一种适用于干制带壳水果的低场核磁共振无损检测线制造技术

本发明专利技术公开了一种适用于干制带壳水果的低场核磁共振无损检测线。现有技术中干制带壳水果霉变、虫变的检测方法通常是随机抽样后去掉样品果皮进行甄别，尚无无损检测方案。本发明专利技术将低场核磁共振设备与干制带壳水果的传输装置整合，可实现送检干制带壳水果的批量化无损检测。对已有样品数据进行主成分分析，绘制散点图，进行好坏籽区域划分和边界方程计算，得到合适的数学模型，从而提高了生产线样品数据分析速率。检测过程中，利用低场核磁共振技术检测干制带壳水果的横向磁化强度信号量，再通过与构建的数学模型进行比对的方式，快速获得干制带壳水果好籽、霉籽和虫蛀的质量情况，其准确率可达到85%以上。

A low field NMR NDT line for dried shell fruits

The invention discloses a low field NMR NDT line suitable for drying shell fruits. In the existing technology, the detection method of dried and shelled fruits is usually random sampling, and the samples are removed without discrimination. The invention integrates the low field nuclear magnetic resonance equipment and the transmission device of dried shell fruits, and realizes batch non-destructive detection of dried shell fruits. The sample data is analyzed by principal component analysis, the scatter plot is drawn, the good quality seed region division and the boundary equation are calculated, and the appropriate mathematical model is obtained, thus the data analysis rate of the production line is improved. During the test, the low field magnetic resonance (NMR) technique was used to detect the lateral magnetization signal of the dried fruit, and then by comparison with the constructed mathematical model, the quality of the good seeds, the moulds and the worm moth of the dried fruit were obtained, and the accuracy rate could reach more than 85%.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于干制带壳水果的低场核磁共振无损检测线
本专利技术是一种适用于干制带壳水果的低场核磁共振无损检测线，具体涉及利用低场核磁共振技术实现干制带壳水果果肉的霉虫变检测，属于食品的快速无损分析领域。
技术介绍
干制水果是使用新鲜水果通过脱水干制而制得的含水量较低的食品加工制品，在储存过程中，因环境和储存时间等因素的影响，容易发生果肉的霉变与虫变，特别是龙眼、荔枝等带壳水果，外观上无法辨别坏籽与好籽的区别，从而可能造成生产厂家在零售包装过程中将霉籽与虫籽混入好籽当中，影响了消费者的食用感受。现有技术中，实现干龙眼霉变、虫变的检测方法通常是随机抽样后，先去掉样品果皮，观察果肉状态及果皮内表面的褐变面积，尚无无损检测的有效方案。