基于荧光分析的制成品化学残留检测装置和检测方法与流程

本发明属于检测装置，特别涉及一种用于皮具或者包袋等成品的表面的化学残留进行定性分析的化学残留检测装置和检测方法。

背景技术：

现有技术中对缝线的材质检测也通过液相或者气相色谱仪进行检测，加工完整的皮具或者包袋进行缝线的材质检测时，肯定无法将整个皮具或者包袋进行，必然需要从皮具或者包袋上截取试样，此为一个破坏性的操作，就算最后检测的质量是合格的，也会对皮具或者包袋的价值产生很大的影响。

进一步的，现有的检测方法对样品的制备也有很高的要求，从成品上取样到检测完成需要的过程过多，且要求高，造成了检测效率比较低下。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明设计了适用于皮具或者包袋等成品的后续检测，定性判定其表面特定的化学残留的检测装置和检测方法。

本发明的技术方案如下：

基于荧光分析的制成品化学残留检测装置，其包括光源壳体和主壳体，其特征在于：所述的光源壳体的轴线上设置有镜头组件，环绕镜头组件的光源壳体内设置有多波段光源板，镜头组件的末端与主壳体连接，位于镜头组件后端的主壳体内设置有COMS传感器组件，在COMS传感器组件和镜头组件之间还设置有电控滤镜组件，主壳体内还设置有对COMS传感器组件数据进行处理的ISP处理板，所述的主壳体内还设置有对各个组件进行控制的信号处理模块，所述的多波段光源板包括承载板，承载板的表面均布设置有多个光源单元，所述的光源单元由白光LED、红外线LED和紫外线LED构成。

所述的白光LED的两侧均设置有红外线LED和紫外线LED，红外线LED和紫外线LED间隔设置。

所述的光源壳体上设置有对多波段光源板进行保护的透明保护片。

所述的信号处理模块包括基于FPGA的信号处理单元，信号处理单元连接有镜头驱动模块，镜头驱动模块用于控制镜头组件工作，所述信号处理单元连接有光源驱动模块，光源驱动模块控制多波段光源板进行光源之间的切换，信号处理单元还连接有滤镜控制模块，滤镜控制模块用于控制电控滤镜组件随着光源的切换进行工作。

所述的信号处理单元上还连接有触摸屏模块。

所述的信号处理单元具有外部连接接口。

基于荧光分析的制成品化学残留的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：多波段光源板工作，开启白光LED，且电控滤镜组件的可见光截止无效，镜头组件和COMS传感器组件工作，获得被测样品的彩色全景图，信号处理模块通过彩色全景图计算样品的轮廓线；

步骤2：多波段光源板工作，关闭白光LED和紫外线LED，开启红外线LED，且电控滤镜组件的紫外和红外滤光片无效，可见光截止有效，镜头组件和COMS传感器组件工作，获得样品的红外灰度图；信号处理模块通过红外灰度图计算样品的轮廓线；并将步骤1计算得到的样品的轮廓线与步骤2计算得到的样品轮廓线进行拟合，同时进行背景分离，得到样品的线型图；

步骤3：多波段光源板工作，关闭白光LED，开启紫外线LED和红外线LED，且顺序发出波长为210纳米、365纳米和395纳米的紫外线以及红外线，同时电控滤镜组件的可见光截止无效，紫外和红外截止有效，镜头组件和COMS传感器组件工作，获得被测样品的紫外荧光图和红外分布图，并对荧光的色彩和分布进行BDS分析以及红外分布分析；

步骤4：将步骤2得到的缝线线形图和位置信息与步骤3得到的荧光的色彩和分布信息以及红外分布图进行拟合，分别计算得到样品表面的荧光以及红外分布数据模芯，并与参考模型进行对比，输出检测结果。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

本发明设计了一种一体化的基于荧光分析的制成品化学残留的检测装置，整个检测装置采用硬件嵌入式系统，无需外接PC或者其他数据处理设备，可以单独工作，便于实现检测装置的小型化和手持化；另外，本发明的光源、滤镜和COMS传感器组件同步动作，获得各个波段下的完整图像，信号处理单元根据图像对制成品表面的化学残留进行定性的判定，无需从制成品上进行取样，克服了现有技术中采用液相或者气相色谱仪进行分析时，需要破坏性从制成品上取样的缺陷，也克服了现有技术中从样品的制备到检测需要过程多，要求高，效率低的问题，实现了化学残留分析的快速化。

附图说明

图1为基于荧光分析的制成品化学残留检测装置的正视示意图；

图2为基于荧光分析的制成品化学残留检测装置的剖视示意图；

图3为信号处理单元的构成示意图；

图4为基于荧光分析的制成品化学残留的检测方法的流程图；

图中1为透明保护片，2为镜头组件，3为多波段光源板，31为紫外线LED，32为红外线LED，33为白光LED，34为承载板，4为光源壳体，5为主壳体，6为电控滤镜组件，7为COMS传感器组件，8为ISP处理板，9为信号处理模块，112为镜头驱动模块，114为滤镜控制模块。115为光源驱动模块，116为信号处理单元，117为触摸屏模块，118为外部连接接口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。

