一種光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)和方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)和方法，所述系統(tǒng)包括：檢測(cè)探頭、收集單元和處理單元，其中：檢測(cè)探頭包括多個(gè)光譜光電二極管，每個(gè)光譜光電二極管均用于發(fā)射單色光，并令單色光照射至樣品上，其中，至少一個(gè)光譜光電二極管所發(fā)射的單色光的波長(zhǎng)與其它不同；收集單元用于收集多個(gè)光譜光電二極管發(fā)射的單色光經(jīng)樣品表面反射后得到的多路信號(hào)光；處理單元包括光電轉(zhuǎn)換模塊、加法模塊和檢測(cè)模塊：光電轉(zhuǎn)換模塊用于將收集單元所收集到的多路信號(hào)光分別轉(zhuǎn)換為多路電信號(hào)；加法模塊用于對(duì)多路電信號(hào)進(jìn)行加法運(yùn)算，得到運(yùn)算結(jié)果；檢測(cè)模塊用于根據(jù)運(yùn)算結(jié)果對(duì)樣品的品質(zhì)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，輸出檢測(cè)結(jié)果。本發(fā)明專利技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)生鮮肉品質(zhì)的快速、廉價(jià)、無損檢測(cè)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)和方法
本專利技術(shù)涉及檢測(cè)
，尤其涉及一種光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)和方法。
技術(shù)介紹
隨著生活水平的不斷提高，消費(fèi)需求的日益增長(zhǎng)，膳食結(jié)構(gòu)的相對(duì)變化以及對(duì)健康的日益關(guān)注，人們對(duì)生鮮肉的需求日趨多元化，對(duì)生鮮肉品質(zhì)安全的要求也不斷提高。由于生鮮肉本身富含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和水分，極易腐敗，再加上屠宰加工及銷售過程中缺乏良好的衛(wèi)生條件，因此生鮮肉的品質(zhì)無法保證，因此對(duì)于生鮮肉品質(zhì)的檢測(cè)與監(jiān)管是非常重要而迫切的。傳統(tǒng)的生鮮肉品質(zhì)檢測(cè)方法檢測(cè)效率低、所需時(shí)間長(zhǎng)、產(chǎn)品破壞大。無損檢測(cè)技術(shù)是近年發(fā)展以來的一種新技術(shù)，是指在不破壞樣品的情況下對(duì)其進(jìn)行品質(zhì)評(píng)價(jià)的方法。而光譜技術(shù)是現(xiàn)在生鮮肉無損檢測(cè)應(yīng)用較多的技術(shù)，但是其對(duì)樣品檢測(cè)主要依賴于光譜儀，光譜儀是檢測(cè)的主要部件，不可缺少，而目前市場(chǎng)上絕大部分光譜儀價(jià)格昂貴，體積較大，維護(hù)成本高，無法廣泛應(yīng)用到生鮮肉品質(zhì)檢測(cè)的實(shí)際操作中去。而隨著光學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，農(nóng)產(chǎn)品的智能化檢測(cè)系統(tǒng)，正沿著便攜式、手持式方向發(fā)展，越來越小型化、微型化、智能化發(fā)展。發(fā)展簡(jiǎn)單、快速、輕便的檢測(cè)設(shè)備及其重要，同時(shí)以實(shí)驗(yàn)室的演技結(jié)果為依托，脫離昂貴或是大型檢測(cè)設(shè)備是發(fā)展的必然趨勢(shì)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供一種光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)和方法，以實(shí)現(xiàn)生鮮肉品質(zhì)的快速、廉價(jià)、無損檢測(cè)。本專利技術(shù)首先提供一種光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)，包括：檢測(cè)探頭、收集單元和處理單元，其中：所述檢測(cè)探頭包括多個(gè)光譜光電二極管，每個(gè)所述光譜光電二極管均用于發(fā)射單色光，并令所述單色光照射至樣品上，其中，至少一個(gè)光譜光電二極管所發(fā)射的單色光的波長(zhǎng)與其它光譜光電二極管不同；所述收集單元用于收集所述多個(gè)光譜光電二極管發(fā)射的單色光經(jīng)所述樣品表面反射后得到的多路信號(hào)光；所述處理單元包括光電轉(zhuǎn)換模塊、加法模塊和檢測(cè)模塊：所述光電轉(zhuǎn)換模塊用于將所述收集單元所收集到的多路信號(hào)光分別轉(zhuǎn)換為多路電信號(hào)；所述加法模塊用于對(duì)所述多路電信號(hào)進(jìn)行加法運(yùn)算，得到運(yùn)算結(jié)果；所述檢測(cè)模塊用于根據(jù)所述運(yùn)算結(jié)果對(duì)所述樣品的品質(zhì)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，輸出檢測(cè)結(jié)果。進(jìn)一步地，所述檢測(cè)探頭還用于：根據(jù)需檢測(cè)的樣品的品質(zhì)參數(shù)類型選擇所述光譜光電二極管的特征波長(zhǎng)。進(jìn)一步地，每個(gè)光譜光電二極管均包括反射光出射孔，所述反射光出射孔連接光纖，所述光纖用于收集經(jīng)所述樣品表面反射后的信號(hào)光并傳輸至所述收集單元。進(jìn)一步地，所述反射光出射孔位于所述光譜光電二極管的中心位置。進(jìn)一步地，所述加法模塊包括：運(yùn)算放大器；所述加法模塊還用于：對(duì)所述多路電信號(hào)進(jìn)行放大運(yùn)算。