一種具有黃曲霉素檢測功能的農產品智能分選機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種食品加工技術領域，特別涉及一種具有黃曲霉素檢測功能的農產品智能分選機。
【背景技術】
[0002]黃曲霉素是一種具有強烈致癌作用的化學物質，易在糧食作物上生長，其中玉米、農產品、辣椒及其制品的黃曲霉素含量最高且極易感染，各國在黃曲霉素含量上都進行了嚴格的限制。然而，由于在種植存儲過程中導致的黃曲霉素污染，嚴重影響了我國農產品及其制品的正常出口，造成了較大的經濟損失。
[0003]現有的農產品色選機采用普通光源照射，根據農產品表面光學特性的差異，將其中的霉變、破損及異色顆粒自動分揀出來。但對于部分黃曲霉素污染的農產品，很難通過表面光信號實現分選。
[0004]針對農產品黃曲霉素的檢測及分選，中國發明專利CN 103234945 A公開了一種黃曲霉素檢測及分選裝置，采用滑槽裝置將農產品籽粒輸送至黃曲霉素檢測裝置，用紫外線光源照射農產品表面，受到紫外線激發的黃曲霉素產生黃綠色熒光，通過兩側的分光棱鏡將物料的熒光分成R、G、B三路，并由TDI CCD圖像傳感器轉換為電信號，合并成彩色圖像。通過分析彩色圖像的R、G、B值判斷農產品黃曲霉素感染情況。然而RGB三色形成的一副彩色圖像分析的精度較低，且滑槽式輸送裝置在輸送過程中，物料輸送不穩定，易產生跳動，造成圖像采集不清晰以及原料的浪費。
[0005]美國發明專利US 20120061586A1公開了另一種黃曲霉素檢測方法和裝置，采用旋轉的輸送帶將待測玉米粒送入檢測室，利用中心波長為365nm的紫外線照射帶有黃曲霉素的玉米，其產生的綠黃色熒光通過液晶可調諧濾波器和光譜成像相機，將波長在451nm到500nm波段的熒光進行光譜成像，對該波段的熒光峰值和熒光峰值位移進行分析，當黃曲霉素污染程度增高時，熒光峰值降低，波長變長。然而，液晶可調濾波器價格太高，導致該裝置的成本昂貴，在廣大的農戶和小型作坊間難以得到推廣運用。

【發明內容】

[0006]本發明所要解決的技術問題在于克服一種現有技術的不足，提供一種識別率高、成本低且效率高的具有黃曲霉素檢測功能的農產品智能分選機。
[0007]本發明是通過以下技術方案解決上述技術問題的:一種具有黃曲霉素檢測功能的農產品智能分選機，其特征在于，該裝置包括有分選檢測單元和履帶式輸送機構，所述的分選檢測室箱體中安裝有紫外光源、特定波長的濾波片組和線陣相機，所述分選檢測裝置安裝在履帶式輸送機構末端，履帶式輸送機構上端安裝有進料機構，分選檢測室通道出口處安裝有噴氣閥，該噴氣閥下方安裝有物料收集箱。
[0008]所述的分選檢測單元是一個封閉的檢測室箱體，該箱體中部開設有供被測物料通過的通道，該通道兩側分別安裝兩套檢測裝置，每套檢測裝置包括光源系統、濾波系統、鏡面成像系統和成像處理系統。
[0009]所述的光源系統由一排中心波長為365nm的LED紫外燈和一排全波段高亮LED燈珠組成，作為一種可選方案，LED紫外燈珠美國陸陽LUY0R-3404臺式紫外線燈所用燈珠，高亮LED燈珠可選擇美國CREE大功率LED燈珠。
[0010]所述的濾波系統是由三段濾波片組成。第一節和第三節裝有兩個特定波長的濾波片，第二節安裝有全透式濾波片，根據不同的檢測物料所選擇的兩個波長不同，對于辣椒是400nm和420nm，對于玉米是437nm和537nm，對于花生是420nm和450nm。
[0011]所述的鏡面成像系統包括兩片安裝在物料背面的全反射鏡組成，物料在全波段LED的照明下通過全透式濾波片成普通可見圖像，物料的背面在紫外LED燈珠照射下通過兩個反射鏡反射，并通過兩個不同波長的定制濾波片成兩幅紫外熒光圖像。
[0012]所述的成像處理系統是由線陣相機和計算機處理系統組成，三幅圖像經線陣相機拍攝進入計算機處理，計算機根據設計好的處理算法判斷出物料的等級及其黃曲霉素污染程度，并將信號發給控制氣槍的電磁閥，一種可供選擇的紫外相機為加拿大DALSA線陣相機。
[0013]所述的普通可見圖像通過計算機采集后，對其RGB圖像進行處理，根據物料顏色深淺可將非常規暗色的籽粒進行去除。
[0014]所述的判斷黃曲霉素處理算法分成兩步，第一步是對模型進行訓練，首先采集各種三種不同污染程度的物料籽粒組成訓練集，根據污染程度分為未污染0-20ppb、輕度污染20-100ppb、重度污染大于lOOppb，計算每個像素點的兩個波長歸一化熒光指數NDFI=(bl-b2) /(bl+b2)，其中bl和b2分別為兩個特定波長的反射率，然后通過支持向量機進行分類訓練；第二部，訓練好模型后即可通過計算待檢測物料的熒光指數對物料的黃曲霉素污染程度進行分選。
[0015]所述的兩個波長，采用高光譜成像的方式優選確定，確定的方式如下，首先采集不同污染程度的農產品籽粒，然后采集其高光譜圖像，進行特征提取與優化，選擇多個候選的兩個波長，然后根據高效液相色譜法生化檢測分成三類的結果，訓練模型并確定最佳的雙波長系統，即為針對該農產品籽粒分選時所用的兩個波長。
[0016]本發明與現有技術相比具有如下顯著特點及積極效果:1、采用履帶式輸送裝置將物料平穩的送入分選檢測室，采用雙光源、雙波長濾波片系統，通過線陣CCD相機有效采集農產品兩個表面4幅特定波長的圖像和2幅全波長圖像采集的信息更為全面；2、具有黃曲霉素檢測功能的農產品智能分選機能夠實現在線自動檢測黃曲霉素污染程度，通過計算熒光指數、熒光峰值和熒光峰值位移等信息，基于支持向量機算法，判斷物料黃曲霉素污染程度，黃曲霉素熒光提取方法可以實現對于88%的提取，剔除黃曲霉素污染農產品，有效改進了傳統設備造價高、精度低的缺點，有效降低了黃曲霉素檢測裝置成本，有效提高了分選精度。
[0017]本發明可廣泛應用于農產品加工領域，具有重要的現實意義和廣泛的應用前景，通過高光譜成像系統篩選針對不同作物的雙波長濾波片，可有效應用與其他作物的黃曲霉素檢測中。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明具有黃曲霉素檢測功能的農產品智能分選機安裝圖。
[0019]圖2為本發明采用的黃曲霉素檢測單元分光系統示意圖。
[0020]圖3為本發明采用的核心算法流程圖。
[0021]圖中部件名稱:1.物料箱、2.振動給料機、3.出料口、4.履帶式輸送裝置、5.待測農產品、6.分選檢測箱體、7.分選檢測箱通道、8.線陣CCD相機、9.平面鏡對、10.濾波片對、11.計算機處理系統、12.紫外可見燈、13.高速噴氣閥、14.合格品儲料箱、15.不合格品儲料箱、16.機架、17.農產品的像。
具體實施方案
[0022]為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案