專利名稱：一種畜禽肉類新鮮度無損快速檢測(cè)的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種畜禽肉類新鮮度檢測(cè)的方法及裝置，特別涉及一種用于檢測(cè)畜禽肉類深層新鮮度的無損快速檢測(cè)的方法及裝置。
背景技術(shù)：
隨著人們生活水平的不斷提高，肉類消費(fèi)量日益增大，人們對(duì)于肉類的品質(zhì)衛(wèi)生要求更是不斷提高，如何準(zhǔn)確的評(píng)定肉品的新鮮程度關(guān)系著人們的切身利益。我國(guó)對(duì)鮮凍畜禽肉的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)都有明文規(guī)定，根據(jù)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)肉品新鮮程度的評(píng)定主要采用感官標(biāo)準(zhǔn)與理化標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合的方法。感官標(biāo)準(zhǔn)主要參考的是肉品色澤、粘度、彈性、氣味等；理化標(biāo)準(zhǔn)主要是對(duì)肉品揮發(fā)性鹽基氮等的測(cè)定。
肉的變質(zhì)主要是指在微生物蛋白酶和肽鏈內(nèi)切酶等作用下肉類蛋白質(zhì)的腐敗分解過程。因而目前判定肉品新鮮度主要從肉品的感觀性狀、腐敗分解產(chǎn)物的特性及含量、細(xì)菌的數(shù)量及污染程度三個(gè)方面來進(jìn)行，現(xiàn)有的檢測(cè)技術(shù)主要有如下幾種(1)揮發(fā)性鹽基氮(TBV-N)的測(cè)試無論采用凱氏定氮法，還是采用分光光譜法，都要對(duì)肉品做前處理，提取肉浸液后再進(jìn)行測(cè)定。其操作步驟煩瑣，測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)，而且不是無損檢測(cè)，難以滿足當(dāng)前對(duì)于大批量樣品快速無損的檢測(cè)要求。(2)通過測(cè)試pH值表示對(duì)新鮮度的影響美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?0020027074，專利名稱為“pHsensor”中介紹的用pH值來表示稻米的新鮮度，但pH值用于畜禽肉的新鮮度測(cè)試時(shí)，易受到諸如品種、采樣部位、家畜宰前狀況等因素影響，因而難以單獨(dú)用這一個(gè)指標(biāo)反映出肉品新鮮度變化的真實(shí)情況。(3)K值測(cè)量法動(dòng)物死亡后，其肉品中的三磷酸腺苷ATP在ATP酶的作用下，依次分解為二磷酸腺苷(ADP)→一磷酸腺苷(AMP)→肌苷酸(IMP)→次黃嘌呤核苷(HER)、次黃嘌呤(HE)。肌苷酸(IMP)又稱5′-次黃嘌呤核苷酸，是ATP在分解過程的中間產(chǎn)物，而ATP分解的最終產(chǎn)物為次黃嘌呤核苷、次黃嘌呤。將次黃嘌呤核苷、次黃嘌呤的累積量與上述分解過程物質(zhì)的質(zhì)量之和的比值稱為K值。如日本專利JP59130200中公開的方法，取得一定量的肉浸液，分離提純樣品中的ATP和分解物。但該方法提取樣品需要做大量的前處理工作，而且測(cè)試的是肉中的提取物，不能滿足無損、快速、準(zhǔn)確的要求。(4)通過氣味分辨新鮮度如日本專利JP6011501中公開的方法，將肉樣品進(jìn)行前處理，提取肉汁，用濾紙浸入其中提取肉汁樣品，測(cè)試氣味得到新鮮度。但該方法存在的問題是樣品需前處理，且氣味測(cè)試只能當(dāng)肉品重度變質(zhì)時(shí)才能有較好的靈敏度；該種方法也不是無損、快速的方法。(5)檢測(cè)表面肉色來反映新鮮度如日本專利JP4350540中公開的方法，使用光源發(fā)射一定波長(zhǎng)的光照到參照物表面，通過接收器檢測(cè)反射回來的光；參照物與光源、檢測(cè)器有一定距離；光源發(fā)射同樣波長(zhǎng)的光照到肉表面，接收器檢測(cè)反射回來的光，計(jì)算反射吸光度，并將此值采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立與肉色標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，用于預(yù)測(cè)肉色，進(jìn)而推測(cè)新鮮程度。又如日本專利JP2003121351中公開的方法，采用多波長(zhǎng)方法測(cè)試得到從表面反射回來的光與表面新鮮度的經(jīng)驗(yàn)公式。但是，上述兩種方法都只能反映表面的狀態(tài)，而且由于采用了經(jīng)驗(yàn)公式，其結(jié)果受到肉的品種、家畜宰前狀況、表面粗糙情況的影響，很難用于肉品新鮮度的準(zhǔn)確測(cè)量。
