专利名称：近红外肉品检测仪及检测方法
技术领域：
本发明属于肉类检测技术领域，，具体涉及一种近红外肉品检测仪及检测方法。
背景技术：
随着人们生活水平的提高，肉类食品在人们日常食品消费中所占的比例逐渐增加，同时，人们对肉类食品的品质关注度越来越高。传统的肉类食品的品质检测方法为化学分析法，由于化学分析法是一种破坏性的检测方法，同时，还具有操作繁琐、检测速度慢的缺陷，从而无法满足当前大批量快速检测的需求。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种近红外肉品检测仪及检测方法，采用近红外光谱分析方法对被测肉的品质进行检测，具有操作简单、检测精度高的优点。本发明所采用的技术方案如下本发明提供一种近红外肉品检测仪，包括用于向被测肉照射光的光源、用于接收经所述被测肉漫反射后得到的漫反射光的漫反射探头以及安装在监控中心的光谱处理系统；其中，所述漫反射探头与所述光谱处理系统通过光纤连接。优选的，所述光源和所述漫反射探头分别固定安装在固定支架表面。优选的，所述光谱处理系统包括依次连接的分光系统、光电转换模块、放大电路、 A/D转换电路和上位机。优选的，还包括安装在所述被测肉上方的图像采集模块和安装在所述被测肉表面的温度传感器，所述图像采集模块和所述温度传感器均与所述上位机连接。优选的，所述光源还分别通过光源控制电路和光源强度采集电路与所述上位机连接。本发明还提供一种应用上述的近红外肉品检测仪的近红外肉品检测方法，包括以下步骤SI，所述光源向所述被测肉照射原始光；S2，所述原始光经所述被测肉漫反射，得到漫反射光；S3，所述漫反射探头接收所述漫反射光，并将所述漫反射光通过光纤传输给所述光谱处理系统；S4，所述光谱处理系统对接收到的所述漫反射光进行预处理，得到数字信号形式的光谱信号；S5，所述光谱处理系统分析S4得到的所述光谱信号，得到所述被测肉的肉品信
肩、O优选的，S4具体包括以下步骤S41，所述光谱处理系统对接收到的所述漫反射光进行分光处理，得到分光处理后的光信号；S42，将所述光信号转换为电信号，然后对所述电信号依次进行放大处理和A/D转换处理，得到数字信号形式的光谱信号。优选的，S42之后，还包括 S43，获取所述被测肉的表面温度信息、表面粗糙度信息和表面颜色信息；S44，用S43获取到的所述被测肉的表面温度信息、表面粗糙度信息和表面颜色信息校正S42得到的所述光谱信号。优选的，S5具体包括以下步骤S51，建立一种以上肉类的数学模型；S52，通过所述数学模型分析S4得到的所述光谱信号，得到所述被测肉的肉品信
肩、O优选的，S51中，所述数学模型包括以下模型中的一种或几种水分数学模型、脂肪数学模型和蛋白质数学模型。本发明的有益效果如下(I)本发明提供的近红外肉品检测仪及检测方法，采用近红外光谱分析方法对被测肉的品质进行检测，属于一种无损检测方法，具有操作简单、检测精度高的优点。(2)通过用被测肉的温度、颜色和粗糙度信息校正近红外光谱，从而提高检测精度。(3)通过全面分析被测肉的水分、脂肪和蛋白质含量，进而得到被测肉的品质，从而提高了检测被测肉品质的可靠性。
图I为本发明实施例提供的近红外肉品检测仪的结构原理图；图2为本发明实施例提供的近红外肉品检测方法的流程示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的具体实施方式
