[发明专利]一种家庭用近红外食品品质检测装置

说明书

技术领域

    本发明涉及一种基于近红外光谱手持式家用食品品质检测装置。 

背景技术

近红外食品品质检测装置是根据食品（肉类、食用油、乳品、谷物与米面等）中各种有代表性的有机成份在近红外光谱区域的光学吸收特性、各成份的最强吸收波长的不同，吸收强度与粮食有机含量间的正比关系，通过对样品已知化学成份含量与其近红外光谱测定结果回归分析，建立起定标方程，即可对同一种相似类型的未知样品成份含量进行估测。由于吸收弱，近红外光具有比中红外和可见光更强的穿透能力，不用稀释可以直接测定样品的主要成分，可以透过较厚的样品，实现长光程测定。长光程的透射法用近红外光谱早期在农副产品中的应用，大多是通过漫反射技术实现的。漫反射法为保证足够的信号强度，需要有效的收集散射光，光路结构通常较复杂。现在市场上的食品安全检测都是台式，基本上都是机关、企事业单位、学校等食堂购买，建立食品安全检测室。 

随着人们对生活质量要求的不断提高以及目前食品市场的现状，家庭对食品品质的要求越来越高，但目前采用的台式检测仪结构复杂，且体积大，不适合家庭使用。 

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种家庭用的近红外食品品质检测装置。 

为了达到上述目的，本发明提供了一种家庭用近红外食品品质检测装置，包括近红外发光光源7、滤光片8、菲涅尔透镜9、样品池1、检测器2、锁定放大器3和微处理器4；所述近红外发光光源7发出的近红外线依次通过滤光片8、菲涅尔透镜9、样品池1、检测器2和锁定放大器3后转换成方波信号，输入微处理器4中；所述微处理器4采用模糊迭代自组织数据分析对接收的方波信号进行处理并显示。 

对本发明的进一步改进在于：该检测装置还包括显示器10和声光报警器11；微处理器4通过接口模块5分别与显示器10和声光报警器11相连。接口模块5采用FPGA芯片。 

其中，近红外发光光源7为3×4近红外发光二极管阵列，波长为800～1100nm。检测器2为光传感器TSL245。锁定放大器3为外差式锁定放大器。微处理器4选用TMS320C2XXX系列的DSP芯片。 

本发明相比现有技术具有以下优点：本发明食品品质检测装置采用短波近红外区的透射法，提高了检测装置的可靠性，并降低了光路成本。本发明采用光电传感器TSL245作为检测器，将红外线转换成方波，同时利用外差式锁定放大器对近红外微弱信号进行处理，处理后的信号经过DSP微处理器实现小波变换去噪预处理和模糊迭代自组织数据分析技术（ISODATA）进行品质分类。本发明食品品质检测装置采用FPGA芯片实现接口模块驱动电路，使得装置结构紧凑、体积小，同时利用显示器和声光报警器实现结果可视化，操作简单，适合家庭使用。 

附图说明

图1为本发明家庭用近红外食品品质检测装置的结构示意图。 

图2为图1中近红外发光光源的电流调整电路图。 

图3为图1中锁定放大器的工作流程图。 

图4为本发明利用模糊迭代自组织数据分析技术进行食品品质评判流程图。 

图中，1-样品池，2-检测器，3-锁定放大器，4-微处理器，5-接口模块，6-电源模块，7-近红外发光光源，8-滤光片，9-菲涅尔透镜，10-显示器，11-声光报警器。 

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明家庭用近红外食品品质检测装置进行详细说明。 

1.本检测装置的结构及具体检测过程 

参见图1，本发明家庭用近红外食品品质检测装置包括近红外发光光源7、滤光片8、菲涅尔透镜9、样品池1、检测器2、锁定放大器3、微处理器4、接口模块5、显示器10、声光报警器11和电源模块6。近红外发光光源7发出的近红外线依次通过滤光片8、菲涅尔透镜9、样品池1（样品池中放待检测的食品，如：肉类、食用油、乳品、谷物与米面等）、检测器2和锁定放大器3后转换成方波信号，送入微处理器4中。微处理器4、显示器10和声光报警器11分别与接口模块相连。电源模块6分别与近红外发光光源7、检测器2、微处理器4和接口模块5相连。微处理器4接收到光谱数据后，进行小波变换预处理，消除或减小仪器光强稳定性和样品特征引起的随机性差异，从而消除或减小光谱噪声。