綜上所述，目前所用的用于檢測(cè)畜禽類生肉的新鮮度狀況的方法或者耗時(shí)長(zhǎng)，不利于快速檢測(cè)；或者屬于侵入式檢測(cè)，不能完成無損檢測(cè)；或者只能檢測(cè)生肉的表面新鮮度，不能檢測(cè)生肉的深層新鮮度狀況，代表性不強(qiáng)；或者所用的裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不適合現(xiàn)場(chǎng)的快速檢測(cè)。由于利用現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行理化方法檢測(cè)中存在上述測(cè)量耗時(shí)長(zhǎng)、操作要求高、費(fèi)用較大及不能深層測(cè)量的困境，因而在現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)中往往依靠檢驗(yàn)人員根據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)來對(duì)肉品的色、香、味、質(zhì)來進(jìn)行分析測(cè)試，不可避免的含有很大的主觀因素，這無疑影響了對(duì)肉品品質(zhì)的正確評(píng)定。因此就需要建立一種新的測(cè)評(píng)標(biāo)準(zhǔn)和研制一種無損快速檢測(cè)儀器，以彌補(bǔ)當(dāng)前檢測(cè)方法的不足，使得對(duì)肉品新鮮度的檢測(cè)方便、準(zhǔn)確、客觀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種畜禽肉類新鮮度無損快速檢測(cè)的方法和裝置，該方法能夠檢測(cè)畜禽肉類的深層新鮮度，明確給出新鮮度參數(shù)，精度高，專一性強(qiáng)；該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于攜帶。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過如下的方法步驟和技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種畜禽肉類新鮮度無損快速檢測(cè)方法，包括如下步驟1、用至少3束已知強(qiáng)度的波長(zhǎng)范圍為730nm～1100nm的不同波長(zhǎng)的光從肉品表面射入肉品內(nèi)部，在肉品表面上包括第一區(qū)域和第二區(qū)域的至少兩個(gè)不同區(qū)域內(nèi)檢測(cè)肉品中散射出來的不同波長(zhǎng)的光強(qiáng)度。
2、由下面的公式計(jì)算出各束光的漫射比率Rxk
Rkx=IkIkrx]]>式中，k＝1，2，……n，表示不同波長(zhǎng)的光源的腳標(biāo)，n≥3；Ik為第k束光入射的光強(qiáng)；Ixkr為第k束光經(jīng)過被檢測(cè)物體的組織內(nèi)部散射之后在肉品表面區(qū)域檢測(cè)到的漫射光強(qiáng)，x＝1，2；1表示第一區(qū)域，2表示第二區(qū)域；r為漫射光的標(biāo)識(shí)；3、對(duì)同一波長(zhǎng)的入射光，但不同區(qū)域上檢測(cè)到的漫射比率值按下面所述的公式進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算∂RλK=logIkIkr2-logIkIkr1,]]>μaλkμsλk=(ln10∂RλkΔρ-2ρ)23]]>freindex=13Σk=13μaλkμsλk]]>式中，λk表示不同波長(zhǎng)；Δρ為兩個(gè)區(qū)域的中心距離；ρ為與入射光束相距較遠(yuǎn)的區(qū)域與入射光束的距離；μa為吸收系數(shù)，μs為散射系數(shù)，用吸收系數(shù)與散射系數(shù)的乘積平均值表示新鮮程度，這個(gè)指標(biāo)為freindex；4)根據(jù)freindex的值將肉品的新鮮度分三級(jí)freindex≥0.075mm-2表示一級(jí)新鮮度，0.075mm-2＞freindex≥0.055mm-2表示次級(jí)新鮮度，freindex＜0.055mm-2表示變質(zhì)。
上述方法中，步驟1)中所述至少兩個(gè)區(qū)域是以入射光束為中心的兩個(gè)中心半徑不同的環(huán)形區(qū)域，第二環(huán)形區(qū)域的圓環(huán)的中心半徑為10mm～40mm，第一環(huán)形區(qū)域的中心半徑小于第二環(huán)形區(qū)域的中心半徑，且兩個(gè)同心環(huán)形區(qū)域的中心半徑之差為2mm～6mm。
