一种基于多光谱技术的食品微生物检测装置及检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于多光谱技术的食品微生物检测装置及检测方法，其中检测方法包括以下步骤：建立食品微生物多光谱标准数据库；将待检测的食品放置于箱体的内部下端，激发光源照射待检测的食品，激发食品表面的未知微生物，使之产生多光谱数据；由多光谱检测器采集食品表面的多光谱数据，对目标区域的多光谱数据进行初步处理，再与食品微生物多光谱标准数据库进行比对，同时计算出含量，得出食品表面含有一定量的某种微生物的信息；通过多光谱检测器将上述信息反馈给数据处理终端，最终反馈给用户。本发明专利技术基于多光谱技术的食品微生物检测装置及检测方法能够实现对食品微生物实时检测，而且检测成本低，适用于日常生活。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多光谱技术的食品微生物检测装置及检测方法
本专利技术涉及微生物检测设备
，尤其涉及一种基于多光谱技术的食品微生物检测装置及检测方法。
技术介绍
冰箱作为一种延长食物保存的制冷装置，已经成为人们日常生活不可缺少的家居设备。但冰箱只是在降低温度的条件下，降低了微生物的生长繁殖速度，从而延缓食物腐败，因此在冰箱的低温环境中仍然存在食品微生物。由于存在食品中的微生物不但会摄取食物的营养物质导致食物腐败，还会存在一些致病性的细菌、病毒等，严重地威胁人们的身体健康。目前，较为常用的微生物检测方法为生化法，如酶联免疫法、分离培养鉴定法、多聚酶链式反应法。虽然生化法能够准确地分析鉴定微生物，但其检测成本较高、检测程序复杂，并且需要在较为苛刻的实验室环境下才能实现，难以应用于日常生活中。
技术实现思路
本专利技术提供一种能够实现对食品微生物实时检测，而且检测成本低，适用于日常生活的基于多光谱技术的食品微生物检测装置及检测方法。本专利技术采用的技术方案为：一种基于多光谱技术的食品微生物检测装置，其包括：箱体，激发光源、多光谱检测器；所述激发光源和所述多光谱检测器均安装于所述箱体内，所述激发光源用以照射待检测的食品，激发食品表面的未知微生物，使之产生多光谱数据；所述多光谱检测器用以对食品产生的多光谱数据进行采集、提取、对比判断，并输出结果；所述多光谱检测器检测的光谱波段包括紫外光波段、可见光波段和部分近红外波段，检测的波长范围为250-1100nm，所述多光谱检测器连接有食品微生物多光谱标准数据库。进一步地，所述激发光源的波长范围为190-550nm。进一步地，所述多光谱检测器一体集成有数据处理终端，所述食品微生物多光谱标准数据库设于所述数据处理终端。进一步地，所述多光谱检测器与所述数据处理终端为分体设计，所述多光谱检测器与所述数据处理终端通信连接，所述食品微生物多光谱标准数据库设于所述数据处理终端。进一步地，所述激发光源和所述多光谱检测器均安装于所述箱体的上端，所述激发光源包括照明部分和杀菌部分，所述杀菌部分为紫外线杀菌灯，所述照明部分为LED灯。本专利技术还提供如下技术方案：一种基于多光谱技术的食品微生物检测方法，采用所述的检测装置，包括以下步骤：S1：采用食品微生物标准样本和食品微生物训练样本获取不同种食品微生物多光谱数据，然后对不同种食品微生物多光谱数据进行处理分析，建立标准食品微生物多光谱模型，以形成食品微生物多光谱标准数据库；S2：打开箱体，开启激发光源及多光谱检测器，将待检测的食品放置于箱体的内部下端；然后关闭箱体，激发光源照射待检测的食品，激发食品表面的未知微生物，使之产生多光谱数据；S3：由多光谱检测器采集食品表面的多光谱数据，对目标区域的多光谱数据进行初步处理，初步处理后再与食品微生物多光谱标准数据库进行比对；当未知微生物产生的光谱信息与食品微生物多光谱标准数据库中的某种微生物的标准光谱模型匹配时，则判断食品含有该微生物，同时根据光谱信号的强弱，计算出其含量，得出食品表面含有一定量的某种微生物的信息；S4：通过多光谱检测器将食品表面含有一定量的某种微生物的信息反馈给数据处理终端，再通过数据处理终端反馈给用户。进一步地，S1中，食品微生物标准样本用于建立标准的微生物多光谱数据。进一步地，S1中，食品微生物训练样本用于模拟真实环境建立模拟多光谱数据，其中，数据获取的方法为：用不同浓度的不同菌种喷洒于不同的食物表面，采集相应的多光谱数据。进一步地，S1中，采用的处理分析方法为聚类别分析方法，包括欧氏距离法、深度神经网络法、卷积神经网络法。进一步地，S2中，多光谱数据包括吸收光谱、反射光谱、散射光谱或荧光光谱的光谱信息和图像信息。相较于现有技术，本专利技术的基于多光谱技术的食品微生物检测装置及检测方法通过采用多光谱检测器，无损地获取食品微生物的光谱数据，并对数据进行分析处理，实现对食品微生物的实时检测，而且检测成本低，适用于日常生活，使得人们方便快捷地了解日常生活中的食品微生物的信息。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但不应构成对本专利技术的限制。在附图中，图1：本专利技术基于多光谱技术的食品微生物检测装置的示意图；图2：本专利技术基于多光谱技术的食品微生物检测装置的方块图；图3：本专利技术基于多光谱技术的食品微生物检测方法的步骤流程图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。如图1和图2所示，本专利技术的基于多光谱技术的食品微生物检测装置包括箱体1，激发光源2、多光谱检测器3；其中，激发光源2和多光谱检测器3均安装于箱体1内；激发光源2用以照射待检测的食品4，激发食品表面的未知微生物，产生多光谱数据；多光谱检测器3接用以采集待检测食品的多光谱数据，然后进行提取，对比判断，并输出结果。其中，箱体1为冰箱、冰柜、冷藏柜、冷藏箱或冷藏库等食品储存器件，并不以此为限。具体的，激发光源2和多光谱检测器3均安装于箱体1的上端，其中，激发光源2包括照明部分和杀菌部分，其中，杀菌部分为紫外线杀菌灯，照明部分为LED灯。进一步，多光谱检测器3检测的光谱波段包括紫外光波段、可见光波段和部分近红外波段，波长范围为250-1100nm。由于一般微生物体内的黄素发出的荧光辐射范围在510-540nm之间，最强辐射在530nm附近，烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸(NAD(P)H)以360nm光源激发，荧光辐射在460nm处最强，组成微生物蛋白质的含苯环氨基酸如色氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸的荧光辐射范围在270-500nm之间。因此，激发光源2作为激发食品微生物的波长范围优选为190-550nm。多光谱检测器3用以对食品产生的多光谱数据进行采集、提取、对比判断，并输出结果。其中，被检测的食品微生物主要为食物表面自身生长霉变的微生物，亦包含外部人为引入的微生物和检测空间的微生物，可以是细菌、真菌和病毒，如：嗜冷菌、大肠杆菌、葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、曲霉菌等。多光谱检测器3设有食品微生物多光谱标准数据库，多光谱检测器3对不同波段食品微生物的荧光光谱、吸收光谱、反射光谱和散射光谱进行采集后，对采集的多光谱数据进行目标部分提取，将有效的多光谱数据与食品微生物多光谱标准数据库进行比对得出结论，将检测结果输出给用户端。本实施例中，多光谱检测器3一体集成有数据处理终端，具有独立的数据处理、分析及共享，独立完成食品微生物检测程序的功能；其中，食品微生物多光谱标准数据库设于数据处理终端。其它实施例中，多光谱检测器3与数据处理终端为分体设计，多光谱检测器3与数据处理终端通信连接，数据处理终端设有食品微生物多光谱标准数据库，多光谱检测器3将提取的有效的多光谱数据与食品微生物多光谱标准数据库进行比对，得出结论，然本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多光谱技术的食品微生物检测装置，其特征在于，包括：箱体，激发光源、多光谱检测器；所述激发光源和所述多光谱检测器均安装于所述箱体内，所述激发光源用以照射待检测的食品，激发食品表面的未知微生物，使之产生多光谱数据；所述多光谱检测器用以对食品产生的多光谱数据进行采集、提取、对比判断，并输出结果；/n所述多光谱检测器检测的光谱波段包括紫外光波段、可见光波段和部分近红外波段，检测的波长范围为250-1100nm，所述多光谱检测器连接有食品微生物多光谱标准数据库。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于多光谱技术的食品微生物检测装置，其特征在于，包括：箱体，激发光源、多光谱检测器；所述激发光源和所述多光谱检测器均安装于所述箱体内，所述激发光源用以照射待检测的食品，激发食品表面的未知微生物，使之产生多光谱数据；所述多光谱检测器用以对食品产生的多光谱数据进行采集、提取、对比判断，并输出结果；
所述多光谱检测器检测的光谱波段包括紫外光波段、可见光波段和部分近红外波段，检测的波长范围为250-1100nm，所述多光谱检测器连接有食品微生物多光谱标准数据库。


