本发明专利技术公开了一种花椒品质快速检测方法、装置和应用,所述方法包括利用声音传感器，间接检测含水量；利用视觉传感器检测花椒大小、颜色、爆籽率、霉变度；利用气味传感器检测花椒发出的气味；利用压力传感器测量花椒的重量；通过数据处理系统采集上述传感器的信号，经过处理并按权重进行融合由单片机进行数据处理，最终获得花椒品质指标。本发明专利技术能够通过传感器对花椒进行整体性评定，保证检测体系的稳定性和检测结果的均一性，实现了花椒品质的快速、无损、智能检测，且该装置便于携带，操作简单，能被广泛运用。
【技术实现步骤摘要】
一种花椒品质快速检测方法、装置和应用
本专利技术涉及农产品品质检测领域，具体涉及一种花椒品质快速检测方法、装置和应用。
技术介绍
花椒，位列调味料“十三香”之首，是一种药食同源植物，具有色泽饱满、鲜香味麻的特点，因而受到人们的广泛青睐。花椒在生产、加工、贮藏、运输的过程中，极易受到外界因素的影响，例如氧气、温度、水分、机械损伤，会导致水分含量增大、易潮湿发霉，颜色改变、油腺破裂、麻味下降、香味减弱的现象。目前判定花椒品质常用的检测方法有人为感官检测、化学方法检测和仪器检测，但均存在一定的不足，难以区分相似的品质。常采用的花椒检测方法包括：1、花椒的水分检测通常采用加热干燥法，通过计算花椒干燥前后的重量差值预测水分含量，此法耗时长、操作繁琐、结果不精确。2、花椒外观、色泽、爆籽、霉变检测通常采用人工肉眼观察的方法，检测速度慢、耗费人力物力，无法达到客观、准确的效果，难以实现标准化、定量化。3、花椒麻味和香味的检测通常采用人工鼻闻、口尝的方法，外部坏境条件、感官评定人员、制备的样品三个因素会单独或协同影响感官检测结果。如今，国内外虽然已经利用气体传感器、电化学传感器、视觉传感器检测花椒的品质指标，大多着重于单个指标对整体品质的贡献。但是，仅从单个指标进行评判不具有整体性和代表性，忽略了指标之间的协同或拮抗作用对整体品质的影响，导致不能综合检测花椒的品质。因此，如何设计一种能够快速检测花椒综合品质方法，是本领域技术人员的研究方向。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的在于提供一种花椒品质快速检测方法，通过传感器对花椒进行整体性评定，保证检测体系的稳定性和检测结果的均一性，实现了花椒品质的快速、无损、智能检测，解决现有的花椒检测方法无法准确评定花椒的品质以及现有的传感器只能对单个指标进行评定、评定的结果不具有整体性和代表性的问题。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种花椒品质快速检测方法，利用声音传感器，通过测定不同含水量的花椒触碰撞击盘的发出的声音频率以及振幅的大小，间接检测含水量；利用视觉传感器采集花椒的动态图像，检测花椒大小、颜色、爆籽率、霉变度，将图像传入计算机系统，使图像信息数据化；利用气味传感器检测花椒发出的气味，将待测花椒的香味、麻味与标准品的浓度对比，检测花椒的气味品质；利用压力传感器测量花椒的重量；通过数据处理系统采集上述传感器的信号，经过放大、滤波、除噪，将上述传感器、采集的模拟信号转化为数字信号，并按权重进行融合，最终反馈由单片机进行数据处理；单片机将花椒水分与声音的关系模型，花椒形态、颜色、爆籽、霉变识别算法，花椒气味识别模型方程，压力、温湿度数据处理算法分类决策，最终获得花椒品质指标。