CN103063813B - 一种鱼类新鲜度的快速无损在线检测方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种鱼类新鲜度的快速无损在线检测方法和装置，箱体的内腔中设置一个反应室，反应室中有气敏传感器阵列，反应室下方是集气室，集气室固定在传送带上，传送带前、后穿行在箱体的内腔底部；将待检测的鱼样本由传送带上方放入位于传送带起始位置的集气室内，合上集气室盖子，电机带动传送带运动，集气室边前行边集气；当集气室前行到箱体内反应室的正下方时，由气缸带动反应室向下运动，使反应室与集气室合为一体，集气室内的气体携带鱼样本气息进入反应室中与气敏传感器阵列发生反应；具有客观、无损、实时在线、操作简便、无需专业操作人员等优点。

Description

一种鱼类新鲜度的快速无损在线检测方法和装置

技术领域

本发明涉及一种针对鱼新鲜度的检测方法和装置，特指基于气敏传感器阵列的鱼新鲜度快速无损在线检测方法和装置。属于农产品检测仪器。

背景技术

鱼类因其肉质鲜美，富含高蛋白，营养价值高，由于富含水分和蛋白质，鱼肉极易腐败，变质的鱼肉会影响其外观品质甚至威胁到消费者的安全，因此，获得快速有效的鱼肉新鲜度的监测方法刻不容缓。

目前已有一系列的指标和方法评价鱼肉新鲜度，包括感官评定法、化学和微生物法以及现代仪器法。感官评定法是利用嗅觉、视觉、触觉来辨别鱼肉的气味、色泽、粘度及弹性变化，从而判定鱼肉的品质。此方法应用范围广，可及时提供鱼肉的新鲜度信息，且为无损检测，但易受测评人员身体及心理的影响，重复性差，结果缺乏客观性。化学和微生物法是基于不同新鲜度的鱼蛋白质分解程度和微生物含量不同的原理，有挥发性盐基氮和细菌总数法等，此类方法结果可靠，重复性高，但需要专门的操作人员，操作耗时繁琐，不能快速的对样本进行分析。现代仪器法主要包括气相色谱和气相色谱质谱联用，结果客观精确，但样本预处理复杂，设备昂贵，且检测时间长，同样也达不到快速检测的要求。

专利号03131660.3、名称为“基于气体传感器阵列技术的食品气味快速无损检测方法及装置”公开的装置中，传感器阵列为条形，在检测过程中，第一个传感器与最后一个传感器跟样本气体的响应存在时间差，即第一个传感器已经开始反应时最后一个传感器还未与样本气体接触，而最后一个传感器还在反应过程中时第一个传感器反应已结束，传感器的响应不一致，信息可靠性差。

申请号为200710036260.4、名称为“一种小型自动化机器嗅觉仪器与气味分析方法” 公开的仪器中，玻璃样本瓶和硅橡胶密封圈均为一次性使用，每测量一次的材料费用高，检测成本很高；样本在检测前，需恒温加热30分钟，加热即改变了样本的原有组分，属于有损检测，且30min的加热时间达不到快速检测的要求。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术中对鱼肉新鲜度检测时，传感器的选取没有针对性、检测成本高、检测速度慢、可靠性差、不能达到最佳效果的缺陷而提出一种基于气敏传感器阵列的快速无损在线检测方法和装置，能够对大批量鱼肉样本进行快速、无损、实时的检测，能够准确、有效、快捷地评估样本的品质从而使质量得到保证。

本发明鱼类新鲜度的快速无损在线检测装置采用的技术方案是：箱体固设在箱体支架上方，箱体的内腔中设置一个反应室，反应室中有气敏传感器阵列，反应室顶部连接气缸，反应室下方是集气室，集气室固定在传送带上，传送带以传送带固定架支撑，并且传送带前、后穿行在箱体的内腔底部，传送带的左右宽度与箱体内腔的左右宽度相匹配，集气室旁边设有定位传感器，传送带连接电机；所述气敏传感器阵列、气缸、电机、定位传感器分别连接计算机，计算机连接触摸屏。

本发明鱼类新鲜度的快速无损在线检测方法采用的技术方案是具有如下步骤：1）将待检测的鱼样本由传送带上方放入位于传送带起始位置的集气室内，合上集气室盖子，由计算机控制电机带动传送带运动，集气室随传送带一起前行，边前行边集气；2）当集气室前行到箱体内反应室的正下方时，定位传感器检测到集气室的位置信息，电机停止运转，传送带在此位置停下，由气缸带动反应室向下运动，使反应室与集气室合为一体，集气室内的气体携带鱼样本气息进入反应室中，与气敏传感器阵列发生反应；3）计算机采集、分析和处理所述气敏传感器阵列的反应信号并送至触摸屏显示，反应结束后，气缸向上抬起反应室使反应室与集气室分离，洁净空气进入反应室；4）集气室随传送带继续前行到达终点位置向下回转后再回到起始位置，进行下一个鱼样本检测。

