专利名称：一种对谷物进行品质检测的方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对谷物进行品质检测的方法及其装置。
本发明中对谷物进行品质检测的方法，包括以下步骤(1)利用光谱技术对谷物进行光谱测量，获得光谱；(2)利用计算机技术将检测到的光谱建立定标模型；(3)运用化学计量方法从复杂的背景与谱峰重迭的图谱中取出特定的信息，并建立光谱特征与组分含量之间关系的模型；(4)利用光谱技术对所需检测的谷物进行光谱测量，将测得的光谱用上述模型进行计算，得出检测结果。
其中，所述光谱技术是将波长在890纳米至1100纳米之间的近红外光穿过谷物，而谷物中的不同成份对该近红外光的吸收量不同。
其中，所述计算机技术是利用谷物中含氢基团基频振动的合频和倍频信息用软件来分析。
本发明中对谷物进行品质检测的装置，包括有一个外壳体；一个能够提供多种电压的电源；一个能够发出近红外光的光源体；一个能够接收光源体发出的光信号，并能将该光信号转化为电信号的光电检测器；一个能够带动光源体和光电检测器或检测仓作步进运动的驱动装置；一个能够对光电检测器所检测信号进行处理的单片机处理单元；一个用于显示由上述单片机处理单元计算结果的显示屏；一个能够将显示结构打印出来的打印机；一个能够输入信息的输入设备；其中，所述电源分别与驱动装置、单片机处理单元、打印机、输入设备、显示屏、光电检测器和光源体相接，光电检测器的输出端直接与单片机处理单元的一个输入端相接，同时，光源体的输出端直接与单片机处理单元的另一输入端相接，而单片机处理单元的三个输出端分别与打印机、输入设备、显示屏相接。
另外，所述光源体的电路由16个发光二极管D1，D2，…D16、16个电阻R1，R2，…R16和集成电路U1，U2，U3组成；所述光电检测器由光信号的放大处理系统、检测器温度信号的放大处理系统和滤波电路组成。
另外，所述外壳体在其内部设有RS-232接口，通过该接口能够将光电检测器检测到的数据传送到外界计算机内，利用外界计算机对该检测到的数据进行处理。
利用本发明中的检测方法及装置能够实现粮食入库的自动化、现代化，彻底改变原始、落后的感官检验方法。同时，利用本发明中的检测方法与装置可以直接检测出谷物中的蛋白质、油脂、淀粉、水分和其他成份的含量与品质。
下面将结合附图对本发明中的具体实施例作进一步详细说明。
图1是本发明中对谷物进行品质检测的装置的外观示意图；图2是本发明中对谷物进行品质检测的装置的立体结构示意图；图3是本发明中对谷物进行品质检测的装置及方法的程序框图；图4是本发明中对谷物进行品质检测的装置的单片机处理单元的电路图；图5是本发明中对谷物进行品质检测的装置的光源体的电路图；图6是本发明中对谷物进行品质检测的装置的光电检测器的电路图；图7是本发明中对谷物进行品质检测的装置的电源部分的电路图。
其中，外壳体1由一底座12和一上壳体11构成，在上壳体11上设置有显示屏7、键盘8和打印机9；在底座12上设置有电源4、步进电机5、主板(单片机处理单元)6、光源体2、光电检测器3和用于支撑光原体2和光电检测器3的支架10。
如图3所示，电源4分别与步进电机5、主板6、打印机9、键盘8、显示屏7、光电检测器3和光源体2电连接，其中，步进电机5通过传动装置带动光源体2和光电检测器3作步进运动。光电检测器3的输出端直接与主板6的一个输入端相接，同时，光源体2的输出端也直接与主板6的一输入端相接，而主板6的三个输出端分别与打印机9、键盘8、显示屏7相接。
如图4至图7所示，光源体2由16个发光二极管D1，D2…D16、16个电阻R1，R2…R16、集成电路U1，U2，U3组成。光电检测器3由光信号的放大处理系统、检测器温度信号的放大处理系统和滤波电路组成。而电源电路、主板电路以及主板6对打印机9、显示屏7和键盘8的控制电路均为已知技术，在此不予详述。
利用本发明中的检测装置对谷物进行品质检测时，首先是将样品谷物放入到检测装置内，按键盘8中的确定键，这时主板6控制光源体2和光电检测器3开始工作，同时，步进电机5开始工作，带动光源体2和光电检测器3作步进运动，对检测仓内的样品谷物进行检测。光源体2和光电检测器3在工作时，光源体2发出波长在800纳米至1800纳米之间近红外光，该近红外光通过谷物后，有一部分光线会被谷物内的不同含量所吸收，因此，光电检测器3将接受光源体2发出并被谷物吸收后留下的光信号，并将光信号转变成电信号，该电信号直接输入到主板6内。
