[實(shí)用新型]一種基于圖像處理的臍橙無(wú)損檢測(cè)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520525580.6
• 申請(qǐng)日: 2015-07-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204789336U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張紅燕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 賀州學(xué)院
• 主分類號(hào): G01N21/63
• 分類號(hào): G01N21/63
• 代理公司: 長(zhǎng)沙市和協(xié)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 43115
• 代理人: 高志輝

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于臍橙無(wú)損檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于圖像處理的臍橙無(wú)損檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代工業(yè)不斷發(fā)展的同時(shí)，未經(jīng)處理的含有大量重金屬的工業(yè)“三廢”污染物被直接排放到環(huán)境中，使得大量的重金屬進(jìn)入農(nóng)產(chǎn)品中，嚴(yán)重影響農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量，危害人類安全。其中，鎘和鉛是存在于環(huán)境中的有毒重金屬，同時(shí)也是工業(yè)原料，被廣泛應(yīng)于電池、顏料、電鍍和橡膠等行業(yè)中。鎘進(jìn)入人體會(huì)積存在肝臟、腎臟，造成危害，導(dǎo)致骨骼疏松和軟化，損壞最為明顯的是腎臟，甚至可能誘發(fā)癌癥。鉛元素會(huì)導(dǎo)致貧血，肝硬化等疾病，嚴(yán)重影響人體的免疫系統(tǒng)，并是致癌物質(zhì)。因此，靈敏度高快速地檢測(cè)農(nóng)產(chǎn)品中鎘和鉛含量具有重大意義。

目前，農(nóng)產(chǎn)品無(wú)損檢測(cè)方面的研究越來(lái)越受到重視，其研究出的技術(shù)成果也比較多樣，其中具有代表性的專利技術(shù)如：基于高光譜圖像技術(shù)的農(nóng)畜產(chǎn)品無(wú)損檢測(cè)方法，其原理主要是通過(guò)建立農(nóng)產(chǎn)品的反射光譜與其內(nèi)在品質(zhì)間的聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)光譜檢測(cè)質(zhì)量（如糖酸度、硬度等）分級(jí)；但該種檢測(cè)方式難以解決農(nóng)產(chǎn)品重金屬含量的分析。現(xiàn)有階段，對(duì)重金屬鎘鉛的分析主要技術(shù)采取原子吸收光譜、原子熒光光譜、電感耦合等離子體質(zhì)譜法等檢測(cè)技術(shù)；但光譜法和質(zhì)譜法的樣品前處理時(shí)間長(zhǎng)且復(fù)雜，及儀器貴重，在原位、快速、無(wú)損檢測(cè)方面受到限制。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于圖像處理的臍橙無(wú)損檢測(cè)裝置，以解決上述背景技術(shù)中提出的農(nóng)產(chǎn)品重金屬污染檢測(cè)復(fù)雜且耗時(shí)長(zhǎng)的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：一種基于圖像處理的臍橙無(wú)損檢測(cè)裝置，包括計(jì)算機(jī)、循環(huán)系統(tǒng)、石榴子石型激光晶體、反射裝置、光纖探頭、凸透鏡、緩沖裝置、高精度光譜儀、樣本、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，所述循環(huán)系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)電性連接，所述石榴子石型激光晶體與循環(huán)系統(tǒng)連接，且設(shè)置在反射裝置的左側(cè)，所述反射裝置設(shè)置在凸透鏡的正上方，所述凸透鏡設(shè)置在反射裝置與旋轉(zhuǎn)平臺(tái)之間，所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)設(shè)置在高精度光譜儀的右側(cè)，所述樣本設(shè)置在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上，所述高精度光譜儀與計(jì)算機(jī)電性連接，所述緩沖裝置與高精度光譜儀連接，所述光纖探頭設(shè)置在緩沖裝置與反射裝置之間，且與高精度光譜儀連接。