低场核磁共振技术检测以其无需预处理、快速、无损、样品需要量少、实时获得数据等特点，已经在食品科学领域得到了一定的研究和应用，包括有：对食品含水率、含油率、脂肪等的含量测试，如现有专利文献CN106546620A（一种无损定量检测中华绒螯蟹中蟹油含量的方法，2017.03.29）、现有专利文献CN105954309A（一种快速无损检测鲍鱼干制及复水过程水分含量的方法、20160921）等；食品掺伪检测，如现有专利文献CN102901744A（一种花生油真伪的检测方法，2013.01.30）等；应用领域较为广泛的还有对食品保鲜、冷藏、品质、水分分布等情况的定性测试，如：现有专利文献CN106018452A（一种基于核磁共振技术的花生品种无损检测方法，2016.10.12）公开的一种能快速、高效鉴定花生样本品质的无损检测方法，不同花生品种在含油率、含水率等指标方面呈现除不同的状态，该检测方法通过建立含油率或含水率与横向驰豫时间的相关性，通过低场核磁技术测定的横向驰豫时间T2来预测花生品种。其检测步骤包括：S1、通过CPMG序列对所述花生样品分别进行核磁共振横向驰豫扫描、质量归一化后，以一维反拉普拉斯算法对横向持续时间谱进行处理得到所述花生样品单位质量的信号量，并绘制得到花生样品的信号量-横向驰豫时间（T2）曲线，上述过程中，以花生粒作为花生样品，不需要任何处理，测定花生样品的核磁共振参数，包括FID序列参数和CPMG序列参数；S2、利用CPMG序列峰点数据作为因子，进行主成分分析，提取主成分PC1，PC2，PC3并做出三维散点图，即各花生样品的主成分分散点图；S3、取若干未知品种花生制成样本，采用与步骤S1相同的CPMG序列对所述未知品种花生样本进行核磁共振横向驰豫扫描，取测得的CPMG序列峰点数据进行主成分分析，对照步骤S2制得的各花生样品的主成分分散点图，确定所述未知品种花生样本的品种。基于上述情况可以知道，低场核磁共振技术是可以通过氢质子核磁共振谱中弛豫时间的测定，以快速无损检测的方式来描述物质的运动情况及其存在的状态，从而反映出食品中化学成分的分布和结合情况。为使现有生产厂家在零售包装时可以快速无损鉴别好坏干制带壳水果，提高产品质量，本专利技术旨在建立适宜工业化批量生产的无损检测线，利用低场核磁共振技术对干制带壳水果的霉虫变情况进行快速、无损检测。
技术实现思路
为弥补现有干制带壳水果检测过程存在的不足，如干龙眼随机抽样后去掉果皮再进行甄别的方式，本专利技术提供了一种适用于干制带壳水果的低场核磁共振无损检测线，该无损检测线通过设置低场核磁共振设备，可实现送检干制带壳水果的批量化无损检测。检测过程中，利用低场核磁共振技术检测干制带壳水果的横向磁化强度信号量，再通过与构建的数学模型进行比对的方式，快速获得干制带壳水果好籽、霉籽和虫蛀的质量情况，其准确率可达到85%以上。本专利技术通过下述技术方案实现：一种适用于干制带壳水果的低场核磁共振无损检测线，将整理成粒的干制带壳水果分批次送入低场核磁共振设备，按CPMG序列获取检测信息，将获取得到的横向磁化强度信号量进行以下步骤：（1.0）进行质量归一化处理，得到单位质量的样品信号量；（1.1）对单位质量的样品信号量进行指标数据标准化，使用协方差矩阵或相关系数矩阵进行分析；（1.2）通过主成分分析，提取至少两个主成分PC1、PC2，通过对主成分的线性组合得到最终评估值；（1.3）将最终评估值与建立的数学模型进行比对，分析得到干制带壳水果的质量信息。所述干制带壳水果经整理成粒后再送入低场核磁共振设备。所述干制带壳水果每批次送入低场核磁共振设备的数量为单个或与后续包装数量相等。设定所述低场核磁共振设备对每批次干制带壳水果的信号采集时间为100～300ms。所述CPMG序列的参数范围为：SFO1(MHz)=18～23，P90(us)=1～10，P180(us)=2～20，SW(KHz)=50～200，TW(ms)=100～5000，TE(ms)=0.1～0.3，RG1=1～20，DRG1=1～3，PRG=1～3，NECH=1000～5000，NS=6～64。所述数学模型通过以下步骤建立得到：（2.0）获取若干干制带壳水果样品的横向磁化强度信号量，进行质量归一化处理，得到单位质量的样品信号量；（2.1）对单位质量的样品信号量进行指标数据标准化，使用协方差矩阵或相关系数矩阵进行分析；（2.2）通过主成分分析，提取至少两个主成分PC1、PC2，绘制散点图；（2.3）根据散点图的分布特征计算得到好籽、坏籽的对应评估值的分离曲线，用于与干制带壳水果送检得到的最终评估值进行比较。