一种用于农药残留检测的装置和检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于农药残留检测的装置和检测方法，装置包括农药残留速测卡、电源、装置本体、温度控制组件、摄像组件和控制器，温度控制组件和摄像组件分别用于根据控制器的控制进行恒温加热及拍摄。检测方法包括：①应用前述装置分别得到待测物质提取液的参比图像和没有农药残留的物质提取液的标准图像；②分别计算参比图像特征区域和标准图像特征区域的中每个像素点对应的色调，饱和度和亮度；③然后对相应的色调，饱和度和亮度进行量化分级得到参比量化级数权重向量和标准量化级数权重向量，然后计算两者之间的关联度；④求平均关联度，平均关联度越接近1则农药残留越少，否则越多。该方法简化操作过程，实现准确、快速的农药残留检测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及检测装置，具体指一种用于农药残留检测的装置和检测方法。
技术介绍
随着食品安全问题在国内受到越来越多的重视，果蔬中农药残留问题也得到了极大的关注。水果、蔬菜中主要是有机磷类和氨基甲酸酯类这两大类用量较大、毒性较高的杀虫剂残留。国家标准《GB/T 5009.199-2003蔬菜中有机磷和氨基酸脂类农药残留量的快速检测速测卡法》制定了采用农药高度敏感的胆碱酯酶和显色剂做成的酶试纸农药残留速测卡根据胆碱酯酶抑制率来测定果蔬中有机磷和氨基甲酯残留量的方法。该方法主要是根据农药残留速测卡的显色与空白卡对比，判断其是蓝色(代表酯酶抑制率低，农药残留极少)、浅蓝色(代表有少量农药残留)还是白色(代表酶抑制率高，农药残留极大)，然而目前判断农药残留速测卡颜色的方法目前主要有：人工视觉主观地判断和色谱分析，其中，人工视觉主观地判断误差较大；而色谱分析方法，虽然可以保证判断的精确性，但操作过程复杂，检测周期长。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题，本专利技术的一个目的是：提供一种能够用于快速检测农药残留的装置，该装置应用农药残留速测卡进行农药残留检测，能够提供快速、准确的检测条件及数字量化检测结果。本专利技术的另一个目的是提供一种应用上述装置进行农药残留检测的方法。为实现上述第一个目的，本专利技术采用如下技术方案：一种用于农药残留检测的装置，包括农药残留速测卡、电源、装置本体、温度控制组件、摄像组件、控制器和图像处理分析模块；所述装置本体包括上盖体和下盖体，下盖体上具有加热区域；所述上盖体和下盖体横向的边缘可转动连接；所述温度控制组件包括加热体、测温件和控温件；所述加热体设置在下盖体内，用于为加热区域加热；所述测温件的检测端设置在加热体上，测温件的数据输出端与控制器连接；所述控温件的控制命令输入端与控制器的温度控制命令输出端连接，控温件的控制命令输出端与加热体的命令接收端连接；所述摄像组件包括图像采集器和计时器；所述图像采集器的采集信号输入端与控制器的采集控制信号输出端连接，图像采集器的图像采集端对着加热区域；所述计时器的计时信号输入端与控制器的计时控制信号输出端连接，计时器的计时信号输出端与控制器的计时控制信号输出端连接；所述电源分别为温度控制组件、摄像组件和控制器供电；所述图像处理分析模块用于选出农药残留速测卡上的显色区域不再发生变色时的图像作为参比图像，然后对该参比图像与标准图像对应的位于显色区域内的特征区域进行比较计算，判断出农药残留程度。作为优化，还包括显示屏，所述显示屏设置上盖体上，显示屏的显示信号输入端与图像采集器的信号输出端连接，所述电源为显示屏供电。