[實用新型]基于近紅外光譜的小粒徑種子品質在線無損檢測裝置

有效

• 申請號: 201220353616.3
• 申請日: 2012-07-20
• 公開（公告）號: CN202693464U
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 廖宜濤;廖慶喜;劉潔;丁幼春
• 申請（專利權）人: 華中農業大學
• 主分類號: G01N21/27
• 分類號: G01N21/27
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 張紅兵

技術領域

本實用新型屬于農業檢測技術領域，具體涉及一種小粒徑種子特別是糧油作物籽粒品質在線檢測裝置，該裝置與近紅外光譜無損檢測領域相關。

背景技術

我國是世界油菜主產國之一，2001～2010年平均種植面積約690萬公頃，油菜籽總產量約1200萬噸，占世界總量的30%左右。油菜籽中包含芥酸、亞麻酸、油酸、亞油酸、蛋白質、硫苷等成分，是我主要國食用植物油、飼料用植物蛋白餅粕來源；也是生物柴油，工業、醫藥用油脂的重要來源。

不同品種的油菜籽成分含量差別較大，同一品種的油菜受生長環境的影響，成分也不一致。不同用途對油菜籽的要求也不同：用于食用油榨取時，要求芥酸、亞麻酸等飽和脂肪酸含量低，保證食用營養價值與健康；用于工業油脂制備時，要求芥酸含量高；飼料用菜籽餅粕要求蛋白質含量高、硫苷含量低。油菜籽采收過程中會出現未熟、霉變（生霉）和熱損傷的不完善粒及其它雜質。籽粒水分大或未成熟粒多會導致貯藏期間發生霉變，含油率、含水率的不同，對貯藏時的溫度、相對濕度、堆放高度等要求也不同。因此實際生產中需要實施油菜種子和原料質量控制，最大化油菜種植和加工經濟效益。

農作物種子和原料質量控制須以其單籽粒的品質為基礎，因此需要準確、快速、便捷、適用的單粒油菜籽品質檢測技術與裝備，為實施品質控制提供技術支撐。油菜籽的品質包括涉及內部成分的含油量、各種飽和脂肪酸與不飽和脂肪酸、硫苷、蛋白質和水分含量，以及發芽、霉變、未熟和熱損傷的不完善籽粒率及含雜率等多個指標。其中生霉、未熟和熱損傷的不完善籽粒率及含雜率通常是人工篩選視檢；內部成分檢測方法是通過化學方法采用手工、自動半自動化儀器對油菜籽的含油量、水分、蛋白質含量等品質特性進行檢測，或借助大型儀器設備，如氣相色譜儀、液相色譜儀、高效液相色譜儀等對油菜籽的脂肪酸組分、硫苷含量進行分析測定。這類檢測方法過程復雜耗時、勞動量大、成本高，多屬于破壞性檢測，不適用于實際生產中油菜籽品質控制。因此實施快速、便捷、適用和先進的單粒油菜籽品質檢測對實際生產中實施精準全面的油菜種子和原料質量控制，最大化油菜生產經濟效益具有重要的理論價值和現實意義。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種近紅外光譜的小粒徑種子品質在線無損檢測裝置。通過在線采集小粒徑種子（例如單粒油菜籽）樣品的光譜信息，根據要求檢測的油菜籽品質指標離線對已采光譜的各單粒油菜籽樣品進行待檢測品質的理化分析測試，利用采集的單粒油菜籽光譜和已測定的油菜籽粒的品質指標理化參考值，通過化學計量學方法建立基于光譜信息的單粒油菜籽品質檢測模型，對待測樣品的待檢測指標進行實時在線無損檢測。

本實用新型采用的技術方案如下：

一種近紅外光譜的小粒徑種子品質在線無損檢測裝置，該裝置包括光譜信號采集光纖1、光譜采集控制光電傳感器2、單粒取樣裝置3、近紅外光譜儀4、入射光纖5、光源6、電機7、負壓管道8、正壓管道9、正負壓風機10和計算機11，所述的正負壓風機10通過負壓管道8和正壓管道9與單粒取樣裝置3相連，電機7與單粒取樣裝置3通過取樣器軸16連接，入射光纖5將光源6傳遞至單粒取樣裝置3中，光譜采集控制光電傳感器2固定在單粒取樣裝置3上，檢測到樣品后，發送信號給近紅外光譜儀4，近紅外光譜儀4采集經光譜信號采集光纖1傳輸的樣品光譜信息發送給計算機11。

所述的單粒取樣裝置3中的正負壓氣室12通過負壓孔13和正壓孔17分別與負壓管道8、正壓管道9連通，取樣圓盤18圓周均布取樣型孔19，取樣型孔19外對應布置光譜采集控制窗20，取樣圓盤18固定在取樣器軸16上，其由電機7帶動，取樣器樣品倉21與正負壓氣室12固定扣合且由取樣圓盤18在內部隔離，其上對應布置有光纖固定孔14和光電傳感器固定孔15。

本實用新型的使用方法是：

一種單粒油菜籽品質的近紅外光譜在線無損檢測方法，其步驟如下：

1)離線建立品質檢測模型：

在線采集單粒油菜籽樣品的光譜信息，根據要求檢測的油菜籽品質指標，離線對已采光譜的單粒油菜籽樣品進行分析測試，獲得其品質指標參考值，利用采集的單粒油菜籽光譜和測定的對應油菜籽粒品質指標理化參考值，通過化學計量學方法，建立基于光譜信息的單粒油菜籽品質檢測模型；

2)在線檢測：

在線檢測時，自動采集待測單粒油菜籽樣品的光譜信息，利用離線建立的單粒油菜籽品質檢測模型，對待測樣品的待檢測指標進行實時在線無損檢測。