2.如权利要求1所述的基于多光谱技术的食品微生物检测装置，其特征在于：所述激发光源的波长范围为190-550nm。


3.如权利要求1所述的基于多光谱技术的食品微生物检测装置，其特征在于：所述多光谱检测器一体集成有数据处理终端，所述食品微生物多光谱标准数据库设于所述数据处理终端。


4.如权利要求1所述的基于多光谱技术的食品微生物检测装置，其特征在于：所述多光谱检测器与所述数据处理终端为分体设计，所述多光谱检测器与所述数据处理终端通信连接，所述食品微生物多光谱标准数据库设于所述数据处理终端。


5.如权利要求1所述的基于多光谱技术的食品微生物检测装置，其特征在于：所述激发光源和所述多光谱检测器均安装于所述箱体的上端，所述激发光源还包括照明部分和杀菌部分，所述杀菌部分为紫外线杀菌灯，所述照明部分为LED灯。


6.一种基于多光谱技术的食品微生物检测方法，其特征在于，采用如权利要求1-5任一项所述的检测装置，包括以下步骤：
S1：采用食品微生物标准样本和食品微生物训练样本获取不同种食品微生物多光谱数据，...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂刚，刘春宇，蔡红星，姚治海，刘晓慧，张鹏波，亓唯赫，
申请(专利权)人：佛山国防科技工业技术成果产业化应用推广中心，佛山求识光谱数据科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44