【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及食品安全檢測，具體涉及一種針對固體食品的安全檢測裝置、系統及方法。
技術介紹
1、飲食保障重于天，食品安全須列前。近年來，隨著人們生活水平的不斷提高，飲食模式已基本實現了由“吃飽”向“吃好”的革命性轉變，消費者對于食品品質和安全把控的關注愈發重視。
2、常見的檢測方法主要包括：化學比色法、電化學法、質譜色譜法、免息學法、光譜法等，檢測設備多為實驗室中的大型儀器，存在檢測流程復雜、專業要求高、操作條件嚴格、便攜性差等問題。此外，現有的食品安全檢測裝置只能檢測單一類型中的幾種污染物，難以同時對農藥殘留、獸藥殘留、生物毒素、重金屬和非法添加物等污染物進行集成檢測，存在應用范圍窄的問題，難以實現工業化應用，無法滿足普通民眾的日常需求。
3、有鑒于此，本專利技術人提供一種針對固體食品的安全檢測裝置、系統及方法，以解決上述技術問題。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于克服上述現有技術的缺點，提出一種針對固體食品的安全檢測裝置、系統及方法，該檢測裝置將食品安全中的農藥殘留、獸藥殘留、生物毒素、重金屬及非法添加物等污染物檢測集成在一起，實現固體的反射光譜檢測。
2、為了實現上述目的，本專利技術采用了如下技術方案：
3、一方面，本專利技術提供一種針對固體食品的安全檢測裝置，包括殼體，所述殼體內設置有光源模塊，所述光源模塊的光源輸出端依次設置有積分球以及安裝在檢測口并用于放置載裝塊的裝載白板，且所述光源模塊的外周上設置有聚光罩，所述積分
4、還包括設置在殼體外表面上的人機交互界面和多個操作按鈕，所述人機交互界面、主控板及光源模塊均與蓄電池連接；所述人機交互界面、多個操作按鈕及光源模塊均與主控板連接。
5、進一步地，所述光源模塊包括發光光源和控制電路，所述發光光源通過控制電路與主控板連接，所述控制電路還與蓄電池連接。
6、進一步地，所述主控板包括控制模塊、數據采集模塊、數據處理模塊、數據分析模塊、通信模塊、存儲模塊、多個操作接口及多個輸入/輸出接口；
7、所述通信模塊包括無線或/和有線通信模式，所述無線通信模式包括wifi和藍牙，所述有線通信模式包括多個usb接口；
8、所述控制模塊，用于控制控制電路和光譜儀的開啟或關閉；
9、所述數據采集模塊，用于接收任一輸入/輸出接口、usb接口及操作接口傳輸的信號；
10、所述數據處理模塊，用于接收所述數據采集模塊傳輸的信號并對其進行預處理；
11、所述數據分析模塊，用于存儲多種食品光譜圖像數據、以及對預處理后的信號進行分析，得出光譜曲線數據，利用多種食品光譜圖像數據與光譜曲線數據進行比較和匹配，并通過網絡模型得出待檢測食品的污染物含量，基于得到的污染物含量對其進行計算和比較，得到檢測結果；
12、具體的，對預處理后的光譜信號進行比較、計算光譜的強度、波長范圍等特征參數，得到光譜曲線數據，將該光譜曲線數據與存儲的多種食品光譜圖像數據進行比較和匹配，確定待檢測食品的化學成分，進而得到待檢測食品污染物類別，再通過圖像數據算法，基于機器深度學習，以自適應濾波+傅里葉變換+殘差連接+隨機森林分類4型數學模型為網絡模型，提取污染物的特征，并將提取的污染物的特征自動反演預測污染含量，定性定量判讀待檢測食品中污染物的含量；或者對預處理后的光譜信號進行比較、計算光譜的強度、波長范圍等特征參數，得到光譜曲線數據，將該光譜曲線數據與存儲的多種食品光譜圖像數據進行比較和匹配，確定待檢測食品的化學成分，進而得到待檢測食品污染物類別，基于卷積神經網絡模型(cnn)從光譜曲線數據提取污染物的特征，并將提取的污染物的特征自動反演預測污染含量，定性定量判讀待檢測食品中污染物的含量。最后利用最小二乘法將待檢測食品中污染物的含量與國家食品安全標準限量進行擬合，得到光譜檢測限量，最后將光譜檢測限量與國家食品安全標準限量進行比較得到是否超標的檢測結果；
13、多個所述操作按鈕均與對應的操作接口連接；
14、任一所述usb接口設置在殼體的外表面上，便于所述主控板與外部設備進行通信。
15、進一步地，所述殼體的外表面上設置有與蓄電池連接的充電插口。
16、另一方面，本專利技術還提供一種針對固體食品的安全檢測系統，基于上述所述的針對固體食品的安全檢測裝置，包括數據庫和與其連接的數據采集終端和數據分析計算平臺；
17、所述數據庫，用于接收數據采集終端發送的光譜曲線數據，并將接收的光譜曲線數據與預建立的數據庫中食品光譜圖像數據進行比較和匹配，確定待檢測食品的化學成分，進而得到待檢測食品污染物類別；
18、所述數據庫還用于將光譜曲線數據、得到的待檢測食品化學成分以及污染物類別傳輸至數據分析計算平臺以獲得待檢測食品的污染物含量，所述數據分析計算平臺基于得到的污染物含量對其進行計算和比較，得到檢測結果，并將得出的污染物類別和檢測結果原路返回至數據采集終端進行顯示。
19、進一步地，所述數據采集終端包括上述所述的檢測裝置，所述檢測裝置通過云服務平臺與數據庫連接；
20、所述數據庫包含多種食品光譜圖像數據。
