一种雪花牛肉检测系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种雪花牛肉检测系统和方法。该系统包括控制器和检测机构，检测机构包括底座，底座上设有检测台，检测台中部设有矩形凹槽，矩形凹槽内储存有液体，液体上设有样品托盘，样品托盘上设有第一永磁体和第二永磁体，样品托盘底部设有定位柱，定位柱底部设有定位头，矩形凹槽前内侧面设有第一电磁铁和第一接近开关，矩形凹槽后内侧面设有第二电磁铁，矩形凹槽的底面设有若干个定位块，定位块下方设有驱动定位块转动的第一驱动电机，定位块上设有定位孔，定位孔底部设有第三电磁铁和第二接近开关，样品托盘上方设有光收发器，底座上还设有与光收发器相连的升降机构。本发明专利技术能够快速、简便、准确地检测出牛肉是否为雪花牛肉。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及食品检测
，尤其涉及一种雪花牛肉检测系统和方法。
技术介绍
高档牛肉是指制作国际高档食品的优质牛肉，要求肌纤维细嫩、多汁，肌肉间含有一定量的脂肪，脂肪颗粒细小，于肌肉组织中分布均匀，成大理石纹理，俗称“雪花牛肉”。目前，雪花牛肉一般靠人肉眼进行判断，判断不够准确，且容易出现人为失误。中国专利公开号CN1603794，公开日2005年4月6日，专利技术的名称为近红外技术快速检测牛肉嫩度的方法和装置，该申请案公开了一种近红外技术快速检测牛肉嫩度的方法和装置，它由近红外光源、近红外检测器、漫反射光纤设备、微处理器、显示和记录装置和可转动载物台组成。其不足之处是，该检测装置不能检测牛肉是否为雪花牛肉。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服目前牛肉检测系统不能检测牛肉是否为雪花牛肉的技术问题，提供了一种雪花牛肉检测系统和方法，其能够快速、简便、准确地检测出牛肉是否为雪花牛肉。为了解决上述问题，本专利技术采用以下技术方案予以实现：本专利技术的一种雪花牛肉检测系统，包括控制器和检测机构，所述控制器包括中央处理单元、触摸屏和光源控制模块，所述检测机构包括底座，所述底座上设有检测台，所述检测台中部设有矩形凹槽，所述矩形凹槽内储存有液体，所述液体上设有呈圆形的样品托盘，所述样品托盘的前端和后端分别设有第一永磁体和第二永磁体，所述样品托盘底部设有定位柱，所述定位柱底部设有定位头，所述定位头由铁磁性材料制成，所述矩形凹槽的前内侧面设有第一电磁铁和第一接近开关，所述矩形凹槽的后内侧面设有第二电磁铁，所述矩形凹槽的底面设有若干个定位块，所述定位块下方设有驱动定位块转动的第一驱动电机，所述定位块上设有与定位头配合且限制定位头自由转动的定位孔，所述若干个定位块上的定位孔从前至后呈直线排列，所述定位孔底部设有第三电磁铁和第二接近开关，所述样品托盘上方设有光收发器，所述底座上还设有带动光收发器上下运动的升降机构，所述光收发器包括照射光源和光接收器，所述中央处理单元分别与触摸屏、光源控制模块、第一电磁铁、第二电磁铁、第三电磁铁、第一接近开关、第二接近开关、第一驱动电机、光接收器和升降机构电连接，所述光源控制模块还与照射光源电连接。在本技术方案中，照射光源为卤素灯或激光发射器。检测时，将待测牛肉样品放置在样品托盘上，使牛肉样品的中心位于样品托盘的中心。中央处理单元可通过升降机构调整光收发器的上下位置，以满足需要的检测高度。中央处理单元控制第一电磁铁工作，第一电磁铁产生吸力，样品托盘上的第一永磁体受第一电磁铁吸力作用，样品托盘向矩形凹槽的前内侧面运动，同时第一永磁体受吸力作用正对第一电磁铁，校准定位头的位置，保证定位头能够插入定位孔。矩形凹槽左右内侧壁之间的距离比样品托盘的直径略大，使样品托盘只能够前后运动，保证定位头在定位孔排列成的直线上方运动，便于定位头插入定位孔。当样品托盘移动到矩形凹槽前内侧面处时，第一接近开关发出触发信号，中央处理单元接收到第一接近开关发出的触发信号，控制第一电磁铁停止工作，控制距离矩形凹槽前内侧面最近的定位孔底部的第三电磁铁工作，第三电磁铁产生吸力，样品托盘底部的定位头受第三电磁铁的吸力作用插入该定位孔，该定位孔内的第二接近开关发出触发信号。中央处理单元接收到触发信号，判断样品托盘定位成功，此时样品托盘的中心点位于光收发器的正下方。用户可通过触摸屏选择样品托盘需要插入的定位孔位置。中央处理单元控制距离矩形凹槽前内侧面最近的定位孔底部的第三电磁铁停止工作，样品托盘受浮力作用浮起，样品托盘底部的定位头离开定位孔。