上述方案的進(jìn)一步具體化說(shuō)明，所述反射裝置由反射鏡穿孔反射鏡組成；所述計(jì)算機(jī)上設(shè)有圖像處理系統(tǒng)；所述高精度光譜儀上設(shè)有圖像采集模塊。

上述方案的工作原理：由于高能激光照射到樣品時(shí)，其樣品表面照射點(diǎn)的瞬間溫度可達(dá)上千攝氏度，可使表面點(diǎn)的原子等離子體化，其等離子體與周邊原子作用后產(chǎn)生不同頻率分布的光子，也即光譜，不同原子的光譜不一樣，在光譜檢測(cè)時(shí)，可通過(guò)觀察某些元素的特征峰高度（特定頻率光子的總數(shù)）來(lái)判斷其元素含量。

上述方案的工作過(guò)程：本實(shí)用新型所述的基于圖像處理的臍橙無(wú)損檢測(cè)裝置通過(guò)其石榴子石型激光晶體發(fā)射激光，其激光通過(guò)反射裝置和凸透鏡聚焦在樣品表面產(chǎn)生等離子體，并產(chǎn)生不同頻率分布的光子，其光子經(jīng)反射裝置反射后，進(jìn)入光纖探頭，并在高精度光譜儀中形成光譜，其光譜通過(guò)計(jì)算機(jī)程序計(jì)算出不同元素特征峰的高度，從而實(shí)現(xiàn)出各重金屬元素含量的分析。

作為以上技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，為了實(shí)現(xiàn)樣品的表面化學(xué)物質(zhì)檢測(cè)和外觀特性檢測(cè)，所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)為透明材質(zhì)，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)下方設(shè)置有CCD照相器和鎢光燈，CCD照相器通過(guò)分線器分別連接計(jì)算機(jī)和高精度光譜儀，高精度光譜儀連接計(jì)算機(jī)。

上述優(yōu)化方案的實(shí)現(xiàn)原理：該方案采用的是高光譜圖像技術(shù)檢測(cè)原理，CCD照相器各素點(diǎn)通過(guò)對(duì)樣品的反射光感應(yīng)，可形成樣品的平面外觀圖像，計(jì)算機(jī)通過(guò)其平面外觀圖像的分析處理可實(shí)現(xiàn)破損、光澤度和污斑等特性檢測(cè)；高精度光譜儀通過(guò)對(duì)CCD照相器部分素點(diǎn)區(qū)域所感應(yīng)的光子頻率進(jìn)行光譜分析，形成光譜圖，并經(jīng)計(jì)算機(jī)對(duì)其光譜圖進(jìn)行處理分析，可實(shí)現(xiàn)糖酸度的檢測(cè)。

作為以上方案的進(jìn)一步優(yōu)化，為實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的氣味檢測(cè)，所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)側(cè)邊安裝有多種氣體傳感器，氣體傳感器電性連接計(jì)算機(jī)。

本實(shí)用新型的技術(shù)效果和優(yōu)點(diǎn)：本實(shí)用新型所述基于圖像處理的臍橙無(wú)損檢測(cè)裝置，不僅包含元素含量光譜檢測(cè)裝置，還包含了高光譜圖像技術(shù)檢測(cè)裝置，兩種裝置共用光譜儀，能較好的實(shí)現(xiàn)集成檢測(cè)，能全面的檢測(cè)出樣品的重金屬含量、破損度、色澤度和糖酸度等特性；而且，該實(shí)用新型中的元素含量光譜檢測(cè)裝置，采用的是激光照射法，被照射樣品被等離子體化，其不同元素的等離子體產(chǎn)生其元素相應(yīng)的特征波譜，因此該裝置對(duì)元素的檢測(cè)不受檢測(cè)對(duì)象的限制，固體、氣體和液體都可檢測(cè)，可廣泛被應(yīng)用于元素分析和環(huán)境污染檢測(cè)等領(lǐng)域；同時(shí)，本實(shí)用新型操作簡(jiǎn)單，樣品處理簡(jiǎn)單，智能化程度高。