[发明专利]一种生鲜肉品质参数多点同时检测的系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于检测领域，具体涉及一种利用光谱学手段检测生鲜肉品质的系统和方法。

背景技术

随着经济快速发展，人民生活水平提高，市场上对猪牛羊等生鲜肉的需求量不断增加，消费者对生鲜肉的品质更加关注。体现生鲜肉品质的参数包括肉的颜色、pH值、嫩度、多汁性、水分和脂肪的含量、蛋白质和热量等。九十年代,有学者(M ITSUMOTO M J et.al,Near infrared spectroscopy determination of physical and chemical characteristics in beef cuts[J].Journal of Food Science,1991,56(6):149321496.)报道了利用近红外光谱分析牛肉分割肉的物理和化学特性,以及应用近红外反射模式分析牛肉肌内脂肪含量的研究。近红外光谱技术在此领域的发展比较成熟,对不同种类的生鲜肉均有相关的应用实例。刘炜等(傅里叶变换近红外光谱法快速检测鲜猪肉中肌内脂肪、蛋白质和水分含量，养猪,2005,(3))应用傅里叶变换近红外光谱法检测肌内脂肪、蛋白质和水分含量,分别在鲜猪肉和鲜鸡肉中均建立了良好的模型。生鲜肉品质的好坏及性是否符合我国及国际的标准，直接影响到消费者的生活质量和健康，且严重影响我国生鲜肉在国内外的销售价格。

传统的生鲜肉品质检测方法主要有感官评定法和理化分析方法。感光评定方法需要培训评定人员，且评定结果容易受评定人员的技术水平和经验等影响。理化分析方法费时费力，且对样品具有破坏性。

目前生鲜肉品质无损在线检测系统为了多点检测以提高检测精度，一种方式是使用多根分叉光纤、多个光源和多套光谱仪，每根分叉光纤分别与一套光谱仪连接；另一种方式使用多根分叉光纤、多个光源、一套光谱仪和一个光纤轮多路复用器，多个光源与复用器光源入口连接，分叉光纤的照明光纤与复用器光源出口连接。第一种在线检测方式成本较高，第二种在线检测方式由于光纤多路复用器转换光学通路的时间间隔使单个样品的检测时间较长。

发明内容

针对本领域存在的问题，本发明的目的是提出一种生鲜肉品质参数多点同时检测的系统。本发明提供的生鲜肉品质多点同时光谱无损检测系统，用以解决现有技术中在线无损检测成本高和检测时间较长的技术问题。

本发明的另一目的是提出一种生鲜肉品质参数多点同时检测的方法。

实现本发明目的的技术方案为：

一种生鲜肉品质参数多点同时检测的系统，包括输送生鲜肉样品的输送单元、测距单元、多根分叉光纤、第一光谱仪和第二光谱仪、处理器、光源；

所述输送单元包括高度调节装置、位于高度调节装置顶部的托盘，所述测距单元与处理器通过扩展口连接；

所述分叉光纤有2-8根，光纤的探头用多探头定位夹持部件固定，每根分叉光纤的两个接收光纤通过圆转线光纤分别连接在第一光谱仪和第二光谱仪上；

所述托盘与多探头定位夹持部件围成封闭的暗环境；所述光源位于多探头定位夹持部件正上方；

所述第一光谱仪和第二光谱仪与所述处理器通过USB数据线连接；所述第一光谱仪和第二光谱仪通过同步线连接。

所述第一光谱仪与多个卤钨灯光源通过控制线连接。

其中，所述输送单元为包括输送样品水平移动的环形输送带和高度调节装置，所述高度调节装置包括驱动托盘垂直移动的步进电机、丝杠螺母副和上下限位开关。

其中，所述测距单元包括激光位移传感器，与处理器通讯输出方式采用RS232、RS422、RS485协议中的一种或多种；为了将多个激光位移传感器信号传至处理器，优选使用PCI转多个串口扩展卡，串口选择与传感器输出方式对应，可减少处理器通讯接口的数量。

其中，所述激光位移传感器个数与分叉光纤个数一致，与所述光纤的探头在同一水平上(即，信号接收位置与所述光纤探头端面在同一水平上)；激光位移传感器检测点分布方式和光纤探头分布方式一致(在一个水平高度，都是环形分布、或都是矩形分布)，所述激光位移传感器与探头位于同一水平。

其中，所述第一光谱仪和第二光谱仪互相独立地为全波段光谱仪，所述光谱仪的光谱范围分别为300-1100nm和950-1700nm或为了检测生鲜肉更多的品质参数，所述光谱仪的光谱范围分别为300-1100nm和950-2500nm。

其中，所述光源为多个卤钨灯，每个卤钨灯为每根分叉光纤的照明光纤提供内置光源；所述分叉光纤为3叉光纤，光纤的照明光纤与所述光源连接；