为实现第二个目的，本专利技术采用如下技术方案：采用利用上述装置进行检测，具体步骤如下：S1：在农药残留速测卡上选择定位点，通过定位点确定显色区域，然后在显色区域内选取特征点，一个特征点即为一个特征区域；制备待测物质提取液，在农药残留速测卡的特定区域上沾取待测物质提取液；设定上述装置的温度，开启该装置；然后选取农药残留速测卡上显色区域不再发生变色时的图像作为参比图像；S2：更换农药残留速测卡，将更换后的农药残留速测卡的中心部分作为特征区域，在该特征区域沾取不含有农药残留的物质提取液，将上述装置的温度设定为与步骤S1中相同的温度，然后选取该农药残留速测卡上特征区域不再发生变色时的图像作为标准图像；S3：所述S1中的农药残留速测卡的特定区域在参比图像中对应的为参比图像特征区域，计算每个参比图像特征区域中每个像素点的红色特征值、绿色特征值和蓝色特征值；所述S2中的更换后的农药残留速测卡上特定区域在标准图像中对应的为标准图像特征区域，计算标准图像特征区域中每个像素点的红色特征值、绿色特征值、蓝色特征值；S4：根据步骤S3计算的所有参比图像特征区域中每个像素点的红色特征值、绿色特征值和蓝色特征值，计算参比图像特征区域中每个像素点对应的色调，饱和度和亮度；根据步骤S3计算的标准图像特征区域中每个像素点的红色特征值、绿色特征值和蓝色特征值，计算标准图像特征区域中每个像素点对应的色调，饱和度和亮度；S5：对步骤S4中所有参比图像特征区域中每个像素点对应的色调，饱和度和亮度进行量化分级，再根据所有参比图像特征区域中每个像素点对应的色调，饱和度和亮度进行量化分级得到对应的参比图像特征区域的参比量化级数权重向量；对步骤S4中标准图像特征区域中每个像素点对应的色调，饱和度和亮度进行量化分级，再根据标准图像特征区域中每个像素点对应的色调，饱和度和亮度进行量化分级得到标准图像特征区域的标准量化级数权重向量；S6：分别计算每个参比图像特征区域的参比量化级数权重向量与标准图像特征区域的标准量化级数权重向量的关联系数，对求得的所有关联系数求平均得每个参比图像特征区域与标准图像特征区域的对应的关联度；S7：判断待测物质中农药残留度，对所有关联度求平均得到平均关联度，如果该平均关联度越接近于1则认为农药残留越少，相反则认为农药残留越多。作为优化，所述步骤S5中得到参比图像特征区域的参比量化级数权重向量和标准图像特征区域的标准量化级数权重向量的方法如下：S4a：将参比图像特征区域中每个像素点对应的色调和标准图像特征区域中每个像素点对应的色调均分为3级，如式(4)，参比图像特征区域中每个像素点对应的饱和度和亮度以及标准图像特征区域中每个像素点对应的饱和度和亮度均分为4级，如式(5)：s.v=0,ifS,V∈[0.0,0.08)1,ifS,V∈[0.08,0.4)2,ifS,V∈[0.4,0.75)3,ifS,V∈[0.75,1)---(5);]]>其中，h表示参比图像特征区域中每个像素点和标准图像特征区域中每个像素点对应的色调的量化级数，s表示参比图像特征区域中每个像素点和标准图像特征区域中每个像素点对应的饱和度的量化级数，v表示参比图像特征区域中每个像素点和标准图像特征区域中每个像素点对应的亮度的量化级数；S4b：根据式(4)和(5)，将整个空间分成48个子空间，用L表示，L＝hQsQv+sQs+v＝16h+4s+v              (6)；其中，Qs＝Qv＝4，L∈[0,47]；统计每个参比图像特征区域中所有像素点的量化级数所占的比重，得到所有参比图像特征区域对应的参比量化级数权重向量X，如式(7)，统计标准图像本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于农药残留检测的装置，其特征在于：包括农药残留速测卡、电源、装置本体、温度控制组件、摄像组件、控制器和图像处理分析模块；所述装置本体包括上盖体和下盖体，下盖体上具有加热区域；所述上盖体和下盖体横向的边缘可转动连接；所述温度控制组件包括加热体、测温件和控温件；所述加热体设置在下盖体内，用于为加热区域加热；所述测温件的检测端设置在加热体上，测温件的数据输出端与控制器连接；所述控温件的控制命令输入端与控制器的温度控制命令输出端连接，控温件的控制命令输出端与加热体的命令接收端连接；所述摄像组件包括图像采集器和计时器；所述图像采集器的采集信号输入端与控制器的采集控制信号输出端连接，图像采集器的图像采集端对着加热区域；所述计时器的计时信号输入端与控制器的计时控制信号输出端连接，计时器的计时信号输出端与控制器的计时控制信号输出端连接；所述电源分别为温度控制组件、摄像组件和控制器供电；所述图像处理分析模块用于选出农药残留速测卡上的显色区域不再发生变色时的图像作为参比图像，然后对该参比图像与标准图像对应的位于显色区域内的特征区域进行比较计算，判断出农药残留程度。