进行说明。如图I所示，为本发明实施例提供的近红外肉品检测仪，包括用于向被测肉照射光的光源、用于接收经所述被测肉漫反射后得到的漫反射光的漫反射探头以及安装在监控中心的光谱处理系统；其中，所述漫反射探头与所述光谱处理系统通过光纤连接。光源和漫反射探头分别固定安装在固定支架表面。光谱处理系统包括依次连接的分光系统、光电转换模块、放大电路、A/D转换电路和上位机。本发明中，光源和漫反射探头安装在检测现场， 而光谱处理系统安装在监控中心，实现了在线检测的目的；而且，光谱处理系统可以同时连接多个安装在检测现场的漫反射探头，实现对多个检测现场的被测肉的品质同时检测的目的，具有使用灵活的优点。另外，由于被测肉的温度、颜色和粗糙度等信息均会影响漫反射光的光谱信息，所以，为提高本发明提供的近红外肉品检测仪的检测精度，还可以在被测肉上方安装图像采集模块和在被测肉表面安装温度传感器，其中，图像采集模块和温度传感器均与所述上位机连接。上位机从接收到的被测肉图像中提取被测肉的颜色和粗糙度信息，从温度传感器处接收表征被测肉表面温度的温度信息，然后用被测肉的温度、颜色和粗糙度信息校正近红外光谱，从而提高检测精度。另外，由于光源受电压等因素的影响，存在不稳定的现象，从而影响检测精度，所以，本发明中，光源还分别通过光源控制电路和光源强度采集电路与所述上位机连接。使用过程中，光源强度采集电路实时采集光源的当前光强度值，并将该当前光强度值上传给上位机；上位机判断接收到的当前光强度值偏离标准光强度值的大小，当偏离程度较大时，则通过光源控制电路调整光源发出的光强度值。因此，通过上述方法，实现了稳定光源的目的，从而提闻了检测精度。本发明还提供一种应用上述近红外肉品检测仪的近红外肉品检测方法，如图2所示，包括以下步骤SI,所述光源向所述被测肉照射原始光。其中，光源可以固定在固定架表面，光源以一定角度向被测肉照射原始光。S2，所述原始光经所述被测肉漫反射，得到漫反射光；本步骤中，原始光在被测肉的表面和内部进行反射，从而得到携带被测肉各种品质信息的漫反射光，通过对漫反射光进行光谱分析，即可得出被测肉的品质。S3，所述漫反射探头接收所述漫反射光，并将所述漫反射光通过光纤传输给所述光谱处理系统；其中，为保证漫反射探头一次采集的样品点较多，从而确保分析的代表性，所以， 漫反射探头的光斑直径就尽量大。由于光谱处理系统和漫反射探头通过光纤进行连接。因此，一方面提高了仪器的模块化水平，有利于仪器维护；另一方面。有利于各部件级系统的扩展重用，例如可以设计成一拖N的分析模式，即一台光谱处理系统同时使用多个漫反射探头进行在线检测。从而满足了大批量快速现场检测的需求。S4，所述光谱处理系统对接收到的所述漫反射光进行预处理，得到数字信号形式的光谱信号；本步骤具体包括以下四步S41，所述光谱处理系统对接收到的所述漫反射光进行分光处理，得到分光处理后的光信号；S42，将所述光信号转换为电信号，然后对所述电信号依次进行放大处理和A/D转换处理，得到数字信号形式的光谱信号。S43，获取被测肉的表面温度信息、表面粗糙度信息和表面颜色信息；具体的获取方式为在被测肉上方安装图像采集模块和在被测肉表面安装温度传感器，其中，图像采集模块和温度传感器均与上位机连接。上位机从接收到的被测肉图像中提取被测肉的颜色和粗糙度信息，从温度传感器处接收表征被测肉表面温度的温度信息。S44，用S43获取到的所述被测肉的表面温度信息、表面粗糙度信息和表面颜色信息校正S42得到的所述光谱信号。由于被测肉的温度、颜色和粗糙度等信息均会影响漫反射光的光谱信息，所以，本发明中，用被测肉的温度、颜色和粗糙度信息校正近红外光谱，从而可以提高检测精度。S5，光谱处理系统分析S4得到的所述光谱信号，得到所述被测肉的肉品信息。
本步骤中，光谱处理系统对光谱信号进行分析的方法具体包括S51，建立一种以上肉类的数学模型；数学模型包括以下模型中的一种或几种水分数学模型、脂肪数学模型和蛋白质数学模型，并且，每一个数学模型是在进行了大量实验的基础上建立的。S52，通过所述数学模型分析S4得到的所述光谱信号，得到所述被测肉的肉品信