上述方法中，步驟1)中所述至少3束光是依次入射，每次入射光的持續(xù)時(shí)間為150μs，間隔時(shí)間小于1ms。
一種畜禽肉類新鮮度無損快速檢測(cè)的裝置，如圖3、圖4所示，包括光電檢測(cè)單元100、中央處理單元、顯示單元202。
如圖2、圖3所示，所述光電檢測(cè)單元100包括載體101、位于載體中心的光源、至少兩個(gè)光電探測(cè)器；所述光源順序地發(fā)出3個(gè)不同的波長(zhǎng)的光，入射光的持續(xù)時(shí)間為150μs，間隔時(shí)間小于1ms；所述包括第一光電探測(cè)器1031和第二光電探測(cè)器1032的至少兩個(gè)光電探測(cè)器為圓環(huán)形的，分布于以光源為圓心的、不同半徑的兩個(gè)同心環(huán)上；所述的載體101采用硅膠壓膜或注塑形成的片體。
如圖2所示，所述的中央處理單元包括微控制器1、光源功率穩(wěn)定電路2、信號(hào)處理電路3和存儲(chǔ)器4；所述光源功率穩(wěn)定電路2的驅(qū)動(dòng)端通過線纜與所述光源連接，所述光源功率穩(wěn)定電路2的控制端與所述微控制器1的輸入/輸出端連接；光電檢測(cè)單元100中的至少兩個(gè)光電探測(cè)器1031、1032通過線纜與所述信號(hào)處理電路的輸入端連接；所述信號(hào)處理電路3的輸出端、控制端分別與所述微控制器1的輸入、輸出端連接；所述存儲(chǔ)器4與微控制器1連接，用于存儲(chǔ)測(cè)量數(shù)據(jù)。
所述顯示單元202與所述微控制器1的數(shù)據(jù)端連接，用于顯示測(cè)量結(jié)果。
在上述裝置中，所述光源發(fā)出光的波長(zhǎng)范圍為為730nm～1100nm；所述的光源為L(zhǎng)ED(Light-Emitting Diode，簡(jiǎn)稱LED)發(fā)光管或激光光源或裝有濾光片的白熾燈。
在上述裝置中，所述環(huán)形的第一光電探測(cè)器1031的中心內(nèi)徑為10mm～40mm，所述環(huán)形的第二光電探測(cè)器1032的半徑大于第一光電探測(cè)器1031，兩者的半徑之差為2mm～6mm；所述光電探測(cè)器為硅光電池或其他光電探測(cè)器，其響應(yīng)波長(zhǎng)范圍應(yīng)包括光源發(fā)光的波長(zhǎng)范圍。
在上述裝置中，如圖2所示，所述信號(hào)處理電路3包括前置放大電路5、低通濾波電路6、采樣保持電路7順序串聯(lián)連接；所述前置放大電路5的輸入端與所述至少兩個(gè)光電探測(cè)器1031、1032的信號(hào)端連接；所述采樣保持電路7的控制端與微控制器1的輸入/輸出端連接，微控制器1內(nèi)部的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路9對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
在上述裝置中，如圖2、圖4所示，還包括一輸入單元203與微控制器1連接，所述的輸入單元203為一組按鍵及相應(yīng)的電路。
在上述裝置中，如圖2、圖4所示，還包括一打印機(jī)接口205與微控制器1連接，用于外接打印機(jī)設(shè)備。
在上述裝置中，如圖2、圖4還包括一串行口204與微控制器1連接，用于向如個(gè)人計(jì)算機(jī)等其他設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明提供的方法能夠監(jiān)測(cè)畜禽肉類的深層新鮮度，明確給出新鮮度參數(shù)和等級(jí)，精度高，專一性強(qiáng)；本發(fā)明提供的裝置精度高，信噪比高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于攜帶，適于現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)。


圖1為本發(fā)明檢測(cè)原理圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例的電路框圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例光電檢測(cè)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例主機(jī)外觀圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例工作狀態(tài)示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例方法流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述根據(jù)上述原理，如圖2、圖3、圖4所示，一種畜禽肉類新鮮度無損快速檢測(cè)的裝置，包括中央處理單元、光電檢測(cè)單元100、顯示單元202、輸入單元203。
