[发明专利]基于激光技术的蜂蜜品质检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及蜂蜜品质检测技术领域，特别涉及一种基于激光技术的蜂蜜品质检测方法。

背景技术

蜂蜜是蜜蜂将采集的植物花蜜或植物细胞渗出的蜜露，或昆虫排泄的甘露混以蜂蜜唾液腺的分泌物，经充分酿制而储藏在蜂巢里的甜味物质。蜂产品的营养和药用价值都极高，在欧洲的很多国家已被列为动物源天然保健食品。

但是，近年来，在利益的驱动下，有些个体户及厂家将掺假蜂蜜以天然蜂蜜的形式投放市场的现象在我国很多地区都日趋严重。因此，制定完善的蜂蜜质量标准，研究快速高效的蜂蜜品质检测技术和方法具有重要的意义，它能保证产品质量、打击假冒伪劣产品。传统蜂蜜品质的检测方法都有费时、费力，且检测成本较高等缺点。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何提高蜂蜜品质的检测方法的检测效率，并降低检测复杂度及成本。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于激光技术的蜂蜜品质检测方法，包括以下步骤：

S1：采集待测蜂蜜的近红外光谱，并对所述近红外光谱进行预处理，运用遗传算法对经预处理后的近红外光谱进行分析，筛选出所述待测蜂蜜的特征波长；

S2：根据所述特征波长确定激光器的工作波长，用所述激光器照射所述待测蜂蜜，通过摄像头采集到相应的光斑图像；

S3：对所述光斑图像进行处理，并提取所述光斑图像的图像特征参数；

S4：利用所述图像特征参数与所述待测蜂蜜的品质参数之间的关系建立进行计算，以获得所述待测蜂蜜的品质参数。

优选地，步骤S1之前还包括步骤：

S0：对待测蜂蜜进行水浴加热，再冷却至室温，以获得匀质流体状态的待测蜂蜜。

优选地，所述图像特征参数包括光强均值、光斑像素强度频率和光晕像素强度频率中的至少一个。

优选地，所述品质参数为所述待测蜂蜜中水和可溶性固形物的含量。

优选地，所述近红外光谱的波长范围为600～1100nm。

优选地，步骤S1中对所述近红外光谱进行预处理时，所述预处理包括背景去除、校正、去噪声和选择特征数据点中的至少一种。

优选地，所述背景去除通过求导变换实现，所述校正通过附加散射校正和/或正交信号校正实现，所述去噪声通过平滑和/或小波去噪实现，所述选择特征数据点通过遗传算法实现。

优选地，步骤S3中对所述光斑图像进行处理时，所述处理包括灰度转换、背景分割、噪声去除和边缘检测中的至少一种。

优选地，所述灰度转换通过加权平均值法实现，所述背景分割通过阈值分割算法或区域分割算法实现，所述噪声去除通过中值滤波、均值滤波和线性滤波中至少一种方法实现，所述边缘检测通过小波变换、傅里叶变换、边缘算子法、曲线拟合法、模板匹配法和门限化法中至少一种方法实现。

优选地，步骤S4中的所述图像特征参数与所述待测蜂蜜的品质参数之间的关系是通过对若干样品进行建立数学模型所确定。

(三)有益效果

本发明的优点如下：1、识别检测费用便宜；采用激光漫反射光谱图像技术检测蜂蜜品质，其仪器购置费用远远低于传统的近红外光谱技术中所需仪器，同时在建立模型后，检测蜂蜜品质的耗材费用基本可以忽略；2、样品前处理简单；对于市场执法部门，对于市场上的成品蜂蜜，流动性好的可直接测定，流动性较差或已结晶的，经过水浴加热后即可测定；3、蜂蜜主要成分的同时检测；本发明可以同时检测待测蜂蜜中的含水量和可溶性固形物含量；4、快速无损；对待测蜂蜜激光图像的采集时间非常短，直接使用激光器照射待测蜂蜜，然后接收到其形成的激光光斑图像即可进行分析；在模型建立以后，利用普通台式计算机的模型计算时间基本可以忽略；5、便携和用于现场检查；由于激光漫反射光谱图像技术中待测蜂蜜的前处理非常简单，同时检测方便，检测速度快，因此可以直接让执法人员随身携带；6、便于实现在线检测；由于现有技术中最常用的近红外光谱技术对于复杂有机成分的分辨能力弱，且不易实现在线检测，会受到光纤附件的影响，并且主要根据官能团的吸收来检测组份的含量，其分析指标是一维光谱，而激光漫反射光谱图像技术则能有效地利用光量子在介质的传播过程中发生衰减的程度来分析样品的内部品质，因此，使用激光漫反射光谱图像技术对复杂物质进行检测时，可以通过光对不同组分的衰减程度不同，来区分含有相同官能团的不同化学组份，相比起使用近红外光谱技术，避免了其对复杂体系分析力度的不足，并且便于实现在线检测。