一種具有黃曲霉素檢測(cè)功能的農(nóng)產(chǎn)品智能分選機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種食品加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種具有黃曲霉素檢測(cè)功能的農(nóng)產(chǎn)品智能分選機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]黃曲霉素是一種具有強(qiáng)烈致癌作用的化學(xué)物質(zhì)，易在糧食作物上生長，其中玉米、農(nóng)產(chǎn)品、辣椒及其制品的黃曲霉素含量最高且極易感染，各國在黃曲霉素含量上都進(jìn)行了嚴(yán)格的限制。然而，由于在種植存儲(chǔ)過程中導(dǎo)致的黃曲霉素污染，嚴(yán)重影響了我國農(nóng)產(chǎn)品及其制品的正常出口，造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失。
[0003]現(xiàn)有的農(nóng)產(chǎn)品色選機(jī)采用普通光源照射，根據(jù)農(nóng)產(chǎn)品表面光學(xué)特性的差異，將其中的霉變、破損及異色顆粒自動(dòng)分揀出來。但對(duì)于部分黃曲霉素污染的農(nóng)產(chǎn)品，很難通過表面光信號(hào)實(shí)現(xiàn)分選。
[0004]針對(duì)農(nóng)產(chǎn)品黃曲霉素的檢測(cè)及分選，中國發(fā)明專利CN 103234945 A公開了一種黃曲霉素檢測(cè)及分選裝置，采用滑槽裝置將農(nóng)產(chǎn)品籽粒輸送至黃曲霉素檢測(cè)裝置，用紫外線光源照射農(nóng)產(chǎn)品表面，受到紫外線激發(fā)的黃曲霉素產(chǎn)生黃綠色熒光，通過兩側(cè)的分光棱鏡將物料的熒光分成R、G、B三路，并由TDI CCD圖像傳感器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，合并成彩色圖像。通過分析彩色圖像的R、G、B值判斷農(nóng)產(chǎn)品黃曲霉素感染情況。然而RGB三色形成的一副彩色圖像分析的精度較低，且滑槽式輸送裝置在輸送過程中，物料輸送不穩(wěn)定，易產(chǎn)生跳動(dòng)，造成圖像采集不清晰以及原料的浪費(fèi)。
[0005]美國發(fā)明專利US 20120061586A1公開了另一種黃曲霉素檢測(cè)方法和裝置，采用旋轉(zhuǎn)的輸送帶將待測(cè)玉米粒送入檢測(cè)室，利用中心波長為365nm的紫外線照射帶有黃曲霉素的玉米，其產(chǎn)生的綠黃色熒光通過液晶可調(diào)諧濾波器和光譜成像相機(jī)，將波長在451nm到500nm波段的熒光進(jìn)行光譜成像，對(duì)該波段的熒光峰值和熒光峰值位移進(jìn)行分析，當(dāng)黃曲霉素污染程度增高時(shí)，熒光峰值降低，波長變長。然而，液晶可調(diào)濾波器價(jià)格太高，導(dǎo)致該裝置的成本昂貴，在廣大的農(nóng)戶和小型作坊間難以得到推廣運(yùn)用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于克服一種現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種識(shí)別率高、成本低且效率高的具有黃曲霉素檢測(cè)功能的農(nóng)產(chǎn)品智能分選機(jī)。
[0007]本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題的:一種具有黃曲霉素檢測(cè)功能的農(nóng)產(chǎn)品智能分選機(jī)，其特征在于，該裝置包括有分選檢測(cè)單元和履帶式輸送機(jī)構(gòu)，所述的分選檢測(cè)室箱體中安裝有紫外光源、特定波長的濾波片組和線陣相機(jī)，所述分選檢測(cè)裝置安裝在履帶式輸送機(jī)構(gòu)末端，履帶式輸送機(jī)構(gòu)上端安裝有進(jìn)料機(jī)構(gòu)，分選檢測(cè)室通道出口處安裝有噴氣閥，該噴氣閥下方安裝有物料收集箱。
[0008]所述的分選檢測(cè)單元是一個(gè)封閉的檢測(cè)室箱體，該箱體中部開設(shè)有供被測(cè)物料通過的通道，該通道兩側(cè)分別安裝兩套檢測(cè)裝置，每套檢測(cè)裝置包括光源系統(tǒng)、濾波系統(tǒng)、鏡面成像系統(tǒng)和成像處理系統(tǒng)。
[0009]所述的光源系統(tǒng)由一排中心波長為365nm的LED紫外燈和一排全波段高亮LED燈珠組成，作為一種可選方案，LED紫外燈珠美國陸陽LUY0R-3404臺(tái)式紫外線燈所用燈珠，高亮LED燈珠可選擇美國CREE大功率LED燈珠。