光電檢測(cè)單元100，如圖3所示，包括載體101、由固定在載體101中心的三個(gè)LED發(fā)光管(第一發(fā)光管1021、第二發(fā)光管1022和第三發(fā)光管1023)組成的光源以及第一光電探測(cè)器1031和第二光電探測(cè)器1032。在以光源為圓心半徑為20mm的圓上固定一環(huán)型硅光電池做成第一光電探測(cè)器1031；在以光源為圓心半徑為25mm的圓上固定一個(gè)環(huán)型硅光電池做成第二光電探測(cè)器1032。兩個(gè)光電探測(cè)器1031、1032的為型號(hào)為2CR21，波長(zhǎng)響應(yīng)范圍為400nm-1100nm。載體101為一半徑30mm的圓形黑色硅膠片。光源的驅(qū)動(dòng)端和第一光電探測(cè)器1031、第二光電探測(cè)器1032的信號(hào)端通過線纜104、插頭105分別與中央處理單元中的光源功率穩(wěn)定電路2和信號(hào)處理電路3的輸入端連接。在本實(shí)施例中，組成光源的三個(gè)LED，其發(fā)光波長(zhǎng)分別為730nm、830nm、940nm；另外，本發(fā)明中的發(fā)光管也可以為三個(gè)以上，但這些發(fā)光管發(fā)出的光的波長(zhǎng)限制在3種，當(dāng)每個(gè)波長(zhǎng)的LED數(shù)量增加時(shí)，光強(qiáng)增加，檢測(cè)的效果會(huì)更好。在本實(shí)施例中，發(fā)光管為3個(gè)。
如圖2所示，中央處理單元包括微控制器1、存儲(chǔ)器4、三路LED光源功率穩(wěn)定電路2、信號(hào)處理電路3；微控制器1采用C8051F005芯片；信號(hào)處理電路3包括由TLC27L2芯片組成的前置放大電路5、由運(yùn)算放大器TLC272芯片構(gòu)成的低通濾波單元6、由LF398芯片組成的采樣保持電路7；前置放大電路5、低通濾波單元6、采樣保持電路7和微控制器1內(nèi)部的12位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器按照常規(guī)電路依次串聯(lián)連接。由于環(huán)形光電探測(cè)器共有兩個(gè)，所以，前置放大電路1的輸入端共有2路，分別連接第一光電探測(cè)器1031和第二光電探測(cè)器1032的信號(hào)端。采樣保持電路7的控制端與微控制器的輸入/輸出端連接，采樣保持電路7的信號(hào)輸出端與微控制器1內(nèi)部的12位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器連接，微控制器1內(nèi)部的12位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸出端與微控制器1內(nèi)部的數(shù)據(jù)端連接。存儲(chǔ)器4采用閃存AT45DB321B，與微控制器1連接，用于保存計(jì)算結(jié)果。
如圖2、圖4所示，顯示單元202采用一示場(chǎng)所售的液晶顯示器，與微控制器1連接，用于顯示微控制器1輸出的新鮮度數(shù)據(jù)；輸入單元203與微控制器1連接，包括一鍵盤，用于測(cè)量、保存等控制操作；本實(shí)施例還設(shè)有打印機(jī)接口205與微控制器1連接，用于連接外部打印機(jī)，可將檢測(cè)到的新鮮度數(shù)據(jù)打印出來；本實(shí)施例還設(shè)有串行口204與微控制器連接，用于向如個(gè)人計(jì)算機(jī)等其他外部設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)。
為了攜帶方便，本實(shí)施例將以上各部分組裝為兩部分，一部分為光電檢測(cè)單元100，如圖3所示；另一部分為包括中央處理單元、顯示單元202、輸入單元203的主機(jī)200，如圖3、圖4所示，兩部分通過接有線纜104的插頭105和插口206連接。
如圖4所示，為本實(shí)施例裝置的局部外觀圖，包括殼體201、液晶顯示器202、鍵盤203、串行口204、打印機(jī)接口205、光電檢測(cè)單元插口206。