本专利技术还提供一种花椒品质快速检测装置，根据所述方法设计而成，包括测试箱、恒温恒湿装置、功能检测系统和数据处理系统；其中，测试箱的箱体内壁附着隔音棉，整个箱体呈密封状态；恒温恒湿装置包括安装在箱体底部的温控系统和安装在箱体内壁的干湿器；其中，温控系统由加热板和控温器组成，用于调节、控制箱内的温度；干湿器主要用于保持箱内湿度；功能检测系统包括基于声音传感器的花椒含水量检测系统、基于视觉传感器的花椒外观品质检测系统、基于气体传感器的花椒气味品质检测系统和重量检测装置；数据处理系统包括信号放大器、AD转换电路和单片机；信号放大器用于传感器信号的放大、过滤、除噪，AD转换电路即为模数转换，将声音传感器、视觉传感器、气体传感器、压力传感器采集的模拟信号转化为数字信号，将各系统的检测结果按一定权重进行融合，最终反馈实时数据；单片机是运算的核心，内部写入了花椒水分与声音的关系模型，花椒形态、颜色、爆籽、霉变识别算法，花椒气味识别模型方程，压力、温湿度数据处理算法以及多传感器融合的数据采集、数据处理、分类决策和融合分析算法。进一步，所述基于声音传感器的花椒含水量检测系统包括落料装置、撞击盘、收纳盒和声音传感器，所述落料装置设在所述箱体的上部，所述撞击盘位于落料装置的下方，所述声音传感器位于该撞击盘的下方，并靠近撞击盘，所述收纳盒位于箱体的底部。进一步，所述落料装置包括设置在箱体上方并与箱体内部连通的下料斗和倾斜设置在所述箱体内的滑槽；所述滑槽为三角形滑槽，该滑槽的槽口呈U型，在滑槽的底部连接有震动板，该震动板上装有震动马达。所述滑槽的槽口向撞击盘方向倾斜，确保花椒能够顺畅的从滑槽的槽口落下并撞击撞击盘。进一步，所述基于视觉传感器的花椒外观品质检测系统包括光电传感器和两个摄像头，所述光电传感器位于箱体的上部中间并位于滑槽的下方；两个所述摄像头分别设置在箱体的左右侧壁上，并位于光电传感器与撞击盘之间。进一步，所述基于气体传感器的花椒气味品质检测系统包括至少一个气体传感器阵列，所述传感器阵列设在箱体的内壁上。进一步，所述气体传感器阵列包括四个气体传感器，其中，所述气体传感器的型号为MQ-2、MQ-3、MQ-5、MQ-7、MQ135、MQ136、MQ137或MQ138中的一种或多种。进一步，所述基于气体传感器的花椒气味品质检测系统还包括混气扇，所述混气扇安装在所述容置腔室的左侧壁上，并位于摄像头的上方。进一步，所述重量检测装置为压力传感器，该压力传感器设置在所述撞击盘的下方，并与该撞击盘紧贴。本专利技术还提供一种花椒品质快速检测装置的应用，取定量的待测花椒从下料斗进入滑槽内，并从滑槽的槽口处下落，光电传感器检测到花椒下落信息并进行计数，同时将该下落信息传送至数据处理模块，数据处理模块控制摄像头对花椒摄像，获取花椒下落时的动态图像；计数信息和动态图像传送至数据处理模块进行分析和处理；下落的花椒撞击到撞击盘时，压力传感器收集压力数据，并将收集到的压力数据传送至数据处理模块；同时，所述声音传感器收集花椒撞击撞击盘时的声音，并将声音信号传送至数据处理模块；在混气扇的作用下，气体传感器阵列收集花椒的香味和麻味信息，并将香味和麻味信息传送至数据处理系统；待测花椒下落并撞击撞击盘后，全部落入收纳盒内；所述数据处理模块对上述步骤收集到的动态图像、计数信息、压力数据、声音信号以及香味和麻味信息进行分析和处理，输出花椒的品质结果。相比现有技术，本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术中的花椒品质快速检测方法能够保证在不损坏花椒原有理化性质的情况下，通过声音检测装置振幅预测花椒含水量，解决了传统检测耗时长、操作繁琐的问题，具有快速、智能的特点；视觉检测装置将采集的花椒图像信息数据化，减少人为感官误差；气味检测装置可以采集花椒散发的香味、麻味气体，对花椒产生的气体品质进行快速、无损、智能、综合的检测；恒温恒湿装置保证了整个检测体系温度及湿度的恒定，使检测过程不受外界影响。数据处理模块将声音传感器、视觉传感器、气体传感器、压力传感器产生的模拟信号转换、放大为数字信号，使花椒检测与信息化技术融合，体现了该技术的智能性、先进性。本专利技术提供的花椒品质快速检测方法能够短时内采集分析多个检测指标，对花椒的综合品质进行准确评定，且评定的花椒品质具有整体性和代表性。