 本发明的有益效果是：本发明能基于不同品质的鱼肉散发的气味不同，可对不同新鲜度鱼样本进行检测分析，根据鱼体在新鲜度变化过程中的主要挥发性物质选择针对性的气敏传感器组成阵列，采用该阵列对样本进行检测从而判断新鲜度，提高了检测的精确度，

具有客观、无损、实时在线、操作简便、无需专业操作人员等优点，尤其在对大批量样本全数进行检测时更显其优势。

附图说明

图1是本发明鱼类新鲜度的快速无损在线检测装置的主视图； 

图2是图1的俯视图；

图3是图1的右视图；

  图中：1.反应室；2.恒温恒湿控制部件；3.集气室；4.传送带；5.电机；6.传送带固定架；7.箱体支架；8.制冷机；9.集气室清洗装置；10计算机；11.箱体；12.触摸屏；13定位传感器；14.微型真空泵；15.气缸。

具体实施方式

本发明鱼类新鲜度的快速无损在线检测装置的结构如图1、2、3所示，箱体11固定安装在箱体支架7的上方，箱体11内腔中设置一个反应室1，例如反应室1可设置在箱体11左部内腔中。反应室1上部是圆柱孔形状，圆柱孔内部环形放置多个专门用于检测鱼新鲜度的气敏传感器阵列，可将气敏传感器阵列固定在圆柱孔的内壁上，传感器环形放置方式可使传感器几乎可以在同一时间与被测气体接触，减少了间差，提高检测效果。通过气相色谱质谱联用仪（GC-MS）对不同新鲜度鱼样本挥发性物质的检测与分析结果可知，鱼体腐败过程中的主要挥发性物质为醇、羰基化合物（酯、醛、酮）、烃、含氮及含硫物质，根据这些物质筛选出对应的气敏传感器组成阵列。

反应室1中部是上口小下口大的圆锥孔形状，反应室1下部也是圆柱孔形状，该下部圆柱孔的底部固定安装环形密封圈，以密封整个反应室1。反应室1上部、中部、下部均连通。

 反应室1顶部与气缸15相连接，气缸15固定安装在箱体11顶板上方，控制反应室1的上下运动。微型真空泵14安装在箱体11顶部，与反应室1相连接，用于促进反应室1内的气流循环。在箱体11上安装恒温恒湿控制部件2，例如可将恒温恒湿控制部件2安装在箱体11的左侧，恒温恒湿控制部件2用于调节箱体11内的温湿度。恒温恒湿控制部件2包括温度传感器、湿度传感器和风扇等，由于金属氧化物传感器对环境温湿度较敏感，最适使用温湿度为20℃、70%，当环境温度高于设定值时，风扇开启，直至降到设定值；去湿加湿***根据湿度传感器的响应信号和湿度设定值自动调节环境湿度。通过保持恒定的温度湿度，从而保证气敏传感器阵列响应的灵敏度和稳定性，使结果可靠。

在反应室1的下方是集气室3，集气室3为圆柱形结构，固定在传送带4上。传送带4支撑在传送带固定架6上。传送带4前、后布置，传送带4的左右宽度与箱体11内腔的左右宽度相匹配，传送带4前、后穿行在箱体11左部内腔底部。在集气室3旁边设定位传感器13，用于控制集气室的定位。可将定位传感器13固定在箱体11内壁上。

传送带4连接电机5，由电机5带动在反应室1或箱体11的前、后方向运转。电机5可固定安装在传送带固定架6的下部，传送带固定架6为安装电机5、传送带4等提供支撑。

本发明还具有制冷机8、集气室清洗装置9和计算机10，制冷机8用于调节箱体11内温度，集气室清洗装置9用于强力冲刷清洗集气室3，计算机10分别连接气缸15、电机5、定位传感器13、微型真空泵14、触摸屏12、以及气敏传感器阵列、恒温恒湿控制部件2、制冷机8、集气室清洗装置9；计算机10用于采集、记录和处理样本数据信息，发送控制信号等。