結(jié)合圖1，下面介紹本發(fā)明的檢測(cè)原理圖1表示的是光電探測(cè)單元100放置在肉品的表面進(jìn)行探測(cè)時(shí)的剖面圖。環(huán)型的第一光電探測(cè)器1031與光源中心的距離為r1，環(huán)型的第二光電探測(cè)器1032與光源中心的距離為r2。曲線路徑A、路徑B表示光子遷移軌跡的示意圖；301表示畜類生肉的肌肉組織，302表示畜類生肉的脂肪組織，303表示畜類生肉的肉皮組織。光源發(fā)出的光入射進(jìn)畜類生肉，透過肌肉層301，經(jīng)過散射從肌肉層301表面散射出來，被第一光電探測(cè)器1031、第二光電探測(cè)器1032感應(yīng)，并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。兩個(gè)環(huán)形光電探測(cè)器的半徑不同，檢測(cè)的深度也就不同，如圖1所示，第一光電探測(cè)器1031檢測(cè)的主要是深度為1/2的r1處的層的信息，第二光電探測(cè)器1032檢測(cè)的主要是深度為1/2的r2處的層的信息。
畜禽肉類的主要成分是蛋白質(zhì)(包括肌原纖維蛋白、肌漿蛋白)、水分、脂類、少量浸出物(含氮與不含氮的物質(zhì))、微量的維生素等。對(duì)于波長(zhǎng)為700nm～1100nm范圍內(nèi)的入射光，其主要的吸收物質(zhì)是肌漿蛋白和水分，它們的含量將影響肉品的吸收系數(shù)，而其他物質(zhì)的含量主要影響肉品的散射系數(shù)。在肉品新鮮程度變化過程中，其吸收系數(shù)和散射系數(shù)都會(huì)變化，利用本發(fā)明的裝置，選擇合適波長(zhǎng)的光源，根據(jù)檢測(cè)到的吸收系數(shù)與散射吸收之積的平均值，即可知道肉的新鮮程度。
在本實(shí)施例中，如圖3所示，光源的第一發(fā)光管1021、第二發(fā)光管1022發(fā)出的光波長(zhǎng)分別為730nm、830nm用于檢測(cè)新鮮度，光源的第三發(fā)光管1023發(fā)出的光波長(zhǎng)為970nm，用于檢測(cè)背景吸收——水分吸收的檢測(cè)。
本實(shí)施例工作狀態(tài)的示意圖如圖5所示。被檢測(cè)的畜禽肉300包括肌肉組織301、脂肪組織302、肉皮組織303，光電檢測(cè)單元100平放在被檢測(cè)的畜禽肉300上，位于殼體201內(nèi)的中央處理單元的微控制器1控制三個(gè)發(fā)光管1021、1022、1023依順序發(fā)光，光電探測(cè)器1031、1032檢測(cè)從畜禽肉300中散射出來的光，將該光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，發(fā)送給中央處理單元的前置放大電路5，前置放大電路將光電探測(cè)器傳送來的電信號(hào)放大，輸入到運(yùn)算放大器構(gòu)成的低通濾波單元6，通過采樣保持電路7送到微控制器1內(nèi)部的12位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換成微控制器1可以處理的數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過微控制器1的處理，通過液晶顯示器202顯示檢測(cè)到的新鮮度結(jié)果；微控制器1將結(jié)果存于存儲(chǔ)器4中。
參照上述實(shí)施例提供的裝置，一種畜禽肉類新鮮度無損快速檢測(cè)方法，如圖6所示，包括如下步驟1、利用上述具體實(shí)施例中提供的畜禽肉類新鮮度無損快速檢測(cè)裝置，用3束已知強(qiáng)度的3種波長(zhǎng)(730nm、830nm、970nm)的光從肉品表面射入肉品內(nèi)部，在肉品表面上兩個(gè)不同區(qū)域內(nèi)檢測(cè)從肉品表面散射出來的三種波長(zhǎng)的光強(qiáng)度。
2、由下面的公式計(jì)算出各束光的漫射比率RxkRkx=IkIkrx,]]>式中，k＝1，2，……3表示不同波長(zhǎng)的光源的腳標(biāo)；Ik為第k束光入射的光強(qiáng)；Ikrx為第k束光經(jīng)過被檢測(cè)物體的組織內(nèi)部散射之后在肉品表面區(qū)域檢測(cè)到的漫射光強(qiáng)，x＝1，2；1表示第一光電探測(cè)器，2表示第二光電探測(cè)器；r為漫射光的標(biāo)識(shí)；3、對(duì)同一波長(zhǎng)的光，但不同區(qū)域上檢測(cè)到的漫射比率值按下面所述的公式進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算∂Rλj=logIkIkr2-logIkIkr1,]]>μaλkμsλk=(ln10∂RλkΔρ-2ρ)23]]>freindex=13Σk=13μaλkμsλk]]>式中，λk表示不同波長(zhǎng)；Δρ為兩個(gè)區(qū)域的中心距離；ρ為與入射光束相距較遠(yuǎn)的區(qū)域與入射光束的距離；μa為吸收系數(shù)，μs為散射系數(shù)，用吸收系數(shù)與散射系數(shù)的乘積平均值表示新鮮程度，這個(gè)指標(biāo)為freindex；