另一方面，本專利技術(shù)還提供一種光學(xué)檢測(cè)方法，利用如上任一項(xiàng)所述的光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行光學(xué)檢測(cè)，包括：將多路單色光入射至樣品表面；接收所述多路單色光經(jīng)所述樣品表面反射得到的多路信號(hào)光；將所述多路信號(hào)光分別轉(zhuǎn)換為多路電信號(hào)；對(duì)所述多路電信號(hào)進(jìn)行加法運(yùn)算，得到運(yùn)算結(jié)果；根據(jù)所述運(yùn)算結(jié)果對(duì)所述樣品的品質(zhì)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，輸出檢測(cè)結(jié)果。進(jìn)一步地，所述將所述多路信號(hào)光分別轉(zhuǎn)換為多路電信號(hào)包括：將n路信號(hào)光S1,S2,。。。。。,Sn經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換后轉(zhuǎn)換為n路電壓信號(hào)V1,V2,。。。。。,Vn；所述對(duì)所述多路電信號(hào)進(jìn)行加法運(yùn)算，得到運(yùn)算結(jié)果包括：對(duì)所述n路電壓信號(hào)V1,V2,。。。。。,Vn進(jìn)行加法運(yùn)算，得到運(yùn)算結(jié)果y：y＝c+k1V1+k2V2+……+knVn，其中c為常數(shù)，取決于檢測(cè)條件和檢測(cè)環(huán)境，{k1,k2,……,kn}為所述n路電壓信號(hào)對(duì)應(yīng)的系數(shù)矩陣；所述根據(jù)所述運(yùn)算結(jié)果對(duì)所述樣品的品質(zhì)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，輸出檢測(cè)結(jié)果包括：將所述運(yùn)算結(jié)果y與對(duì)應(yīng)于所述樣品需檢測(cè)的品質(zhì)參數(shù)的預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較：當(dāng)所述運(yùn)算結(jié)果y在所述預(yù)設(shè)閾值之內(nèi)時(shí)，認(rèn)為所述樣品的相應(yīng)品質(zhì)良好；否則，認(rèn)為所述樣品的相應(yīng)品質(zhì)不好。可見，在本專利技術(shù)提供的光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)和方法中，能夠選擇樣品中需檢測(cè)品質(zhì)參數(shù)對(duì)應(yīng)的特征波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的光譜光電二極管，利用光譜光電二極管出射的單色光獲取多個(gè)特征波長(zhǎng)的反射信號(hào)光，并將多路信號(hào)光進(jìn)行處理后檢測(cè)樣品的品質(zhì)參數(shù)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中光譜技術(shù)檢測(cè)成本高，無法廣泛應(yīng)用的技術(shù)問題。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術(shù)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本專利技術(shù)的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)的側(cè)視圖；圖2是本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)探頭結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)的光譜光電二極管的縱向剖面圖；圖4是本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中光學(xué)檢測(cè)方法的步驟示意圖；圖5是本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中光學(xué)檢測(cè)方法中對(duì)信號(hào)光的處理流程示意圖；圖6是本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中光學(xué)檢測(cè)方法的樣品的檢測(cè)系統(tǒng)示意圖;圖7是本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中光學(xué)檢測(cè)方法的Lorentzian函數(shù)示意圖；圖8是本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中光學(xué)檢測(cè)方法的洛倫茲函數(shù)單波長(zhǎng)擬合效果示意圖；圖9是本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中光學(xué)檢測(cè)方法的Gompertz四參數(shù)分布函數(shù)示意圖；具體實(shí)施方式為使本專利技術(shù)實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本專利技術(shù)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本專利技術(shù)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本專利技術(shù)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本專利技術(shù)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本專利技術(shù)保護(hù)的范圍。