主板6利用谷物内部的含氢基团(如C-H、O-H、N-H)基频振动的合频和倍频信息来分析，先通过计算机技术按样品号输入一定的理化数据，并将样品号与理化数据一一对应，利用建模软件存为vst文件，接着运用化学计量方法从复杂的背景与谱峰重迭图谱中取出特定的信息，建立光谱特征与组分含量之间关系的模型。最后，将入库粮食再次放入到检测装置内，重复上述第一过程，对入库粮食进行光谱检测，并将检测到的数据利用预先建好的模型进行计算，最终得出检测结果。
综上所述，通过本发明中对谷物进行品质检测的方法及装置实现了粮食入库的自动化、现代化，彻底改变了原始、落后的感官检验方法，增强了收粮、验粮的科学性和公正性。本发明中的检测方法与装置由于借用计算机技术和化学计量方法，从而其可以直接分析不经任何预处理的样品，检测谷物中蛋白质、油脂、淀粉、水分和其他品质。
另外，上述仅对本发明中的一具体实施例加以说明，并不能作为本发明的保护范围，凡是依据本发明中的设计精神所作出的等效变化或修饰，均应认为落入本发明的保护范围。
权利要求
1.一种对谷物进行品质检测的方法，包括以下步骤(1)利用光谱技术对谷物进行光谱测量，获得光谱；(2)利用计算机技术将检测到的光谱建立定标模型；(3)运用化学计量方法从复杂的背景与谱峰重迭的图谱中取出特定的信息，并建立光谱特征与组分含量之间关系的模型；(4)利用光谱技术对所需检测的谷物进行光谱测量，获得光谱，将该光谱用上述模型进行计算，得出检测结果。
2.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于上述光谱技术是将波长在890纳米至1100纳米之间的近红外光穿过谷物，而谷物中的不同成份对该近红外光的吸收量不同。
3.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于所述计算机技术是利用谷物中含氢基团基频振动的合频和倍频信息用软件实现分析。
4.一种对谷物进行品质检测的装置，包括有一个外壳体；一个能够提供多种电压的电源；一个能够发出近红外光的光源体；一个能够接收光源体发出的光信号，并能将该光信号转化为电信号的光电检测器；一个能够带动光源体和光电检测器或检测仓作步进运动的驱动装置；一个能够对光电检测器所检测信号进行处理的单片机处理单元；一个用于显示由上述单片机处理单元计算结果的显示屏；一个能够将显示结果打印出来的打印机；一个能够输入信息的输入设备；其中，所述电源分别与驱动装置、单片机处理单元、打印机、输入设备、显示屏、光电检测器和光源体相接，光电检测器的输出端直接与单片机处理单元的一个输入端相接，同时，光源体的输出端也直接与单片机处理单元的另一输入端相接，而单片机处理单元的三个输出端分别与打印机、输入设备、显示屏相接。
5.根据权利要求4中所述的装置，其特征在于所述光源体的电路由16个发光二极管D1，D2…D16、16个电阻R1，R2…R16和集成电路U1，U2，U3组成。
6.根据权利要求4中所述的装置，其特征在于所述光电检测器由光信号的放大处理系统、检测器温度信号的放大处理系统和滤波电路组成。
7.根据权利要求4中所述的装置，其特征在于所述外壳体在其内部设有能够将所述光电检测器检测到的数据传送到外界计算机的RS-232接口。
全文摘要
本发明公开了一种对谷物进行品质检测的方法及其装置,其中,检测方法首先是利用光谱技术对谷物进行光谱测量,接着利用计算机技术将检测到的光谱建立定标模型,同时,运用化学计量方法从复杂的背景与谱峰重叠的图谱中取得特定的信息,建立光谱特征与组分含量之间关系的模型;最后利用光谱技术对所需检测的谷物进行光谱测量,并用上述模型进行计算,得出检测结果。利用本发明中的检测方法与装置可以直接检测出谷物中的蛋白质、油脂、淀粉、水分和其他成份的含量与品质。
文档编号G01N21/31GK1353304SQ0114031
公开日2002年6月12日 申请日期2001年12月5日 优先权日2001年12月5日
发明者单凯 申请人:单凯