4.根據(jù)freindex的值將肉品的新鮮度分三級(jí)freindex≥0.075mm-2表示一級(jí)新鮮度，0.075mm-2＞freindex≥0.055mm-2表示次級(jí)新鮮度，freindex＜0.055mm-2表示變質(zhì)。
上述方法中，步驟1中所述的3束光是依次入射、依次探測(cè)漫射光強(qiáng)的；每次入射光的持續(xù)時(shí)間為150μs，間隔時(shí)間為1ms。
利用本發(fā)明提供的裝置，測(cè)試了屠宰、排酸24小時(shí)以內(nèi)的冷卻豬肉和將其存貯12天后的新鮮度值，測(cè)得其新鮮度值分別為0.09mm-2(一級(jí)新鮮度)，0.0521mm-2(變質(zhì))，其檢測(cè)結(jié)果可靠且易讀。
最后所應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種畜禽肉類新鮮度無損快速檢測(cè)方法，其特征在于，包括如下步驟1)用至少3束已知強(qiáng)度的波長(zhǎng)范圍為730nm～1100nm的不同波長(zhǎng)的光從肉品表面射入肉品內(nèi)部，在肉品表面上包括第一區(qū)域和第二區(qū)域的至少兩個(gè)不同區(qū)域內(nèi)檢測(cè)肉品中散射出來的不同波長(zhǎng)的光強(qiáng)度；2)由下面的公式計(jì)算出各束光的漫射比率RkxRkx=IkIkrx]]>式中，k＝1，2，……n，表示不同波長(zhǎng)的光源的腳標(biāo)，n≥3；Ik為第k束光入射的光強(qiáng)；Ikrx為第k束光經(jīng)過被檢測(cè)物體的組織內(nèi)部散射之后在肉品表面區(qū)域檢測(cè)到的漫射光強(qiáng)；x＝1，2；1表示第一區(qū)域，2表示第二區(qū)域；r為漫射光的標(biāo)識(shí)；3)對(duì)同一波長(zhǎng)的入射光，但在不同區(qū)域上檢測(cè)到的漫射比率值按下面所述的公式進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算∂Rλk=logIkIkr2-logIkIkr1,]]>μaλkμsλk=(ln10∂RλkΔρ-2ρ)23]]>freindex=13Σk=13μaλkμsλk]]>式中，λk表示不同波長(zhǎng)；Δρ為兩個(gè)區(qū)域的中心距離；ρ為與入射光束相距較遠(yuǎn)的區(qū)域與入射光束的距離；μa為吸收系數(shù)，μs為散射系數(shù)，用吸收系數(shù)與散射系數(shù)的乘積平均值表示新鮮程度，這個(gè)指標(biāo)為freindex；4)根據(jù)freindex的值將肉品的新鮮度分三級(jí)freindex≥0.075mm-2表示一級(jí)新鮮度，0.075mm-2＞freindex≥0.055mm-2表示次級(jí)新鮮度，freindex＜0.055mm-2表示變質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的畜禽肉類新鮮度無損快速檢測(cè)方法，其特征在于，步驟1)中所述至少兩個(gè)區(qū)域是以入射光束為中心的兩個(gè)中心半徑不同的環(huán)形區(qū)域，第二環(huán)形區(qū)域的圓環(huán)的中心半徑為10mm～40mm，第一環(huán)形區(qū)域的中心半徑小于第二環(huán)形區(qū)域的中心半徑，且兩個(gè)同心環(huán)形區(qū)域的中心半徑之差為2mm～6mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的畜禽肉類新鮮度無損快速檢測(cè)方法，其特征在于，步驟1)中所述的至少3束光是依次入射，每次入射光的持續(xù)時(shí)間為150μs，間隔時(shí)間小于1ms。