【技术特征摘要】
1.一种用于农药残留检测的装置，其特征在于：包括农药残留速测卡、电
源、装置本体、温度控制组件、摄像组件、控制器和图像处理分析模块；
所述装置本体包括上盖体和下盖体，下盖体上具有加热区域；
所述上盖体和下盖体横向的边缘可转动连接；
所述温度控制组件包括加热体、测温件和控温件；所述加热体设置在下盖
体内，用于为加热区域加热；所述测温件的检测端设置在加热体上，测温件的
数据输出端与控制器连接；所述控温件的控制命令输入端与控制器的温度控制
命令输出端连接，控温件的控制命令输出端与加热体的命令接收端连接；
所述摄像组件包括图像采集器和计时器；所述图像采集器的采集信号输入
端与控制器的采集控制信号输出端连接，图像采集器的图像采集端对着加热区
域；所述计时器的计时信号输入端与控制器的计时控制信号输出端连接，计时
器的计时信号输出端与控制器的计时控制信号输出端连接；
所述电源分别为温度控制组件、摄像组件和控制器供电；
所述图像处理分析模块用于选出农药残留速测卡上的显色区域不再发生变
色时的图像作为参比图像，然后对该参比图像与标准图像对应的位于显色区域
内的特征区域进行比较计算，判断出农药残留程度。
2.如权利要求1所述的用于农药残留检测的装置，其特征在于：还包括显
示屏，所述显示屏设置上盖体上，显示屏的显示信号输入端与图像采集器的信
号输出端连接，所述电源为显示屏供电。
3.一种农药残留检测方法，其特征在于：采用利用权利要求1或2所述的
装置进行检测，具体步骤如下：
S1：在农药残留速测卡上选择定位点，通过定位点确定显色区域，然后在
显色区域内选取特征点，一个特征点即为一个特征区域；制备待测物质提取液，
在农药残留速测卡的特定区域上沾取待测物质提取液；设定权利要求1或2所
述的装置的温度，开启该装置；然后选取农药残留速测卡上显色区域不再发生
变色时的图像作为参比图像；
S2：更换农药残留速测卡，将更换后的农药残留速测卡的中心部分作为特
征区域，在该特征区域沾取不含有农药残留的物质提取液，将权利要求1或2
所述的装置的温度设定为与步骤S1中相同的温度，然后选取该农药残留速测卡
上特征区域不再发生变色时的图像作为标准图像；
S3：所述S1中的农药残留速测卡的特定区域在参比图像中对应的为参比图
像特征区域，计算每个参比图像特征区域中每个像素点的红色特征值、绿色特
征值和蓝色特征值；
所述S2中的更换后的农药残留速测卡上特定区域在标准图像中对应的为标
准图像特征区域，计算标准图像特征区域中每个像素点的红色特征值、绿色特
征值、蓝色特征值；
S4：根据步骤S3计算的所有参比图像特征区域中每个像素点的红色特征值、
绿色特征值和蓝色特征值，计算参比图像特征区域中每个像素点对应的色调，
饱和度和亮度；
根据步骤S3计算的标准图像特征区域中每个像素点的红色特征值、绿色特
征值和蓝色特征值，计算标准图像特征区域中每个像素点对应的色调，饱和度
和亮度；
S5：对步骤S4中所有参比图像特征区域中每个像素点对应的色调，饱和度
和亮度进行量化分级，再根据所有参比图像特征区域中每个像素点对应的色调，
饱和度和亮度进行量化分级得到对应的参比图像特征区域的参比量化级数权重
向量；
对步骤S4中标准图像特征区域中每个像素点对应的色调，饱和度和亮度进
行量化分级，再根据标准图像特征区域中每个像素点对应的色调，饱和度和亮
度进行量化分级得到标准图像特征区域的标准量化级数权重向量；
S6：分别计算每个参比图像特征区域的参比量化级数权重向量与标准图像
特征区域的标准量化级数权重向量的关联系数，对求得的所有关联系数求平均
得每个参比图...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖国专，董宇，
申请(专利权)人：厦门安东电子有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35