型气泵连接；所述微型气泵输出端通过气体流量计与气体采样室连接；所述气体采样室中设置多个气体采样室用来安放各个气体传感器，并给气体提供流道使气体与传感器接触并发生反应，进而引起传感器的阻值发生变化；所述气体采样室输出端通过单向阀连接将气体排出。

优选为：所述微型气泵型号为FKY8006，主要作用是将样品气或者标准空气吸入气体采样室，分别进行采样与清洗，所述微型气泵的平均流量为3.5L/min。

优选为：所述气体采样室由上壳体、中心体、下壳体组成；下壳体和上壳体上分别有进气口和出气口，进气口与流量计通过橡胶管连接，出气口通过单向阀直接通向空气中，以防未净化的空气回流进入气体采样室；中心体被平均分成了多个气体通道使每一个传感器都是一个独立的气室。

优选为：该气体采样室的容积为0.059L，采用的材料是聚四氟乙烯。

优选为：所述气体反应室内包括10个气体传感器，用于与样品气体发生化学反应，得到样品气体的参数信息，通过模数转换将不同品质样品气味转化为电信号，并采集数据。

优选为：所述摄像机在运动模块的控制下沿直线轨迹进行扫描，同时将扫描数据送到计算机中，计算机对扫描数据进行处理，并进行判断，当发现被检测物有异常的时候，会发出信号。

优选为：所述摄像机安装在由伺服电机控制的运动模块上，实现单轴运动轨迹的扫描，而伺服电机的控制由安装在计算机上的运动控制卡来完成，运动控制卡是在计算机ISA总线或PCI总线的步进电机或数字式伺服电机的上位控制单元，接收计算机传来的控制信号，完成运动装置的运动控制。