[0010]所述的濾波系統(tǒng)是由三段濾波片組成。第一節(jié)和第三節(jié)裝有兩個(gè)特定波長的濾波片，第二節(jié)安裝有全透式濾波片，根據(jù)不同的檢測(cè)物料所選擇的兩個(gè)波長不同，對(duì)于辣椒是400nm和420nm，對(duì)于玉米是437nm和537nm，對(duì)于花生是420nm和450nm。
[0011]所述的鏡面成像系統(tǒng)包括兩片安裝在物料背面的全反射鏡組成，物料在全波段LED的照明下通過全透式濾波片成普通可見圖像，物料的背面在紫外LED燈珠照射下通過兩個(gè)反射鏡反射，并通過兩個(gè)不同波長的定制濾波片成兩幅紫外熒光圖像。
[0012]所述的成像處理系統(tǒng)是由線陣相機(jī)和計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)組成，三幅圖像經(jīng)線陣相機(jī)拍攝進(jìn)入計(jì)算機(jī)處理，計(jì)算機(jī)根據(jù)設(shè)計(jì)好的處理算法判斷出物料的等級(jí)及其黃曲霉素污染程度，并將信號(hào)發(fā)給控制氣槍的電磁閥，一種可供選擇的紫外相機(jī)為加拿大DALSA線陣相機(jī)。
[0013]所述的普通可見圖像通過計(jì)算機(jī)采集后，對(duì)其RGB圖像進(jìn)行處理，根據(jù)物料顏色深淺可將非常規(guī)暗色的籽粒進(jìn)行去除。
[0014]所述的判斷黃曲霉素處理算法分成兩步，第一步是對(duì)模型進(jìn)行訓(xùn)練，首先采集各種三種不同污染程度的物料籽粒組成訓(xùn)練集，根據(jù)污染程度分為未污染0-20ppb、輕度污染20-100ppb、重度污染大于lOOppb，計(jì)算每個(gè)像素點(diǎn)的兩個(gè)波長歸一化熒光指數(shù)NDFI=(bl-b2) /(bl+b2)，其中bl和b2分別為兩個(gè)特定波長的反射率，然后通過支持向量機(jī)進(jìn)行分類訓(xùn)練；第二部，訓(xùn)練好模型后即可通過計(jì)算待檢測(cè)物料的熒光指數(shù)對(duì)物料的黃曲霉素污染程度進(jìn)行分選。
[0015]所述的兩個(gè)波長，采用高光譜成像的方式優(yōu)選確定，確定的方式如下，首先采集不同污染程度的農(nóng)產(chǎn)品籽粒，然后采集其高光譜圖像，進(jìn)行特征提取與優(yōu)化，選擇多個(gè)候選的兩個(gè)波長，然后根據(jù)高效液相色譜法生化檢測(cè)分成三類的結(jié)果，訓(xùn)練模型并確定最佳的雙波長系統(tǒng)，即為針對(duì)該農(nóng)產(chǎn)品籽粒分選時(shí)所用的兩個(gè)波長。
[0016]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下顯著特點(diǎn)及積極效果:1、采用履帶式輸送裝置將物料平穩(wěn)的送入分選檢測(cè)室，采用雙光源、雙波長濾波片系統(tǒng)，通過線陣CCD相機(jī)有效采集農(nóng)產(chǎn)品兩個(gè)表面4幅特定波長的圖像和2幅全波長圖像采集的信息更為全面；2、具有黃曲霉素檢測(cè)功能的農(nóng)產(chǎn)品智能分選機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)在線自動(dòng)檢測(cè)黃曲霉素污染程度，通過計(jì)算熒光指數(shù)、熒光峰值和熒光峰值位移等信息，基于支持向量機(jī)算法，判斷物料黃曲霉素污染程度，黃曲霉素?zé)晒馓崛》椒梢詫?shí)現(xiàn)對(duì)于88%的提取，剔除黃曲霉素污染農(nóng)產(chǎn)品，有效改進(jìn)了傳統(tǒng)設(shè)備造價(jià)高、精度低的缺點(diǎn)，有效降低了黃曲霉素檢測(cè)裝置成本，有效提高了分選精度。
[0017]本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品加工領(lǐng)域，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和廣泛的應(yīng)用前景，通過高光譜成像系統(tǒng)篩選針對(duì)不同作物的雙波長濾波片，可有效應(yīng)用與其他作物的黃曲霉素檢測(cè)中。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型具有黃曲霉素檢測(cè)功能的農(nóng)產(chǎn)品智能分選機(jī)安裝圖。
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