一种便携式白砂糖外观检测装置的制作方法

本实用新型涉及白砂糖生产流通领域，具体涉及一种白砂糖外观检测装置。

背景技术：

食糖不仅是人们日常直接食用的甜味剂，又是饮料食品和制药工业不可缺少的重要原料。白砂糖是食糖的一种，以甘蔗或甜菜为原料，经提取糖汁、清净处理、煮炼结晶和分蜜等工艺加工制成的蔗糖结晶。其颗粒为结晶状，均匀，颜色洁白，甜味纯正，甜度稍低于红糖。

白砂糖的制糖澄清技术分亚硫酸法、碳酸法、二步法三种，三种制糖澄清技术生产的白砂糖产品质量存在一定的差异性，主要体现在产品白砂糖的色值上。

白砂糖贮存过程色值不断变化，颜色加深，又称“返黄”是因为它含有的各种微量杂质被空气氧化，增加的程度主要取决于这些杂质的种类和数量以及贮存环境的温度。白砂糖的生产在澄清和结晶过程都除掉了大量的杂质，但最后结晶时还是带人微量的色素和能够形成色素的物质，主要是酚类物、铁、氨基氮、葡聚糖等。

白砂糖主要理化指标蔗糖分、色值、二氧化硫含量、还原糖分、干燥失重、电导灰分、黑点个数、菌落总数等都是影响样本合格率的主要因素，但以色值、二氧化硫含量 2 项指标最为重要。

在白砂糖的生产、流通领域, 色值、黑点个数这两个外观指标受到广泛关注,普通消费者通过目测对比就可以评价其品质高低，但要进行量化评价则需要借助实验仪器设备，进行一系列的实验操作而得到结果。按照标准规定检测技术要求高,对需要多种试剂及仪器设备、耗时时间长，成本高,难以广泛使用。因此, 有必要提供一种便捷操作，低成本，高效的检测分析与标准检测值相对应的白砂糖外观检测设备。

技术实现要素：

为克服现有技术的不足及存在的问题，本实用新型提供一种便携式白砂糖外观检测装置，利用该检测装置，可对白砂糖试样进行均匀移动，通过高分辨率的摄像头模块，获取白砂糖试样的图片，并对其进行数据分析，得到被检测试样的色值与黑点个数这两个外观指标数值，本检测装置在高效检测的同时不需要其他试剂对试样进行溶解过滤，具有操作便捷，成本低廉以及检测效率高等优点。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种便携式白砂糖外观检测装置，所述检测装置包括相互连接的试样检测机构和控制主机，所述试样检测机构包括检测装置框架，检测装置框架的顶部设置有用于存储待测试样的仓室，该仓室顶部设置有试样入口，所述检测装置框架设置有输送管道，所述输送管道与所述仓室连通，且输送管道内设置有螺杆转动轴，该螺杆转动轴与设置于检测装置框架外的转动电机连接，该转动电机设置有转速传感器，所述输送管道的一侧面设置有透明观察窗口；

所述控制主机包括有主控模块，均与主控模块连接的转速检测模块、电机驱动模块、摄像头模块、灯光模块、人机交互模块、通信接口模块、图像处理模块以及数据存储模块，所述转速检测模块还与转速传感器连接，电机驱动模块还与电机连接；所述摄像头模块与所述透明观察窗口连接。其中，所述数据存储模块存储有白砂糖试样数据模型。

优选地，所述灯光模块包括有辅助灯和亮度传感器。

优选地，所述摄像头模块通过遮光材料构成的遮光通道与所述透明观察窗口连接。

优选地，所述仓室包括相互连接的前仓室和后仓室，前仓室与后仓室之间设置有隔板，所述试样入口设置于前仓室的顶部。

优选地，所述摄像头模块包括有电子快门、自动对焦系统以及图像传感器。

优选地，所述通信接口模块中的通信接口包括固定网络接口、无线网络接口或物联网接口。

优选地，所述转动电机为步进电机、伺服电机或直流电机。

与现有技术相比，本实用新型提供的检测装置，其在进行试样检测时，白砂糖试样通过螺杆转动轴在输送管道中流动，摄像头模块在透明观察窗口对试样进行图像拍摄，后台再进行图像处理，从统计数据得到试样的外观参数（色值、黑点个数），从而不需要溶解试剂便可得到色值参数，不需要目测便可得到黑点个数；本实用新型具有操作便捷，成本低廉以及检测效率高等优点。

附图说明

图1是本实用新型实施例所述试样检测机构的立体结构示意图。

图2是本实用新型实施例所述试样检测机构的分解结构示意图。

图3是本实用新型实施例所述摄像头模块在拍摄过程中的拍摄时间点示意图。

图4是本实用新型实施例所述测试样在仓室间输送时间示意图。

图5是本实用新型实施例所述白砂糖试样在仓室间输送时间示意图。

其中，附图标号为：10-检测装置框架，11-输送管道， 12-螺杆转动轴，20-仓室，21-试样入口，22-前仓室，23-后仓室，24-隔板，30-转动电机，40-透明观察窗口，50-电机驱动模块，60-摄像头模块，70-灯光模块。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如附图1-图2所示，一种便携式白砂糖外观检测装置，所述检测装置包括相互连接的试样检测机构和控制主机，所述试样检测机构包括检测装置框架10，检测装置框架的顶部设置有用于存储待测试样的仓室20，该仓室顶部设置有试样入口21，所述检测装置框架设置有输送管道11，所述输送管道与所述仓室连通，且输送管道内设置有螺杆转动轴12，该螺杆转动轴与设置于检测装置框架外的转动电机30连接，该转动电机设置有转速传感器，所述输送管道的一侧面设置有透明观察窗口40；所述控制主机包括有主控模块，均与主控模块连接的转速检测模块、电机驱动模块50、摄像头模块60、灯光模块70、人机交互模块、通信接口模块、图像处理模块以及数据存储模块，所述转速检测模块还与转速传感器连接，电机驱动模块还与电机连接；所述摄像头模块与所述透明观察窗口连接。