中央处理单元控制第二电磁铁以及样品托盘需要插入的定位孔底部的第三电磁铁工作，样品托盘上的第二永磁体受第二电磁铁吸力作用，样品托盘向矩形凹槽的后内侧面运动。当样品托盘移动到需要插入的定位孔上方时，样品托盘下方的定位头受第三电磁铁吸力作用，样品托盘底部的定位头插入该定位孔，该定位孔内的第二接近开关发出触发信号。中央处理单元接收到触发信号，判断样品托盘成功插入用户选择的定位孔。样品托盘在液体中前后移动，无摩擦损耗，通过定位孔实现精确定位。中央处理单元控制样品托盘插入的定位孔所在的定位块旋转一周，每水平转动5度停下检测一次光谱数据。检测光谱数据时，照射光源发出的检测光的强度曲线先从0按照正切曲线上升到最大值，接着从最大值按照余切曲线下降到0。光接收器检测接收到的反射光强度，并将其发送到中央处理单元，中央处理单元对检测数据进行相应处理后，判断待测牛肉样品是否为雪花牛肉。本专利技术是采用光强度不断变化的入射光照射样品，在入射光的强度渐大或者减小的变化过程中，不同基团对相应波长光的吸收是渐大或者减小的，此时基团的吸收程度处于未饱和、饱和渐弱过程中，反射光中包含更多的检测信息，从而使得到的检测信号能够更准确的表征出牛肉是否为雪花牛肉。作为优选，所述升降机构包括横向连杆、纵向连杆、丝杆、支撑杆以及驱动丝杆转动的第二驱动电机，所述丝杆和支撑杆竖直设置在底座上，所述横向连杆一端设有套设在丝杆上的螺纹套以及套设在支撑杆上的套管，所述横向连杆另一端与纵向连杆的顶端相连，所述光收发器设置在纵向连杆的底端，所述第二驱动电机与中央处理单元电连接。作为优选，所述定位头呈扁平状，所述定位头的纵截面呈倒置的等腰梯形，所述定位孔的形状与定位头的形状匹配，所述定位孔顶部设有倾斜的导向面。定位孔沿从前至后方向设置，定位孔顶部的左右两侧的导向面起导向作用，便于定位头插入定位孔。作为优选，所述矩形凹槽左右内侧壁之间的距离与样品托盘的直径相匹配。矩形凹槽左右内侧壁之间的距离比样品托盘的直径略大，使样品托盘只能够前后运动，保证定位头在定位孔排列成的直线上方运动，便于定位头插入定位孔。作为优选，所述光源控制模块包括NI数字式采集卡和功放电路，所述NI数字式采集卡的输入端与中央处理单元电连接，所述NI数字式采集卡的输出端与功放电路的输入端电连接，所述功放电路的输出端与照射光源电连接。NI数字式采集卡采集中央处理单元发出的控制信号，并通过功放电路控制照射光源发出不同强度的检测光。作为优选，所述矩形凹槽底面上距离矩形凹槽前内侧面最近的定位孔位于光收发器的正下方。距离矩形凹槽前内侧面最近的定位孔用于样品托盘的初始定位，最前面的定位孔与最后面的定位孔之间的距离为样品托盘的半本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种雪花牛肉检测系统，其特征在于：包括控制器和检测机构，所述控制器包括中央处理单元(1)、触摸屏(2)和光源控制模块(3)，所述检测机构包括底座(4)，所述底座(4)上设有检测台(5)，所述检测台(5)中部设有矩形凹槽(6)，所述矩形凹槽(6)内储存有液体，所述液体上设有呈圆形的样品托盘(7)，所述样品托盘(7)的前端和后端分别设有第一永磁体和第二永磁体，所述样品托盘(7)底部设有定位柱(10)，所述定位柱(10)底部设有定位头(11)，所述定位头(11)由铁磁性材料制成，所述矩形凹槽(6)的前内侧面设有第一电磁铁(12)和第一接近开关(18)，所述矩形凹槽(6)的后内侧面设有第二电磁铁(13)，所述矩形凹槽(6)的底面设有若干个定位块(14)，所述定位块(14)下方设有驱动定位块(14)转动的第一驱动电机(15)，所述定位块(14)上设有与定位头(11)配合且限制定位头(11)自由转动的定位孔(16)，所述若干个定位块(14)上的定位孔(16)从前至后呈直线排列，所述定位孔(16)底部设有第三电磁铁(17)和第二接近开关(33)，所述样品托盘(7)上方设有光收发器(19)，所述底座(4)上还设有带动光收发器(19)上下运动的升降机构(22)，所述光收发器(19)包括照射光源(20)和光接收器(21)，所述中央处理单元(1)分别与触摸屏(2)、光源控制模块(3)、第一电磁铁(12)、第二电磁铁(13)、第三电磁铁(17)、第一接近开关(18)、第二接近开关(33)、第一驱动电机(15)、光接收器(21)和升降机构(22)电连接，所述光源控制模块(3)还与照射光源(20)电连接。...