可将制冷机8、集气室清洗装置9安装在箱体支架7下部，可将计算机10安装在箱体11右部封闭的空腔内。箱体11右上部外表面上安装彩色触摸屏12，用于人机互动，所有开关机、暂停、运行等命令均可通过按压触摸屏12实现，还可用于显示传感器响应曲线等试验结果。

由于传送带4在反应室1向下压时需要承受一定的压力，而带式或细链式传送机构在受到压力时会缓冲变形，降低样本检测时的气密效果。因此，本发明传送带4设计成链片式结构，链片式的传送带能很好地承受一定的压力，从而保证检测过程的气密性。传送带4的运行速度可根据需要在一定范围内进行调节。

本发明鱼类新鲜度的快速无损在线检测装置在检测时，将待检测的整条鱼由传送带4上方放入集气室3内，合上集气室3的盖子，此时集气室3位于传送带4起始位置。计算机10发出启动指令，启动由电机5带动传送带4运动。集气室3随传送带4一起前行（例如，图2中，可沿着由下至上的方向运动），边运行边集气，该过程是利用传送过程集气，因此，可缩短检测时间，并在一定程度上抑制了鱼体气味散发到环境中造成的气体污染。当集气室3前行至接近箱体11左部内腔时，定位传感器13检测到集气室3的位置信息，向计算机10发出中断申请。计算机10接收到中断请求后发出暂停命令，停止电机5运转，传送带4在规定位置停下。此时，集气室3已经前行到箱体11内反应室1的正下方。反应室1由气缸15控制向下运动，与集气室3合为一体。打开微型真空泵14，可加速气体的流动，促进样本气体与传感器发生反应，缩短单个循环所需的时间，提高效率。集气室3内的气体携带鱼样本气息迅速进入反应室1中，与反应室1中的气敏传感器阵列发生反应。气敏传感器阵列的响应信号由计算机10开始采集、分析和处理，送至触摸屏12显示。此时，反应结束，反应室1被气缸15抬起与集气室3分离，洁净空气进入反应室1，还原气敏传感器阵列。集气室3则随传送带4继续前行。集气室3随传送带4到达箱体支架7尽头，即终点位置，则向下回转，进入清洗区域。由集气室清洗装置9对集气室3清洗，集气室3边清洗边继续随传送带4运转，回到传送带固定架6上方的起始位置，进入下一个样本的检测流程。 

Claims (2)

1.一种鱼类新鲜度的快速无损在线检测方法，采用鱼类新鲜度的快速无损在线检测装置，该快速无损在线检测装置的箱体（11）固设在箱体支架（7）上方，箱体（11）的内腔中设置一个反应室（1），反应室（1）中有气敏传感器阵列，反应室（1）顶部连接气缸（15），反应室（1）下方是集气室（3），集气室（3）固定在传送带（4）上，传送带（4）以传送带固定架（6）支撑，并且传送带（4）前、后穿行在箱体（11）的内腔底部，传送带（4）的左右宽度与箱体（11）内腔的左右宽度相匹配，集气室（3）旁边设有定位传感器（13），传送带（4）连接电机（5）；所述气敏传感器阵列、气缸（15）、电机（5）、定位传感器（13）分别连接计算机（10），计算机（10）连接触摸屏（12），其特征是具有如下步骤：

1）将待检测的鱼样本由传送带（4）上方放入位于传送带（4）起始位置的集气室（3）内，合上集气室（3）盖子，由计算机（10）控制电机（5）带动传送带（4）运动，集气室（3）随传送带（4）一起前行，边前行边集气；

2）当集气室（3）前行到箱体（11）内反应室（1）的正下方时，定位传感器（13）检测到集气室（3）的位置信息，电机（5）停止运转，传送带（4）在此位置停下，由气缸（15）带动反应室（1）向下运动，使反应室（1）与集气室（3）合为一体，集气室（3）内的气体携带鱼样本气息进入反应室（1）中，与气敏传感器阵列发生反应；

3）计算机（10）采集、分析和处理所述气敏传感器阵列的反应信号并送至触摸屏（12）显示，反应结束后，气缸（15）向上抬起反应室（1）使反应室（1）与集气室（3）分离，洁净空气进入反应室（1）； 

4）集气室（3）随传送带（4）继续前行到达终点位置向下回转后再回到起始位置，进行下一个鱼样本检测。

2.根据权利要求1所述的一种鱼类新鲜度的快速无损在线检测方法，其特征是：步骤4）中，集气室（3）到达终点位置向下回转后，由集气室清洗装置（9）对集气室（3）清洗，集气室（3）边清洗边继续随传送带（4）运转。