优选为：所述运动控制卡选用具有梯形及S形升降速曲线，最高输出频率可达2.4MHz，带有编码器反馈端口，型号为MPC02运动控制卡。

本实用新型还公开一种生产加工食品安全检测系统，其特征为：所述检测系统包括上述的生产加工食品安全检测装置。

有益效果

在制造产品的原料阶段和制成产品或半成品阶段双重检测其是否符合食品安全标准，进一步保证生产出的产品或半成品符合食品安全法的相关要求，保障了使用者的食品安全。

附图说明

图1为本实用新型生产加工食品安全检测装置食品用料前期检测部分硬件结构示意图；

图2为本实用新型生产加工食品安全检测装置食品制备成成品或半成品检测部分检测结构示意图；

图3为本实用新型生产加工食品安全检测装置食品制备成成品或半成品检测部分摄像机运行路径示意图；

图4为本实用新型生产加工食品安全检测装置食品制备成成品或半成品检测部分检测结构中运动控制卡MPC02卡和电机电气连接图示意图；

图5为本实用新型整体结构示意图。

其中：1摄像机镜头区域；2摄像机运行路径；3传送带；4摄像机；5被检测物。

具体实施方式

参见图1，5所示。一种生产加工食品安全检测装置，包括食品用料前期检测部分和食品制备成成品或半成品检测部分；其特征为：所述食品用料前期检测部分包括气体采集与传输模块、控制处理存储模块、数据采集模块、传感器阵列模块；其中，所述气体采集与传输模块主要是采集零气和样品气体，并将气体通过管道传输至传感器阵列模块，控制处理存储模块进行数据处理存储和控制处理；所述数据采集模块对传感器的电信号进行采集、放大、滤波和AD转换。气体采集与传输模块结构包括2个两位两通电磁阀、微型气泵、气体流量计、气体采样室、单向阀、样品气体生成室。工作时，气路部分先清洗传感器气室，电磁阀1打开，电磁阀2关闭，通道切换至经由活性炭瓶过滤后的纯净空气通道，纯净空气在微型气泵的作用下被吸至气体采样室清洗传感器直到达到设定的清洗时间，以避免残余气体对下一次采样过程的影响，使用净化后的纯净气体也减少了外界空气对进气装置的干扰。随后电磁阀1关闭，电磁阀2打开，切换至样品通道，样品生成室主要是产生样品气体，以便装置对气体进行检测。样品气体在纯净空气补充气的携带下被吸至传感器室，此时传感器阵列吸附一定量的样品气体导致其电导率值等发生变化，该变化的信号被采集单元捕获并传送给控制器进行数据处理与模式识别。其中微型气泵型号为FKY8006，主要作用是将样品气或者标准空气吸入气体采样室，分别进行采样与清洗，该泵的平均流量为3.5L/min，完全可以将气体吸至气体采样室。气体采样室用来安放各个气体传感器，并给气体提供流道使气体与传感器接触并发生反应，进而引起传感器的阻值发生变化，以显示当前气体的指纹图谱信息。流量计既用来监测当前的流量状态，也用来调节进气装置的流量；其中传感器室由上壳体、中心体、下壳体组成。下壳体和上壳体上分别有进气口和出气口，进气口与流量计通过内径为4mm，外径为8mm的橡胶管连接，出气口通过单向阀直接通向空气中，以防未净化的空气回流进入气体采样室，影响气体传感器的检测精度，此单向阀的开启压力是0.005MPa，可以满足要求。中心体被平均分成了10个气体通道使每一个传感器都是一个独立的气室，当气体从进气口进入时，会沿着分好的气体通道分别与位于上壳体周侧的10个金属氧化物半导体传感器发生反应，这样保证了各传感器对样本气体实施检测的同步性和均匀性，同时，也保证了样本气体与传感器充分接触，减小响应和恢复时间。该气体采样室的容积仅为0.059L，有效减小了容积，且该气体采样室采用的材料是聚四氟乙烯，具有耐高温、抗腐蚀、不易粘接、密封性良好等特点，适合用来制造气体采样室。该检测装置控制系统以单片机微处理器为核心，通过控制继电器的高低电平触发，进而控制电磁阀的通断实现不同功能气路切换，控制微型气泵的通断实现气路的通断，部署在气体采样室的传感器阵列通过感知气体浓度的变化，并通过信号预处理电路进行放大、滤波后送至ARPI600数据采集模块进行AD转换并将采集到的数字信号发送给单片机微处理器。在气体检测过程中，气路装置中的温湿度变化通过置于装置中的温湿度传感器进行在线监测，并将结果传送给单片机微处理器，检测的所有的数据均保存在SD卡中。

食品用料前期检测部分主要包括气体采集和气路传输部分，硬件单元测控部分以及单片机微处理器为核心的控制显示部分。其中气体采集和气路传输部分的核心部分是气体反应室，该气体反应室主要用于传感器与样品气体发生反应，实现气体的进入与排出。硬件单元测控部分的关键部件为位于气体反应室的10个气体传感器，用于与样品气体发生化学反应，得到样品气体的参数信息，通过模数转换(本新型采用型号为ARPI600A/D转换芯片)将不同品质样品气味转化为电信号，并采集数据。控制显示部分主要实现数据实时采集、处理和存储。

参见图2-4所示，食品制备成成品或半成品检测部分包括检测柜、传送带，所述检测柜内部安装摄像机，待检测的食品由传送带传送，当进入到检测柜里的时候，传送带自动停止，摄像机将沿着检测路径进行扫面，经过扫描得到的数据进入计算机进行处理，当前被检测物检测完毕后，传送带运行将下一检测物送入检测柜中。检测时，摄像机将食品拍成图片，然后对图片进行处理和运算，通过食品表面的颜色等信息进行筛选，但是由于摄像机的检测区域有限，要保证食品全部被扫描，所以摄像机经电机控制沿着图3的轨迹进行运动，保证整个被检测物被扫描到；当传送带停下后，摄像机在运动模块的控制下沿直线轨迹进行扫描，同时将扫描数据送到计算机中，计算机通过图像算法对图片进行处理，提取出公知的食品信息，并进行判断，当发现被检测食品有异常的时候，会发出信号，并对有问题的食品进行处理，摄像机扫描一遍后，传送带继续运动，摄像机沿原轨迹回到原点，进行下一次扫描。整个装置由摄像机、运动模块、伺服电机、运动控制卡和计算机构成。摄像机安装在由伺服电机控制的运动模块上，实现单轴运动轨迹的扫描，而伺服电机的控制由安装在计算机上的运动控制卡来完成，运动控制卡是在计算机ISA总线或PCI总线的步进电机或数字式伺服电机的上位控制单元，接收计算机传来的控制信号，完成运动装置的运动控制。计算机完成运动控制命令的发送、人机界面等功能，运动控制卡则接收计算机的命令并发送对伺服电机的控制脉冲信号和方向信号等，伺服电机则控制运动模块带动摄像机进行轨迹扫描。考虑到可靠性和稳定性，运动控制卡选用了MPC02，MPC02采用先进的专用控制芯片，具有梯形及S形升降速曲线，最高输出频率可达2.4MHz，带有编码器反馈端口，采用MPC02卡来实现对伺服电机系统的控制。