【技术特征摘要】
1.一种雪花牛肉检测系统，其特征在于：包括控制器和检测机构，
所述控制器包括中央处理单元(1)、触摸屏(2)和光源控制模块
(3)，所述检测机构包括底座(4)，所述底座(4)上设有检测台
(5)，所述检测台(5)中部设有矩形凹槽(6)，所述矩形凹槽(6)
内储存有液体，所述液体上设有呈圆形的样品托盘(7)，所述样
品托盘(7)的前端和后端分别设有第一永磁体和第二永磁体，所
述样品托盘(7)底部设有定位柱(10)，所述定位柱(10)底部
设有定位头(11)，所述定位头(11)由铁磁性材料制成，所述矩
形凹槽(6)的前内侧面设有第一电磁铁(12)和第一接近开关(18)，
所述矩形凹槽(6)的后内侧面设有第二电磁铁(13)，所述矩形
凹槽(6)的底面设有若干个定位块(14)，所述定位块(14)下
方设有驱动定位块(14)转动的第一驱动电机(15)，所述定位块
(14)上设有与定位头(11)配合且限制定位头(11)自由转动
的定位孔(16)，所述若干个定位块(14)上的定位孔(16)从前
至后呈直线排列，所述定位孔(16)底部设有第三电磁铁(17)
和第二接近开关(33)，所述样品托盘(7)上方设有光收发器(19)，
所述底座(4)上还设有带动光收发器(19)上下运动的升降机构
(22)，所述光收发器(19)包括照射光源(20)和光接收器(21)，
所述中央处理单元(1)分别与触摸屏(2)、光源控制模块(3)、
第一电磁铁(12)、第二电磁铁(13)、第三电磁铁(17)、第一接
近开关(18)、第二接近开关(33)、第一驱动电机(15)、光接收
器(21)和升降机构(22)电连接，所述光源控制模块(3)还与

\t照射光源(20)电连接。
2.根据权利要求1所述的一种雪花牛肉检测系统，其特征在于：所
述升降机构(22)包括横向连杆(27)、纵向连杆(28)、丝杆(29)、
支撑杆(30)以及驱动丝杆(29)转动的第二驱动电机，所述丝
杆(29)和支撑杆(30)竖直设置在底座(4)上，所述横向连杆
(27)一端设有套设在丝杆(29)上的螺纹套(31)以及套设在
支撑杆(30)上的套管(32)，所述横向连杆(27)另一端与纵向
连杆(28)的顶端相连，所述光收发器(19)设置在纵向连杆(28)
的底端，所述第二驱动电机与中央处理单元(1)电连接。
3.根据权利要求1所述的一种雪花牛肉检测系统，其特征在于：所
述定位头(11)呈扁平状，所述定位头(11)的纵截面呈倒置的
等腰梯形，所述定位孔(16)的形状与定位头(11)的形状匹配，
所述定位孔(16)顶部设有倾斜的导向面(23)。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种雪花牛肉检测系统，其特征
在于：所述矩形凹槽(6)左右内侧壁之间的距离与样品托盘(7)
的直径相匹配。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种雪花牛肉检测系统，其特征
在于：所述光源控制模块(3)包括NI数字式采集卡(24)和功
放电路(25)，所述NI数字式采集卡(24)的输入端与中央处理
单元(1)电连接，所述NI数字式采集卡(24)的输出端与功放
电路(25)的输入端电连接，所述功放电路(25)的输出端与照
射光源(20)电连接。
6.根据权利要求1或2或3所述的一种雪花牛肉检测系统，其特征
在于：所述矩形凹槽(6)底面上距离矩形凹槽(6)前内侧面最
近的定位孔(16)位于光收发器(19)的正下方。
7.一种雪花牛肉检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：制备片状牛肉样品，将牛肉样品放置在样品托盘上，使牛肉样品
的中心位于样品托盘的中心；
S2：中央处理单元根据用户通过触摸屏输入的指令，控制样品托盘插
入用户指定的定位孔；
S3：中央处理单元通过光源控制模块控制照射光源发出特定光强的检
测光照射在牛肉样品上，检测光强度曲线先从0按照正切曲线上升到
最大值，接着从最大值按照余切曲线下降到0，光接收器采集反射光
谱数据Spect(t)，然后中央处理单元控制样品托盘插入的定位孔所在定
位块下方的第一驱动电机工作，第一驱动电机控制定位块转动5度，
使样品托盘水平旋转5度，光接收器采集此时照射光源照射点的光谱
数据，如此控制样品托盘水平旋转360度，每水平转动5度停下检测
一次光谱数...

【专利技术属性】
技术研发人员：惠国华，陈书剑，蔡艳萍，韩圆圆，刘伟，
申请(专利权)人：浙江工商大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33