21、進一步地，所述數據分析計算平臺上包括有測量待檢測食品的污染物含量的網絡模型，通過所述網絡模型提取待檢測食品的污染物特征，得到待檢測食品的污染物含量；將得到的污染物含量進行計算和比較得到光譜檢測限量，將光譜檢測限量與國家食品安全標準限量進行比較得到檢測結果。
22、具體的，該網絡模型與上述所述的數據處理模塊的網絡模型相同。
23、又一方面，本專利技術還提供一種針對固體食品的安全檢測方法，基于上述所述的針對固體食品的安全檢測系統，包括以下步驟：
24、步驟1、采用檢測裝置獲取待檢測食品的光譜信號，并對光譜信號進行預處理和分析，得到光譜曲線數據；
25、步驟2、建立含有多種食品光譜圖像數據的數據庫；
26、步驟3、將步驟1得到的光譜曲線數據傳輸至數據庫中與多種所述食品光譜圖像數據進行比較和匹配，確定待檢測食品的化學成分，進而得到待檢測食品的污染物類別；
27、步驟4、在數據分析計算平臺上建立分析待檢測食品的污染物含量的網絡模型，將光譜曲線數據、步驟3得到的待檢測食品的化學成分以及污染物類別傳輸至數據分析計算平臺上，通過網絡模型提取待檢測食品污染物的特征，進而得到待檢測食品的污染物含量；
28、步驟5、根據國家食品安全標準限量對步驟4得到的污染物含量計算對應的光譜檢測限量，然后將光譜檢測限量與國家食品安全標準限量進行比對，得到待檢測食品是否安全的檢測結果。
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【技術保護點】
1.一種針對固體食品的安全檢測裝置，其特征在于，包括殼體(1)，所述殼體(1)內設置有光源模塊，所述光源模塊的光源輸出端依次設置有積分球(3)以及安裝在檢測口并用于放置載裝塊的裝載白板(4)，且所述光源模塊的外周上設置有聚光罩(2)，所述積分球(3)的一端與聚光罩(2)接觸，另一端與檢測口接觸；所述殼體(1)內還設置有蓄電池(6)、主控板(5)及光譜儀(7)，所述光譜儀(7)與積分球(3)和主控板(5)分別連接，用于接收積分球(3)輸出的光譜信號并將所述光譜信號傳輸至主控板(5)上進行處理，所述殼體(1)的外表面上設置有與蓄電池(6)連接的電源開關(11)；
2.根據權利要求1所述的針對固體食品的安全檢測裝置，其特征在于，所述光源模塊包括發光光源和控制電路，所述發光光源通過控制電路與主控板(5)連接，所述控制電路還與蓄電池(6)連接。
3.根據權利要求2所述的針對固體食品的安全檢測裝置，其特征在于，所述主控板(5)包括控制模塊、數據采集模塊、數據處理模塊、數據分析模塊、通信模塊、存儲模塊、多個操作接口及多個輸入/輸出接口；
4.根據權利要求1所
5.一種針對固體食品的安全檢測系統，其特征在于，基于權利要求1～4任一項所述的針對固體食品的安全檢測裝置，包括數據庫和與其連接的數據采集終端和數據分析計算平臺；
6.根據權利要求5所述的針對固體食品的安全檢測系統，其特征在于，所述數據采集終端包括權利要求1～4任一項所述的檢測裝置，所述檢測裝置通過云服務平臺與數據庫連接；
7.根據權利要求6所述的針對固體食品的安全檢測系統，其特征在于，所述數據分析計算平臺上包括有測量待檢測食品的污染物含量的網絡模型，通過所述網絡模型提取待檢測食品污染物的特征，得到污染物含量；將得到的污染物含量進行計算和比較得到光譜檢測限量，將光譜檢測限量與國家食品安全標準限量進行比較得到檢測結果。
8.一種針對固體食品的安全檢測方法，其特征在于，基于權利要求6或7所述的針對固體食品的安全檢測系統，包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種針對固體食品的安全檢測裝置，其特征在于，包括殼體(1)，所述殼體(1)內設置有光源模塊，所述光源模塊的光源輸出端依次設置有積分球(3)以及安裝在檢測口并用于放置載裝塊的裝載白板(4)，且所述光源模塊的外周上設置有聚光罩(2)，所述積分球(3)的一端與聚光罩(2)接觸，另一端與檢測口接觸；所述殼體(1)內還設置有蓄電池(6)、主控板(5)及光譜儀(7)，所述光譜儀(7)與積分球(3)和主控板(5)分別連接，用于接收積分球(3)輸出的光譜信號并將所述光譜信號傳輸至主控板(5)上進行處理，所述殼體(1)的外表面上設置有與蓄電池(6)連接的電源開關(11)；
2.根據權利要求1所述的針對固體食品的安全檢測裝置，其特征在于，所述光源模塊包括發光光源和控制電路，所述發光光源通過控制電路與主控板(5)連接，所述控制電路還與蓄電池(6)連接。
3.根據權利要求2所述的針對固體食品的安全檢測裝置，其特征在于，所述主控板(5)包括控制模塊、數據采集模塊、數據處理模塊、數據分析模塊、通信模塊、存儲模塊、多個操作接口及多個輸入...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王樂，毛星，徐磊，馮國勇，王辰，方天馳，姜笑天，王萬安，景卓元，張飛飛，辛昊，劉曉雯，
申請(專利權)人：中國人民解放軍三二一八一部隊，
類型：發明
國別省市：
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