所述数学模型建立过程中，还包括对数学模型的修正步骤：（2.4）利用步骤（2.2）得到的至少两个主成分PC1、PC2，通过对主成分的线性组合得到干制带壳水果样品的评估值，将该评估值与剥壳检验的真实情况进行比对，并根据比对结果对数学模型进行修正。所述步骤（1.3）中，分析得到干制带壳水果的质量信息后，将获得的没有质量问题的干制带壳水果送检批次送入后续包装工序；将获得的存在质量问题的干制带壳水果送检批次再次送入低场核磁共振设备，且按单个干制带壳水果送检方式进行处理。采用传送机构带动干制带壳水果送入低场核磁共振设备，并连接后续包装工序，传送机构上设返料通道。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：（1）本专利技术采用低场核磁共振技术对干制带壳水果的品质进行检测，相比于现在市场上采用的随机抽样后进行剥壳观察的方法而言，可做到无需复杂预处理、快速、无损、实时获得数据以及检出率高等优点。实际检测时，准确率能达到85%以上。（2）本专利技术在利用低场核磁共振设备对送检干制带壳水果进行检测的过程中，通过设定CPMG序列的参数范围为SFO1(MHz)=18.179，P90(us)=5.6，P180(us)=10.8，SW(KHz)=100，TW(ms)=900，TE(ms)=0.15，RG1=20，DRG1=3，PRG=3，NECH=3000，NS=16来获得横向磁化强度信号量再进行处理，实际操作时，仅用500毫秒即能完成一粒干制带壳水果的处理，可实现大批量干制带壳水果的快速检测。（3）本专利技术通过送检干制带壳水果样品获得不同时间点的横向磁化强度信号量，通过大量数据的分析和处理，建立合适的数学模型，不仅能排除无关数据的干扰，提高预测结果的准确度，还能简化对送检干制带壳水果数据的分析。数学模型建立后，只需对新送检产品的主本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于干制带壳水果的低场核磁共振无损检测线，其特征在于：将整理成粒的干制带壳水果分批次送入低场核磁共振设备，按CPMG序列获取检测信息，将获取得到的横向磁化强度信号量进行以下步骤：（1.0）进行质量归一化处理，得到单位质量的样品信号量；（1.1）对单位质量的样品信号量进行指标数据标准化，使用协方差矩阵或相关系数矩阵进行分析；（1.2）通过主成分分析，提取至少两个主成分PC1、PC2，通过对主成分的线性组合得到最终评估值；（1.3）将最终评估值与建立的数学模型进行比对，分析得到干制带壳水果的质量信息。

【技术特征摘要】
1.一种适用于干制带壳水果的低场核磁共振无损检测线，其特征在于：将整理成粒的干制带壳水果分批次送入低场核磁共振设备，按CPMG序列获取检测信息，将获取得到的横向磁化强度信号量进行以下步骤：（1.0）进行质量归一化处理，得到单位质量的样品信号量；（1.1）对单位质量的样品信号量进行指标数据标准化，使用协方差矩阵或相关系数矩阵进行分析；（1.2）通过主成分分析，提取至少两个主成分PC1、PC2，通过对主成分的线性组合得到最终评估值；（1.3）将最终评估值与建立的数学模型进行比对，分析得到干制带壳水果的质量信息。2.根据权利要求1所述的一种适用于干制带壳水果的低场核磁共振无损检测线，其特征在于：所述干制带壳水果经整理成粒后再送入低场核磁共振设备。3.根据权利要求1所述的一种适用于干制带壳水果的低场核磁共振无损检测线，其特征在于：所述干制带壳水果每批次送入低场核磁共振设备的数量为单个或与后续包装数量相等。4.根据权利要求1所述的一种适用于干制带壳水果的低场核磁共振无损检测线，其特征在于：设定所述低场核磁共振设备对每批次干制带壳水果的信号采集时间为100～300ms。5.根据权利要求1所述的一种适用于干制带壳水果的低场核磁共振无损检测线，其特征在于：所述CPMG序列的参数范围为：SFO1(MHz)=18～23，P90(us)=1～10，P180(us)=2～20，SW(KHz)=50～200，TW(ms)=100～5000，TE(ms)=0.1～0.3，RG1=1～20，DRG1=1～3，PRG=1～3，NECH...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙群，蔡浩洋，林维，王尚子，曾维才，白婷，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川,51