一种离散光谱食物烘焙度检测方法技术

本发明专利技术公开了一种离散光谱食物烘焙度检测方法，包括步骤S1、将待测的样品放置在全黑的环境中进行多通道的照射和采集，发光源通过光路通道照射到样品上，由于各个光路通道的光谱波长各不相同，形成离散光谱，利用光电传感器采集各个光路通道照射在样品上反射的光信号；步骤S2、光电传感器检测光强后通过放大器输出电压信号；步骤S3、光电传感器分别在不同的温度下采集不同光谱波长的光线信号，测量在不同温度下对同一样品的数值误差进行温度补偿，通过多元最小二乘法拟合温度、电压或由ADC转换的AD数值、烘焙度数值之间的关系；本发明专利技术兼具多光谱的精度和稳定性，同时还能够降低成本，提高便携性，能够更好的提高烘焙度检测的效果。效果。效果。

【技术实现步骤摘要】
一种离散光谱食物烘焙度检测方法


[0001]本专利技术涉及食品烘焙检测
，尤其是涉及一种离散光谱食物烘焙度检测方法。

技术介绍

[0002]烘焙度是检测食物烘焙程度的一种参数，是由Agtron公司独创的一种参数 ,经常用于食品烘焙度的检测，例如谷物类烘焙、面包烘焙、豆类烘焙等，其主要用于食品加工过程中对于烘焙度的检测。
[0003]目前该领域中存在两个问题，第1个是连续性光谱检测导致机器成本过高，这种机器主要是通过多光谱的手段（光栅光谱仪等连续光谱方法），采用连续性光谱进行检测，由于连续光谱的发生和检测伴随着高成本的传感器成本，这就导致了机器在检测过程中的硬件投入过大，造价成本过高，目前台式机就是采用多光谱连续式的光谱检测方法，主要是通过白光光栅分光，通过积分球来进行测量；第2个是便携式烘焙度检测仪，采用红外光谱的方式进行检测，单一的光谱容易造成在浅色检测的时候出现较大的误差，目前便携式的烘焙度检测设备都采用单一光源的红外光850nm波长进行检测。
[0004]由于使用多光谱检测能够很好的解决这个问题，因此本专利技术使用离散光谱，即使用多种颜色的光线进行检测。