4.一種畜禽肉類新鮮度無損快速檢測(cè)裝置，其特征在于，包括光電檢測(cè)單元、中央處理單元、顯示單元；所述光電檢測(cè)單元包括載體、位于載體中心的光源、至少兩個(gè)光電探測(cè)器；所述光源為L(zhǎng)ED發(fā)光管或激光光源或裝有濾光片的白熾燈，所述光源順序地發(fā)出至少三種不同波長(zhǎng)的光；所述載體采用硅膠壓膜或注塑形成的片體；所述中央處理單元包括微控制器、光源功率穩(wěn)定電路、信號(hào)處理電路和存儲(chǔ)器；所述光源功率穩(wěn)定電路的驅(qū)動(dòng)端通過線纜與光源連接，所述光源功率穩(wěn)定電路的控制端與所述微控制器的輸入/輸出端連接；所述光電檢測(cè)單元中的至少兩個(gè)光電探測(cè)器通過線纜與所述信號(hào)處理電路的輸入端連接；所述信號(hào)處理電路的輸出端、控制端分別與所述微控制器的輸入/輸出端連接；所述存儲(chǔ)器與微控制器連接，用于存儲(chǔ)測(cè)量數(shù)據(jù)；所述顯示單元與所述微控制器的數(shù)據(jù)端連接，用于顯示測(cè)量結(jié)果。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的畜禽肉類新鮮度無損快速檢測(cè)裝置，其特征在于，所述至少兩個(gè)光電探測(cè)器為圓環(huán)形的，形成以所述光源為圓心的、不同半徑的同心圓環(huán)；所述圓環(huán)形的第一光電探測(cè)器的中心半徑為10mm～40mm，所述圓環(huán)形的第二光電探測(cè)器的中心半徑大于第一光電探測(cè)器的中心半徑，兩者的半徑之差為2mm～6mm；所述光源發(fā)出光的波長(zhǎng)范圍為730nm～1100nm。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的畜禽肉類新鮮度無損快速檢測(cè)裝置，其特征在于，所述信號(hào)處理電路包括前置放大電路、低通濾波電路、采樣保持電路順序串聯(lián)連接；所述前置放大電路的輸入端與所述至少兩個(gè)光電探測(cè)器的信號(hào)端連接；所述采樣保持電路的控制端與微控制器的輸入/輸出端連接，微控制器內(nèi)部的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換；所述光源發(fā)出的至少三種不同波長(zhǎng)的光，其波長(zhǎng)分別為730nm、830nm和970nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的畜禽肉類新鮮度無損快速檢測(cè)裝置，其特征在于，所述光電探測(cè)器為硅光電池或其他光電探測(cè)器，其響應(yīng)波長(zhǎng)范圍應(yīng)包括光源發(fā)光的波長(zhǎng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的畜禽肉類新鮮度無損快速檢測(cè)裝置，其特征在于，還包括一輸入單元與所述微控制器連接，所述的輸入單元為一組按鍵及相應(yīng)的電路，用于測(cè)量、保存等控制操作。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的畜禽肉類新鮮度無損快速檢測(cè)裝置，其特征在于，還包括一打印機(jī)接口與所述微控制器連接，用于外接打印機(jī)設(shè)備。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的畜禽肉類新鮮度無損快速檢測(cè)裝置，其特征在于，還包括一串行接口與所述微控制器連接，用于向如個(gè)人計(jì)算機(jī)等其他設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于檢測(cè)畜禽肉類深層新鮮度的無損快速檢測(cè)的方法及裝置。該方法采用3束已知強(qiáng)度的3種波長(zhǎng)的光從肉品表面入射肉品內(nèi)部，在肉品表面上兩個(gè)不同環(huán)形區(qū)域內(nèi)檢測(cè)肉品中散射出來的不同波長(zhǎng)的光強(qiáng)度，用吸收系數(shù)與散射系數(shù)的乘積平均值表示新鮮程度。該裝置包括光電檢測(cè)單元、中央處理單元、顯示單元；其中光電檢測(cè)單元中的光源順序地發(fā)出3個(gè)不同的波長(zhǎng)的光，兩個(gè)光電探測(cè)器為以光源為圓心不同中心半徑的兩個(gè)圓環(huán)。本發(fā)明能夠監(jiān)測(cè)畜禽肉類的深層新鮮度，精度高，專一性強(qiáng)，適合現(xiàn)場(chǎng)的快速檢測(cè)。
文檔編號(hào)G01N21/49GK1687749SQ20051005993
公開日2005年10月26日 申請(qǐng)日期2005年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月1日
發(fā)明者黃嵐, 王忠義, 侯瑞峰, 吳平, 黃燕 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)