圖1示出了本實(shí)施例中光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)的側(cè)視圖，圖2示出了本專利技術(shù)實(shí)施例中光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)探頭結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1、2所示，本實(shí)施例具體包括：檢測(cè)探頭1，其中包括多個(gè)光譜光電二極管2，每個(gè)光譜光電二極管2均用于發(fā)射單色光，并令單色光照射到樣品3上，其中，至少一個(gè)光譜光電二極管所發(fā)射的單色光的波長(zhǎng)與其它光譜光電二極管不同；收集單元4，用于收集多個(gè)光譜光電二極管2發(fā)射的單色光經(jīng)樣品3表面反射后得到的多路信號(hào)光；處理單元5，包括光電轉(zhuǎn)換模塊6、加法模塊7和檢測(cè)模塊8：光電轉(zhuǎn)換模塊6用于將收集單元4所收集到的多路信號(hào)光分別轉(zhuǎn)換為多路電信號(hào)；加法模塊7用于對(duì)多路電信號(hào)進(jìn)行加法運(yùn)算，得到運(yùn)算結(jié)果；檢測(cè)模塊8用于根據(jù)運(yùn)算結(jié)果對(duì)樣品3的品質(zhì)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，輸出檢測(cè)結(jié)果。其中，檢測(cè)探頭1可以根據(jù)需檢測(cè)的樣品的品質(zhì)參數(shù)的類型來選擇不同特征波長(zhǎng)的光譜光電二極管2，n個(gè)波段的光譜二極管組成檢測(cè)陣列，以得到更加有針對(duì)性、更加精確的檢測(cè)結(jié)果。另外，每個(gè)光譜光電二極管2均可以包括反射光出射孔9。圖3為光譜光電二極管的縱向剖面圖，反射光出射孔9均可以連接一根光纖(圖中未示出)，光纖用于收集經(jīng)樣品3表面反射后的信號(hào)光并傳輸至收集單元4。舉例來說，反射光出射孔9可以位于光譜光電二極管2的中心位置。在本實(shí)施例的一個(gè)具體結(jié)構(gòu)中，加法模塊7可以包括：運(yùn)算放大器；加法模塊7還可以用于：對(duì)多路電信號(hào)進(jìn)行放大運(yùn)算。圖4示出了一種光學(xué)檢測(cè)方法，利用上述實(shí)施例中的任一種光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行光學(xué)檢測(cè)，參見圖4，本實(shí)施例的方法具體包括：步驟401：將多路單色光入射至樣品表面。步驟402：接收所述多路單色光經(jīng)所述樣品表面反射得到的多路信號(hào)光。例如，可將n個(gè)光譜光電二極管所發(fā)出的n路單色光經(jīng)樣品表面反射得到n路信號(hào)光S1,S2,。。。。。,Sn。步驟403：將所述多路本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括：檢測(cè)探頭、收集單元和處理單元，其中：所述檢測(cè)探頭包括多個(gè)光譜光電二極管，每個(gè)所述光譜光電二極管均用于發(fā)射單色光，并令所述單色光照射至樣品上，其中，至少一個(gè)光譜光電二極管所發(fā)射的單色光的波長(zhǎng)與其它光譜光電二極管不同；所述收集單元用于收集所述多個(gè)光譜光電二極管發(fā)射的單色光經(jīng)所述樣品表面反射后得到的多路信號(hào)光；所述處理單元包括光電轉(zhuǎn)換模塊、加法模塊和檢測(cè)模塊：所述光電轉(zhuǎn)換模塊用于將所述收集單元所收集到的多路信號(hào)光分別轉(zhuǎn)換為多路電信號(hào)；所述加法模塊用于對(duì)所述多路電信號(hào)進(jìn)行加法運(yùn)算，得到運(yùn)算結(jié)果；所述檢測(cè)模塊用于根據(jù)所述運(yùn)算結(jié)果對(duì)所述樣品的品質(zhì)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，輸出檢測(cè)結(jié)果。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括：檢測(cè)探頭、收集單元和處理單元，其中：所述檢測(cè)探頭包括多個(gè)光譜光電二極管，每個(gè)所述光譜光電二極管均用于發(fā)射單色光，并令所述單色光照射至樣品上，其中，至少一個(gè)光譜光電二極管所發(fā)射的單色光的波長(zhǎng)與其它光譜光電二極管不同；所述收集單元用于收集所述多個(gè)光譜光電二極管發(fā)射的單色光經(jīng)所述樣品表面反射后得到的多路信號(hào)光；所述處理單元包括光電轉(zhuǎn)換模塊、加法模塊和檢測(cè)模塊：所述光電轉(zhuǎn)換模塊用于將所述收集單元所收集到的多路信號(hào)光分別轉(zhuǎn)換為多路電信號(hào)；所述加法模塊用于對(duì)所述多路電信號(hào)進(jìn)行加法運(yùn)算，得到運(yùn)算結(jié)果；所述檢測(cè)模塊用于根據(jù)所述運(yùn)算結(jié)果對(duì)所述樣品的品質(zhì)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，輸出檢測(cè)結(jié)果；其中，每個(gè)光譜光電二極管均包括反射光出射孔，所述反射光出射孔連接光纖，所述光纖用于收集經(jīng)所述樣品表面反射后的信號(hào)光并傳輸至所述收集單元。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測(cè)探頭還用于：根據(jù)需檢測(cè)的樣品的品質(zhì)參數(shù)類型選擇所述特征波段的光譜光電二極管。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述反射光出射孔位于所述光譜光電二極管的中心位置。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述加法模塊包括：運(yùn)算放...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：彭彥昆，趙娟，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：北京;11