技术实现思路

[0005]本专利技术为克服上述情况不足，提供了一种能解决上述问题的技术方案。
[0006]一种离散光谱食物烘焙度检测方法，包括如下步骤：步骤S1、将待测的样品放置在全黑的环境中进行多通道的照射和采集，内置有发光源，发光源通过光路通道照射到样品上，由于各个光路通道的光谱波长各不相同，形成离散光谱，利用光电传感器采集各个光路通道照射在样品上反射的光信号；步骤S2、光电传感器检测光强后通过放大器输出电压信号，电压信号通过ADC转换成数字信号存储在寄存器中；步骤S3、光电传感器分别在不同的温度下采集不同光谱波长的光线信号，测量在不同温度下对同一样品的数值误差进行温度补偿，将其数值补偿到某一固定温度中，通过多元最小二乘法拟合温度、电压或由ADC转换的AD数值、烘焙度数值之间的关系，实现不同环境温度下对同一样品测量的准确性。
[0007]进一步的，步骤S3中满足以下公式：
[0008]上述公式是在不同环境温度下，光电传感器检测不同样品得到不同的电压信号或
AD信号，所组成的计算矩阵；其中：V代表光电传感器检测的数值，该数值优选为电压值，也可以是数字信号的AD数值；T代表实时环境温度；a
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f代表多元拟合公式当中的系数；ag代表烘焙程度的一种单位表示。
[0009]进一步的，在各个光路通道中安装发光源，光路通道设置有两个以上，各个发光源采用单一颜色，各个发光源发出从紫外到红外的光线，发光源的光谱波长在250nm
‑
1500nm之间，各个光路通道之间通过分时方式进行采集。
[0010]进一步的，光路通道设置有三个，安装在光路通道内发光源的光谱波长分别为520nm、650nm、850nm的三种，分时采集时首先利用520nm的单色光照射到样品上，通过光电传感器进行采集，得到稳定信号数据后存入到寄存器中，然后关闭该光路通道的发光源，再分别利用650nm的单色光和850nm的单色光进行采集，每次采集数据时仅打开单一光路通道内的发光源。
[0011]进一步的，在全黑的环境中安装全光谱白光LED作为发光源，全光谱白光LED中含有连续多个光谱波长的白色LED，在发光源上安装窄带滤光片将不同颜色的光线分开并照射到各个光路通道中，光电传感器采集到稳定的数据后存入寄存器中。
[0012]进一步的，光路通道内安装有调光系统，调光系统采用pwm调光系统、放大电路之中的任意一种。
[0013]进一步的，电压或由ADC转换的AD数值信号与标准化Agtron数值相互拟合。
[0014]进一步的，光电传感器、寄存器和各个光路通道中的发光源上电性连接安装有MCU主控器，MCU主控器分别控制光电传感器、寄存器和发光源进行工作。
[0015]进一步的，光电传感器优先选用光电二极管，光电传感器还可选用光电三极管、CMOS、CCD之中的任意一种。
[0016]进一步的，步骤S1中，光路通道内安装有滤光片，发光源通过滤光片进行光谱波长控制。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：可采用离散的多种颜色，例如，采用两种颜色或者三种或者多种颜色的发光源进行检测，兼具多光谱的精度和稳定性，同时还能够降低成本，提高便携性，能够更好的提高烘焙度检测的效果。
[0018]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1是本专利技术的烘焙度检测原理示意图；图2是本专利技术使用5种波长进行检测时的示意图；图3是本专利技术所满足的公式示意图。
实施方式
[0021]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0022]通常在此处附图中描述和显示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。
[0023]基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0025]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0026]如图1
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3所示，本专利技术的一种离散光谱食物烘焙度检测方法，包括如下步骤：步骤S1、将待测的样品放置在全黑的环境中进行多通道的照射和采集，内置有发光源，发光源通过光路通道照射到样品上，由于各个光路通道的光谱波长各不相同，形成离散光谱，利用光电传感器采集各个光路通道照射在样品本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种离散光谱食物烘焙度检测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、将待测的样品放置在全黑的环境中进行多通道的照射和采集，内置有发光源，发光源通过光路通道照射到样品上，由于各个光路通道的光谱波长各不相同，形成离散光谱，利用光电传感器采集各个光路通道照射在样品上反射的光信号；步骤S2、光电传感器检测光强后通过放大器输出电压信号，电压信号通过ADC转换成数字信号存储在寄存器中；步骤S3、光电传感器分别在不同的温度下采集不同光谱波长的光线信号，测量在不同温度下对同一样品的数值误差进行温度补偿，将其数值补偿到某一固定温度中，通过多元最小二乘法拟合温度、电压或由ADC转换的AD数值、烘焙度数值之间的关系，实现不同环境温度下对同一样品测量的准确性。2.根据权利要求1所述的一种离散光谱食物烘焙度检测方法，其特征在于，步骤S3中满足以下公式：上述公式是在不同环境温度下，光电传感器检测不同样品得到不同的电压信号或AD信号，所组成的计算矩阵；其中：V代表光电传感器检测的数值，该数值优选为电压值，也可以是数字信号的AD数值；T代表实时环境温度；a
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f代表多元拟合公式当中的系数；ag代表烘焙程度的一种单位表示。3.根据权利要求1所述的一种离散光谱食物烘焙度检测方法，其特征在于，在各个光路通道中安装发光源，光路通道设置有两个以上，各个发光源采用单一颜色，各个发光源发出从紫外到红外的光线，发光源的光谱波长在250nm
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1500nm之间，各个光路通道之间通过分时方式进行采集。4.根据权利要求3所述的一种离散光谱食物烘焙度检测方法，其特征在于，光路通道设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：高丽玲，黄南通，
申请(专利权)人：东莞市终点线精密机电有限公司，
类型：发明
国别省市：