2、本专利技术提供的花椒品质快速检测装置功能齐全、轻小便携、箱体呈密封状态，隔绝外界噪音，防止气体挥发，保证了花椒气味检测的精确性。多传感器融合的花椒综合品质检测装置可根据不同客户的需求，调本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种花椒品质快速检测方法，其特征在于，利用声音传感器，通过测定不同含水量的花椒触碰撞击盘的发出的声音频率以及振幅的大小，间接检测含水量；利用视觉传感器采集花椒的动态图像，检测花椒大小、颜色、爆籽率、霉变度，将图像传入计算机系统，使图像信息数据化；利用气味传感器检测花椒发出的气味，将待测花椒的香味、麻味与标准品的浓度对比，检测花椒的气味品质；利用压力传感器测量花椒的重量；通过数据处理系统采集上述传感器的信号，经过放大、滤波、除噪，将上述传感器、采集的模拟信号转化为数字信号，并按权重进行融合，最终反馈由单片机进行数据处理；单片机将花椒水分与声音的关系模型，花椒形态、颜色、爆籽、霉变识别算法，花椒气味识别模型方程，压力、温湿度数据处理算法分类决策，最终获得花椒品质指标。
【技术特征摘要】
1.一种花椒品质快速检测方法，其特征在于，利用声音传感器，通过测定不同含水量的花椒触碰撞击盘的发出的声音频率以及振幅的大小，间接检测含水量；利用视觉传感器采集花椒的动态图像，检测花椒大小、颜色、爆籽率、霉变度，将图像传入计算机系统，使图像信息数据化；利用气味传感器检测花椒发出的气味，将待测花椒的香味、麻味与标准品的浓度对比，检测花椒的气味品质；利用压力传感器测量花椒的重量；通过数据处理系统采集上述传感器的信号，经过放大、滤波、除噪，将上述传感器、采集的模拟信号转化为数字信号，并按权重进行融合，最终反馈由单片机进行数据处理；单片机将花椒水分与声音的关系模型，花椒形态、颜色、爆籽、霉变识别算法，花椒气味识别模型方程，压力、温湿度数据处理算法分类决策，最终获得花椒品质指标。2.一种花椒品质快速检测装置，其特征在于，根据权利要求1所述方法设计而成，包括测试箱、恒温恒湿装置、功能检测系统和数据处理系统；其中，测试箱的箱体内壁附着隔音棉，整个箱体呈密封状态；恒温恒湿装置包括安装在箱体底部的温控系统和安装在箱体内壁的干湿器，其中，温控系统由加热板和控温器组成；功能检测系统包括基于声音传感器的花椒含水量检测系统、基于视觉传感器的花椒外观品质检测系统、基于气体传感器的花椒气味品质检测系统和重量检测装置；数据处理系统包括信号放大器、AD转换电路和单片机；信号放大器用于传感器信号的放大、过滤、除噪，AD转换电路即为模数转换，将声音传感器、视觉传感器、气体传感器、压力传感器采集的模拟信号转化为数字信号，将各系统的检测结果按一定权重进行融合，最终反馈实时数据；单片机是运算的核心，内部写入了花椒水分与声音的关系模型，花椒形态、颜色、爆籽、霉变识别算法，花椒气味识别模型方程，压力、温湿度数据处理算法以及多传感器融合的数据采集、数据处理、分类决策和融合分析算法。3.根据权利要求2所述花椒品质快速检测装置，其特征在于，所述基于声音传感器的花椒含水量检测系统包括落料装置、撞击盘、收纳盒和声音传感器，所述落料装置设在所述箱体的上部，所述撞击盘位于落料装置的下方，所述声音传感器位于该撞击盘的下方，并靠近撞击盘，所述收纳盒位于箱体的底部。4.根据权利要求3所述花椒品质快速检...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙钟雷，熊玥，李宇，孟余燕，张伦，边继东，吴雨轩，黄鑫，
申请(专利权)人：长江师范学院，
类型：发明
国别省市：重庆,50
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