肩、O本发明中，通过全面分析被测肉的水分、脂肪和蛋白质含量，进而得到被测肉的品质，从而提高了检测被测肉品质的可靠性。综上所述，本发明提供的近红外肉品检测仪和检测方法具有以下优点(I)本发明提供的近红外肉品检测仪及检测方法，采用近红外光谱分析方法对被测肉的品质进行检测，属于一种无损检测方法，具有操作简单、检测精度高的优点。(2)通过用被测肉的温度、颜色和粗糙度信息校正近红外光谱，从而提高检测精度。(3)通过全面分析被测肉的水分、脂肪和蛋白质含量，进而得到被测肉的品质，从而提高了检测被测肉品质的可靠性。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。
权利要求
1.一种近红外肉品检测仪，其特征在于，包括用于向被测肉照射光的光源、用于接收经所述被测肉漫反射后得到的漫反射光的漫反射探头以及安装在监控中心的光谱处理系统；其中，所述漫反射探头与所述光谱处理系统通过光纤连接。
2.根据权利要求I所述的近红外肉品检测仪，其特征在于，所述光源和所述漫反射探头分别固定安装在固定支架表面。
3.根据权利要求I所述的近红外肉品检测仪，其特征在于，所述光谱处理系统包括依次连接的分光系统、光电转换模块、放大电路、Α/D转换电路和上位机。
4.根据权利要求I所述的近红外肉品检测仪，其特征在于，还包括安装在所述被测肉上方的图像采集模块和安装在所述被测肉表面的温度传感器，所述图像采集模块和所述温度传感器均与所述上位机连接。
5.根据权利要求I所述的近红外肉品检测仪，其特征在于，所述光源还分别通过光源控制电路和光源强度采集电路与所述上位机连接。
6.一种应用权利要求I至5任一项所述的近红外肉品检测仪的近红外肉品检测方法， 其特征在于，包括以下步骤SI，所述光源向所述被测肉照射原始光；S2，所述原始光经所述被测肉漫反射，得到漫反射光；S3，所述漫反射探头接收所述漫反射光，并将所述漫反射光通过光纤传输给所述光谱处理系统；S4，所述光谱处理系统对接收到的所述漫反射光进行预处理，得到数字信号形式的光谱信号；S5，所述光谱处理系统分析S4得到的所述光谱信号，得到所述被测肉的肉品信息。
7.根据权利要求6所述的近红外肉品检测方法，其特征在于，S4具体包括以下步骤S41，所述光谱处理系统对接收到的所述漫反射光进行分光处理，得到分光处理后的光信号;S42，将所述光信号转换为电信号，然后对所述电信号依次进行放大处理和Α/D转换处理，得到数字信号形式的光谱信号。
8.根据权利要求7所述的近红外肉品检测方法，其特征在于，S42之后，还包括S43，获取所述被测肉的表面温度信息、表面粗糙度信息和表面颜色信息；S44，用S43获取到的所述被测肉的表面温度信息、表面粗糙度信息和表面颜色信息校正S42得到的所述光谱信号。
9.根据权利要求6所述的近红外肉品检测方法，其特征在于，S5具体包括以下步骤S51，建立一种以上肉类的数学模型；S52，通过所述数学模型分析S4得到的所述光谱信号，得到所述被测肉的肉品信息。
10.根据权利要求9所述的近红外肉品检测方法，其特征在于，S51中，所述数学模型包括以下模型中的一种或几种水分数学模型、脂肪数学模型和蛋白质数学模型。
全文摘要
本发明提供一种近红外肉品检测仪，包括用于向被测肉照射光的光源、用于接收经所述被测肉漫反射后得到的漫反射光的漫反射探头以及安装在监控中心的光谱处理系统；其中，所述漫反射探头与所述光谱处理系统通过光纤连接。本发明提供的近红外肉品检测仪及检测方法，采用近红外光谱分析方法对被测肉的品质进行检测，属于一种无损检测方法，具有操作简单、检测精度高的优点。另外，通过用被测肉的温度、颜色和粗糙度信息校正近红外光谱，从而提高检测精度。另外，通过全面分析被测肉的水分、脂肪和蛋白质含量，进而得到被测肉的品质，从而提高了检测被测肉品质的可靠性。
文档编号G01N21/27GK102590103SQ20121005060
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月29日 优先权日2012年2月29日
发明者翟学智 申请人:北京博奥成功科技有限公司, 翟学智