本实用新型生产加工食品安全检测装置通过设置食品用料前期检测部分和食品制备成成品或半成品检测部分对食品从开始原材料使用到完成成品或半成品加工全链条检测保障了食品加工后的成品或半成品符合食品安全法要求，增加了食品合格率，保证使用者的食品安全。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种生产加工食品安全检测装置，包括食品用料前期检测部分和食品制备成成品或半成品检测部分；其特征为：所述食品用料前期检测部分包括气体采集与传输模块、控制处理存储模块、数据采集模块、传感器阵列模块；其中，所述气体采集与传输模块采集零气和样品气体，并将气体通过管道传输至传感器阵列模块，控制处理存储模块进行数据处理存储和控制处理；所述数据采集模块与传感器阵列模块连接，并对传感器采集的电信号进行放大、滤波和AD转换后，将处理后的电信号上传到上位机；所述食品制备成成品或半成品检测部分包括检测柜、传送带以及安装在检测柜内部安装摄像机、运动控制模块；所述摄像机通过运动控制模块沿着检测路径对放置在传送带上的成品或半成品进行扫描，并将扫描获得的数据进行处理后上传到上位机。

2.根据权利要求1所述的生产加工食品安全检测装置，其特征为：所述气体采集与传输模块结构包括2个两位两通电磁阀、微型气泵、气体流量计、气体采样室、单向阀、样品气体生成室；电磁阀一、电磁阀二输出端与微型气泵连接；所述微型气泵输出端通过气体流量计与气体采样室连接；所述气体采样室中设置多个气体采样室用来安放各个气体传感器，并给气体提供流道使气体与传感器接触并发生反应，进而引起传感器的阻值发生变化；所述气体采样室输出端通过单向阀连接将气体排出。

3.根据权利要求2所述的生产加工食品安全检测装置，其特征为：所述微型气泵的型号为FKY8006，主要作用是将样品气或者标准空气吸入气体采样室，分别进行采样与清洗，所述微型气泵的平均流量为3.5L/min。

4.根据权利要求2所述的生产加工食品安全检测装置，其特征为：所述气体采样室由上壳体、中心体、下壳体组成；下壳体和上壳体上分别有进气口和出气口，进气口与流量计通过橡胶管连接，出气口通过单向阀直接通向空气中，以防未净化的空气回流进入气体采样室；中心体被平均分成了多个气体通道使每一个传感器都是一个独立的气室。

5.根据权利要求4所述的生产加工食品安全检测装置，其特征为：该气体采样室的容积为0.059L，采用的材料是聚四氟乙烯。

6.根据权利要求4所述的生产加工食品安全检测装置，其特征为：所述气体采样室内包括10个气体传感器，用于与样品气体发生化学反应，得到样品气体的参数信息，通过模数转换将不同品质样品气味转化为电信号，并采集数据。

7.根据权利要求1所述的生产加工食品安全检测装置，其特征为：所述摄像机在运动模块的控制下沿直线轨迹进行扫描，同时将扫描数据送到计算机中，计算机对扫描数据进行处理，并进行判断，当发现被检测物有异常的时候，会发出信号。

8.根据权利要求1所述的生产加工食品安全检测装置，其特征为：所述摄像机安装在由伺服电机控制的运动模块上，实现单轴运动轨迹的扫描，伺服电机的控制由安装在计算机上的运动控制卡来完成，运动控制卡是在计算机ISA总线或PCI总线的步进电机或数字式伺服电机的上位控制单元，接收计算机传来的控制信号，完成运动装置的运动控制。

9.根据权利要求8所述的生产加工食品安全检测装置，其特征为：所述运动控制卡选用具有梯形及S形升降速曲线，最高输出频率可达2.4MHz，带有编码器反馈端口，型号为MPC02运动控制卡。

10.一种生产加工食品安全检测系统，其特征为：所述检测系统包括权利要求1-9任一所述的生产加工食品安全检测装置。

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