作为优选的实施例，所述摄像头模块通过遮光材料构成的遮光通道与所述透明观察窗口连接；所述仓室20包括相互连接的前仓室22和后仓室23，前仓室与后仓室之间设置有隔板24，所述试样入口设置于前仓室的顶部。设置两个仓室（前仓室和后仓室），便于在检测过程中对待测试样进行正向传输和方向传输；本实施例中，前仓室用于正向传输，而后仓室用于反向传输。

在其中一个优选的实施例中，所述灯光模块包括有辅助灯和亮度传感器。亮度传感器用于反馈辅助灯光的亮度，确保检测过程灯光亮度处于恒定参数，同等的亮度下所获取的图像才具有参考价值，而且也可消除检测误差。

在其中一个优选的实施例中，所述摄像头模块包括有电子快门、自动对焦系统以及图像传感器。本实施例中，电子快门在螺杆转动轴转动1/3周期就拍摄一张图片，即每一个周期拍摄3张图像；自动对焦系统，用于确保拍摄的图片清晰度达到最佳状态；所述图像传感器，可以是CCD或COMS，其特点为高解析度、低杂讯、动态范围广、良好的线性特性曲线、高光子转换效率、大面积感光、光谱响应广、低影像失真、体积小、重量轻、低秏电力等，可以分辨出试样的色值和黑点。

本实施例中，所述图像处理模块用于在试样进行色值检测时按照真彩色RGB图像类型进行数值判断，在试样进行黑点个数检测时按照二值图像和灰度图像类型进行数值判断。每一个试样在螺杆转动轴输送过程，转动一周拍摄3张图像，若正向输送过程螺杆旋转M次，正反向反复输送过程进行N次完成一次检测，则可得到的图像为3*M*N张，对以上的图像数据进行取平均值得到最终的检测结果。待测试样在仓室间反复输送过程中，正反向反复输送可让待测试样充分曝露在摄像头拍摄的区域内，多次检测后，进行求平均值降低检测误差，从而提高检测的准确度。

本实施例中，摄像头模块在拍摄过程中的拍摄时间点如附图3所示，螺杆转动轴在转动电机的带动下以Vmax匀速转动，通过转速传感器获得螺杆转动轴的转动周期T的三分一时间点为图像拍摄时间点。检测过程中，通过密集的图像采集可把所有的待测试样进行全部覆盖。待测试样在仓室间输送时间如附图4所示，试样在反复输送过程，可让试样充分曝露在摄像头拍摄的区域内，多次检测后，进行求平均值降低检测误差，从而提高检测的准确度。在图4和图5中，转动电机简称为电机，螺杆转动轴检测为螺杆，另外本实施例中的待测试样为白砂糖试样。

本实用新型实施例中，所述主控模块是控制主机的核心及数据传输枢纽。本实施例中，主控模块的主控芯片可以为单片机、数字信号处理系统芯片DSP、嵌入式系统芯片等，具体主控芯片型号可根据实际需要选取，例如本实施例中可选择现有应用较为成熟的嵌入式-微控制器松翰单片机MCU SN32F707系列芯片。所述通信接口模块用于连接到互联网或通过物联网与其他设备连接，实现数据互联或进行数据传输。作为优选，所述通信接口模块中的通信接口包括固定网络接口、无线网络接口或物联网接口。

所述电机驱动模块，其功能是用于控制电机的运行：如调速、运行、停止、步进、匀速、正反转等操作。所述转动电机，用于为螺杆转动轴的旋转提供动力源。本实施例中电机可以为步进电机、伺服电机、直流电机等常规电机。所述转速传感器，其功能是用于监测运行中的转动电机的转速，并通过转速检测模块把数据反馈到主控模块，主控模块通过电机驱动模块对转动电机的转速进行调节，确保转动电机在设定参数内运行。

所述数据存储模块存储有白砂糖试样数据模型，该白砂糖试样数据模型包括待检试样品种、颗粒度、光亮度参数等信息，这些数据信息均可有本领域的技术人员根据实际需要去测试所得或根据现有技术中的资料获取所得。

所述人机交互模块，其可包括显示屏、指示灯、键盘、按钮、语音播放设备等输入输出设备，通过该人机交互模块，可实现让操作人员与智能控制模块的互动。

需要说明的是，本实用新型实施例中的控制主机的各功能模块，如转速检测模块、电机驱动模块、摄像头模块、灯光模块、人机交互模块、通信接口模块、图像处理模块以及数据存储模块，其为现有技术存在的功能模块或为利用现有技术可实现的功能模块，在此对其工作原理或具体结构不再详述。

与现有技术相比，本实用新型提供的检测装置，其在进行试样检测时，白砂糖试样通过螺杆转动轴在输送管道中流动，摄像头模块在透明观察窗口对试样进行图像拍摄，后台再进行图像处理，从统计数据得到试样的外观参数（色值、黑点个数），从而不需要溶解试剂便可得到色值参数，不需要目测便可得到黑点个数；本实用新型具有操作便捷，成本低廉以及检测效率高等优点。

上述实施例为本实用新型的较佳的实现方式，并非是对本实用新型的限定，在不脱离本实用新型的发明型构思的前提下，任何显而易见的替换均在本实用新型的保护范围之内。