[实用新型]多光谱在线快速无损检测羊肉品质的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及肉制品检测技术领域，特别是涉及一种基于光谱成像检测羊肉表面粪便污染、细菌污染、新鲜度及嫩度等指标的多光谱在线快速无损检测羊肉品质的装置。

背景技术

我国近年来羊肉消费量增长迅速，羊肉品质安全问题也越来越受关注，羊肉新鲜度、嫩度及表面粪便细菌污染等是影响羊肉品质安全的重要指标。

基于当前我国肉品领域缺乏快速有效的检测手段及频现的安全问题，光谱成像技术越来越多的受到人们的关注，成为农产品无损检测领域的高新技术和重要研究方向，在农产品品质安全检测中的应用越来越广泛。常用的高光谱成像技术把传统的二维成像技术和光谱技术有机地结合在一起而形成，融合了可见光及近红外等波长区域多元信息，可对样品的外部品质和内部品质进行同步识别。由于高光谱成像技术信息采集过程中所获取的信息量大，扫描速度慢，信息处理时间长，不适合在线检测应用。而多光谱成像技术利用高光谱提取出的特征波长，即剔除大量冗余信息后再进行后续光谱图像信息处理，可一次性获取与品质特性紧密相关的特征波长下的图像信息，大幅提升系统检测分析速度，满足了在线检测要求。例如利用多光谱成像技术检测苹果的硬度，利用多高光谱成像技术评估牛肉大理石花纹，从而对牛肉的品质进行分级。但是，目前在国内鲜肉检测领域，多光谱成像技术多应用于鲜肉单一指标的快速检测，很少应用在快速无损综合检测鲜肉表面粪便污染、细菌污染、新鲜度及嫩度等指标的鲜肉分割现场，也没有相应的基于光谱成像的多光谱在线快速无损检测鲜肉品质的装置。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的缺陷，提供一种基于光谱成像检测羊肉表面粪便污染、细菌污染、新鲜度及嫩度等综合指标的多光谱在线快速无损检测羊肉品质的装置。

为实现上述实用新型目的所采取的技术方案为：

一种多光谱在线快速无损检测羊肉品质的装置，其特征在于该装置包括安装在输送链板上方的光照箱和位于输送链板一侧的单片机与控制机，所述的光照箱顶部正中安装有多光谱相机，顶部四个角安装卤素灯，所述多光谱相机与控制机连接，两侧安装有紫外光源，所述的输送链板上固定有挡板，两边固定有传感器，所述的紫外光源、卤素灯、传感器和控制机由单片机连接控制。

上述传感器由发光二极管和接收三极管组成。

上述挡板高度为1cm。

本实用新型的多光谱在线快速无损检测羊肉品质的装置，利用机器视觉技术和光谱分析技术，对获得图像信息和光谱信息，利用数据融合技术，借助分析软件，将羊肉的外部和内部品质信息进行融合处理，获得羊肉脂肪纹理分布、颜色及外部形态等与肉嫩度、新鲜度相关的特征量和表面粪便及微生物污染相关的结果，实现了羊肉综合安全品质指标的在线快速无损检测，该装置检测速度快、准确率高，为各类鲜羊肉的非接触式快速检测提供了高效率、高精度和高可靠性的解决方案，可用于羊肉的加工过程质量控制、成品质量检测等。 

附图说明

图1为本实用新型多光谱在线快速无损检测羊肉品质的装置的结构示意简图。

具体实施方式

本实用新型的多光谱在线快速无损检测羊肉品质的装置，包括安装在输送链板7上方的光照箱6和位于输送链板7一侧的单片机9与控制机8。光照箱6顶部正中安装有光谱相机2，顶部四个角安装卤素灯4，两侧安装有紫外光源3。上述多光谱相机2与控制机8连接。输送链板7为不锈钢或食品级橡胶带，输送链板7上固定有1cm高的挡板1，冷鲜肉放置于两挡板1之间，输送链板7固定于不锈钢链条或热塑链，其传动方式为链传动，可使冷鲜分割肉图像采集与分级执行机构间形成固定位置关系，便于后续分级执行。输送链板7两边固定有传感器5。紫外光源3、卤素灯4、传感器5和控制机8由单片机9连接控制。

切整好的冷鲜分割肉由人工放置在输送链板7的挡板1之间，随输送链板7进入光照箱6下方的多光谱图像采集区。传感器5由发光二极管和接收三极管组成，固定于输送链板7两侧，发光三极管正常为导通状态，当输送链板7上有冷鲜肉通过时，发光二级管光被挡住，三极管截止，高电平变低电平时触发光照箱6顶部的多光谱相机2进行图像采集，图像采集同时触发紫外光源3、卤素灯4依次点亮，触发信号由单片机9控制。多光谱相机的波段范围为380nm-900nm，可同时采集8个特征波长下的图像信息，特征波长由高光谱成像在前期试验中确定；多光谱相机2两侧安装的两个条形紫外光源3，波长范围为200-400nm，可对肉表面粪便微生物污染等进行激发产生荧光，光箱6顶部四个角安装的4个大功率卤素灯4，波长范围为400nm-1700nm，紫外光源3及卤素灯4的点亮由单片机9和传感器5信号控制，紫外光源3和卤素灯4依次点亮，光源点亮时，多光谱相机2采集拍照，分别采集得到荧光光源激发状态下8个不同波长下的可见荧光图像及卤素灯4照射下8个不同波长下的漫反射图像，输入单片机9，有相关软件对图像运用增强锐化、掩膜、滤波、腐蚀膨胀、连通度分析及波段比、图相差等算法处理，进行特征识别融合分析，荧光光源下图像可得到与羊肉表面粪便及微生物污染相关的结果；卤素灯光源下的漫反射图像可得到羊肉脂肪纹理分布、颜色及外部形态等与肉嫩度、新鲜度相关的特征量，与程序算法预设定值比较后输出结果，得到相应的等级标准，从而可准确识别羊肉新鲜度、嫩度及表面粪便细菌污染等综合安全品质信息。