[發明專利]一種基于光譜技術的馬鈴薯自動篩選裝置

有效

• 申請號: 202010136678.8
• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN111257271B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 韓文賀
• 申請（專利權）人: 滕州市界河鎮農業綜合服務中心
• 主分類號: G01N21/3563
• 分類號: G01N21/3563;G01N21/3554;G01B11/08;A23L19/18;A21B5/08
• 代理公司: 北京嘉途睿知識產權代理事務所(普通合伙) 11793
• 代理人: 李鵬

本發明涉及一種基于光譜技術的馬鈴薯自動篩選裝置。利用紅外光譜對馬鈴薯片進行逐一的實時的檢測，可以根據光強?時間曲線確定馬鈴薯的含水率、淀粉均勻度和直徑，從而僅使用單一的設備就可以實現多種參數的測量，且這種測量是實時的，可以應用于在線檢測，還設置了特殊的運輸裝置的結構，保證了光譜的穩定性；此外本發明結合檢測裝置設置了油炸馬鈴薯的加工裝置，使馬鈴薯的油炸時間和其含水率進行關聯，由于馬鈴薯的含水率會影響其油炸時的含油量，從而保證了馬鈴薯油炸后的口感的一致性，此外還設置了含油量的檢測裝置，使得最后到達終點的馬鈴薯片表面含油量也一致。

技術領域

本發明涉及光學檢測領域，尤其涉及一種基于光譜技術的馬鈴薯自動篩選裝置。

背景技術

馬鈴薯是日常食用的食品，現有技術對于馬鈴薯的檢測一般是抽樣方式檢測，檢測結果難以代表整個大量馬鈴薯的實際，此外在進行精細加工時，每一個馬鈴薯的成分含量都不一樣，而如果針對每一個馬鈴薯都進行單獨的檢測勢必會浪費大量的時間。

例如申請號CN201320694192.1馬鈴薯透射機器視覺圖像實時在線檢測試驗臺，由檢測臺架、被動托輥、帶孔輸送帶、輸送帶托板、機器視覺透射圖像采集箱、透射光源箱、主動托輥、從動同步帶輪、同步帶、主動同步帶輪、步進電機、變頻器、控制開關、輸送帶張緊裝置、檢測臺架水平調節裝置等組成，通過透射機器視覺技術對馬鈴薯外部品質和內部品質特征指標同時進行在線檢測與實時分析，采用帶孔輸送帶輸送馬鈴薯檢測樣品，可以一次性獲得馬鈴薯內外部特征指標的綜合檢測結果并完成品質的分級，提高馬鈴薯品質的檢測與分選效率，但是一是圖像檢測需要的算力很大，其次圖像檢測馬鈴薯檢測精度很難以保證，最多到達和人工目檢的效果。

紅外光譜技術是最近興起的一種無損檢測方式，其可以快速的檢測各種食品的含水量、營養成分等，檢測精度高。但是目前的檢測方式一般還停留在實驗室的階段，實際的生產線使用還很少。

發明內容

針對上述內容，為解決上述問題，提供一種基于光譜技術的馬鈴薯自動篩選裝置，包括計算機、控制主機、在線檢測盒、運輸裝置；

控制主機連接計算機，計算機向控制主機發送檢測命令，且計算機從控制主機接收檢測的光譜數據；控制主機連接在線檢測盒，在線檢測盒內設置有光發射頭和光接收頭，從而對馬鈴薯片進行光譜檢測，光接收頭將接收的光運輸至控制主機；控制主機內設置有光源和分光裝置，光源發出的光經過光纖運輸至光發射頭，分光裝置接收光接收頭傳回的光，并將其轉換成傅里葉紅外光譜數據；

運輸裝置上可平放多個馬鈴薯片，且運輸裝置將平放的馬鈴薯片逐個運輸至在線檢測盒的下方進行檢測，在運輸出在線檢測盒的下方。

在線檢測盒設置于運輸裝置的正上方，且光發射頭發出的光經過運輸裝置表面的馬鈴薯片反射后被光接收頭接收；光接收頭前設置有聚光裝置，使得被馬鈴薯片散射的光80％以上可以被光接收頭接收；

運輸裝置為表面設置有反光凸起的傳送帶，反光凸起為和傳送帶運動方向相平行的棱狀凸起，使得當馬鈴薯片逐個經過光在線檢測盒下方時，馬鈴薯片之間的間隙被光發射頭照射時，經過從光發射頭發出的光全部被棱狀凸起反射到聚光裝置之外，使光接收頭接收不到光信號。

計算機接收的光譜信號為連續的光譜信號，即計算機接收的光譜數據為光接收頭接收的幾個特征波長的光強度隨時間變化的曲線，即光強-時間曲線；

光強-時間曲線表征了馬鈴薯片沿著傳送帶前進方向不同位置的特征波長的反射光強度，特征波長為表征馬鈴薯含水率或者馬鈴薯淀粉含量的傅里葉紅外特征波長。

計算機將光強-時間曲線進行數據處理，首先將其進行分割，即按照沒有光強的位置識別為非馬鈴薯，將有光強的位置識別為馬鈴薯片，然后獲得每個馬鈴薯片對應的光強-時間曲線的時間長度t、含水率特征波長的平均強度R、淀粉特征波長的標準差E；