如图1至图3所示，基于荧光分析的制成品化学残留检测装置，其包括光源壳体4和主壳体5，：所述的光源壳体4的轴线上设置有镜头组件2，环绕镜头组件2的光源壳体4内设置有多波段光源板3，镜头组件2的末端与主壳体5 连接，位于镜头组件2后端的主壳体内设置有COMS传感器组件7，亦可以是CCD传感器组件，在COMS传感器组件7和镜头组件2之间还设置有电控滤镜组件6，主壳体5内还设置有对COMS传感器组件数据进行处理的ISP处理板8，所述的主壳体5内还设置有对各个组件进行控制的信号处理模块9，所述的多波段光源板3包括承载板34，承载板34的表面均布设置有多个光源单元，所述的光源单元由白光LED33、红外线LED31和紫外线LED32构成。

本发明设计了一种一体化的基于荧光分析的制成品化学残留的检测装置，整个检测装置采用硬件嵌入式系统，无需外接PC或者其他数据处理设备，可以单独工作，便于实现检测装置的小型化和手持化；另外，本发明的光源、滤镜和COMS传感器组件同步动作，获得各个波段下的完整图像，信号处理单元根据图像对制成品表面的化学残留进行定性的判定，无需从制成品上进行取样，克服了现有技术中采用液相或者气相色谱仪进行分析时，需要破坏性从制成品上取样的缺陷。

所述的白光LED33的两侧均设置有红外线LED31和紫外线LED32，红外线LED31和紫外线LED32间隔设置，此处对白光LED、红外线LED以及紫外线LED的位置进行限定，保证了光照的均匀性，镜头组件和COMS传感器组件能够获得更为准确和清晰的图像。

所述的光源壳体4上设置有对多波段光源板进行保护的透明保护片1，透明保护片对多波段光源板进行保护，避免多波段光源板在使用过程中出现损伤的问题。

所述的信号处理模块9包括基于FPGA的信号处理单元116，信号处理单元116连接有镜头驱动模块112，镜头驱动模块112用于控制镜头组件工作，所述信号处理单元116连接有光源驱动模块115，光源驱动模块115控制多波段光源板进行光源之间的切换，信号处理单元116还连接有滤镜控制模块114，滤镜控制模块114用于控制电控滤镜组件随着光源的切换进行工作，所述的信号处理单元116与ISP处理板8连接，控制COMS传感器组件的成像。

所述的信号处理单元116上还连接有触摸屏模块117，设置的触摸屏模块便于用户与信号处理单元之间进行交互操作，

所述的信号处理单元116具有外部连接接口118，所述的外部连接接口为常用的USB接口，便于信号处理单元与外部设备连接，以及相关结果的输出。

基于荧光分析的制成品化学残留的检测方法，包括以下步骤：

步骤1：多波段光源板工作，开启白光LED，且电控滤镜组件的可见光截止无效，镜头组件和COMS传感器组件工作，获得被测样品的彩色全景图，信号处理模块通过彩色全景图计算样品的轮廓线；

步骤2：多波段光源板工作，关闭白光LED和紫外线LED，开启红外线LED，且电控滤镜组件的紫外和红外滤光片无效，可见光截止有效，镜头组件和COMS传感器组件工作，获得样品的红外灰度图；信号处理模块通过红外灰度图计算样品的轮廓线；并将步骤1计算得到的样品的轮廓线与步骤2计算得到的样品轮廓线进行拟合，同时进行背景分离，得到样品的线型图；

步骤3：多波段光源板工作，关闭白光LED，开启紫外线LED和红外线LED，且顺序发出波长为210纳米、365纳米和395纳米的紫外线以及红外线，同时电控滤镜组件的可见光截止无效，紫外和红外截止有效，镜头组件和COMS传感器组件工作，获得被测样品的紫外荧光图和红外分布图，并对荧光的色彩和分布进行BDS分析以及红外分布分析；

步骤4：将步骤2得到的缝线线形图和位置信息与步骤3得到的荧光的色彩和分布信息以及红外分布图进行拟合，分别计算得到样品表面的荧光以及红外分布数据模芯，并与参考模型进行对比，输出检测结果。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

本发明设计了一种一体化的基于荧光分析的制成品化学残留的检测装置，整个检测装置采用硬件嵌入式系统，无需外接PC或者其他数据处理设备，可以单独工作，便于实现检测装置的小型化和手持化；另外，本发明的光源、滤镜和COMS传感器组件同步动作，获得各个波段下的完整图像，信号处理单元根据图像对制成品表面的化学残留进行定性的判定，无需从制成品上进行取样，克服了现有技术中采用液相或者气相色谱仪进行分析时，需要破坏性从制成品上取样的缺陷，也克服了现有技术中从样品的制备到检测需要过程多，要求高，效率低的问题，实现了化学残留分析的快速化。