CN204989009U - 基于图谱融合技术的羊肉安全品质在线快速无损检测生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于图谱融合技术的羊肉安全品质在线快速无损检测生产线。其特点是：还包括制冷***(1)，该制冷***(1)的出风口通过无菌空气过滤装置(2)与输送带(4)旁的无菌空气输送孔(3)连通，在该输送带(4)旁还安装有近红外图像分析单元和机器视觉图像分析单元从而能对输送带(4)上的羊肉安全品质进行检测，另外在该输送带(4)旁还安装有分级执行机构；其中前述的近红外图像分析单元和机器视觉图像分析单元分别与计算机(19)连接。本实用新型提供了一种基于近红外及图像处理技术检测羊肉微生物污染、纹理特征、色泽新鲜度、病害肉等指标的在线快速无损检测羊肉安全品质的分级生产线。

Description

基于图谱融合技术的羊肉安全品质在线快速无损检测生产线

技术领域

本实用新型涉及一种基于图谱融合技术的羊肉安全品质在线快速无损检测生产线。

背景技术

羊肉与其它肉类相比，蛋白含量高而脂肪、胆固醇含量低，富含人体必需的氨基酸及钙、磷、铁等矿物质元素，且肌肉纤维束细嫩易消化，是一种滋补强壮的天然保健品。传统的品质检测方法需对生肉进行熟化后，利用WBS剪切仪、色度计、人工评测及气相色谱等手段分别对羊肉品质、色泽、纹理及风味物质进行检测，检测过程复杂，成本高，时间长，不能满足在线检测需求。

屠宰企业在羊肉分割生产过程中因为屠宰量大，分割修整需要较长的时间，生产车间生产温度较高，达不到肉品冷藏保质温度，屠宰车间整体环境复杂，空气微生物含量难以保证长期无菌要求，容易使少部分分割肉受到污染，细菌总数上升；另一方面屠宰过程中肉制品容易受到粪便、屠宰刀交叉感染等因素影响，容易染菌变质，但这类肉在品质变化早期通过人眼无法识别，然而通过真空包装后在-18℃低温冷藏过程中很快涨袋失去食用价值，对企业造成巨大的经济损失。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于图谱融合技术的羊肉安全品质在线快速无损检测生产线，能够实现在线快速无损地检测羊肉表面污染、病变及新鲜度等安全品质指标，并且能够根据检测结果对羊肉进行分类。

一种基于图谱融合技术的羊肉安全品质在线快速无损检测生产线，包括输送带，其特别之处在于：还包括制冷***，该制冷***的出风口通过无菌空气过滤装置与输送带旁的无菌空气输送孔连通，在该输送带旁还安装有近红外图像分析单元和机器视觉图像分析单元从而能对输送带上的羊肉安全品质进行检测，另外在该输送带旁还安装有分级执行机构；其中前述的近红外图像分析单元和机器视觉图像分析单元分别与计算机连接。

其中近红外图像分析单元包括检测板，该检测板的一端铰接在输送带上方而在检测板的另一端上安装有滚轮和近红外光纤探头，该近红外光纤探头与近红外光谱仪连接；在前述输送带上方检测板一端的铰接处还安装有到位触发开关，该到位触发开关也与近红外光谱仪连接。

其中机器视觉图像分析单元包括朝向输送带的工业高速相机和漫反射光源，另外在输送带两侧分别固定安装有到位触发开关，该到位触发开关与该工业高速相机连接。

其中在输送带旁安装有至少一条导向通道，在每个导向通道旁的输送带上均设有导向板，该导向板与推杆电机传动连接，该推杆电机与计算机连接。

本实用新型提供了一种基于近红外及图像处理技术检测羊肉微生物污染、纹理特征、色泽新鲜度、病害肉等指标的在线快速无损检测羊肉安全品质的分级生产线。可以实现利用无损检测技术对每一块分割肉包装入库前予以检测，对新鲜度较差的分割肉及时处理，从而大幅降低浪费与经济损失。

附图说明

附图1为本实用新型的结构示意图；

附图2为本实用新型中计算机的控制流程图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型提供了一种基于图谱融合技术的羊肉安全品质在线快速无损检测生产线，包括输送带4，还包括制冷***1，该制冷***1的出风口通过无菌空气过滤装置2与输送带4旁的无菌空气输送孔3连通，在该输送带4旁还安装有近红外图像分析单元和机器视觉图像分析单元从而能对输送带4上的羊肉安全品质进行检测，另外在该输送带4旁还安装有分级执行机构；其中前述的近红外图像分析单元和机器视觉图像分析单元分别与计算机19连接。

其中近红外图像分析单元包括检测板9，该检测板9的一端铰接在输送带4上方而在检测板9的另一端上安装有滚轮7和近红外光纤探头，该近红外光纤探头与近红外光谱仪6连接；在前述输送带4上方检测板9一端的铰接处5还安装有到位触发开关8，该到位触发开关8也与近红外光谱仪6连接。

其中机器视觉图像分析单元包括朝向输送带4的工业高速相机12和漫反射光源13，另外在输送带4两侧分别固定安装有到位触发开关8，该到位触发开关8与该工业高速相机12连接。

其中在输送带4旁安装有至少一条导向通道18，在每个导向通道18旁的输送带4上均设有导向板17，该导向板17与安装在托板15上的推杆电机16传动连接，该推杆电机16与计算机19连接。

本实用新型的生产线提出在分割肉生产线上加装无菌冷空气保护***与图谱分析相结合的无损检测技术，对早期染菌肉进行早期处理则可以大幅降低分割肉生产过程中的损失。生鲜肉色泽变化与肉品质变化、病变状况及新鲜度密切相关，但其色泽又受到品种、年龄、性别、部位等影响；近红外光谱在一定程度上可反映肉中物理结构与化学成分分布，但其光纤探头只能探测一个或几个点的区域，在线生产肉的形状、位置等情况比较复杂，容易出现误差；检测过程由单一的传感器来完成，只能从一个侧面孤立的反映目标特征，对检测精准度存在较大的局限性和模糊性，且检测指标不全面。羊肉品质的检测是一个多指标、多角度的复杂识别过程，如将几种传感器检测技术(例如本实用新型采用的机器视觉+近红外光谱)有机融合，充分利用多源信息，同时从多角度获取多指标特征信息来综合评定，就能有效提高检测精度和可靠性。

实施例1：

分割肉在生产过程中经人工修整成型，需花费较长时间，因此为图谱融合检测肉安全品质提供条件。本实用新型的羊肉安全品质在线快速无损检测生产线，包括一套制冷***1和无菌空气过滤装置2，使无菌空气通过侧输送无菌冷空气排气孔输送至整个分割肉输送带4上，使整个生产线保持无菌状态。分割修整成型的的羊肉在包装前进入品质安全检测输送带4，进入光照箱11内，光照箱11入口处安装铰链机构，可绕轴上下自由转动，铰链机构上固定硅胶滚轮7和近红外光纤探头，当分割肉进入该区域后，首先与硅胶辊轮接触，在输送过程中始终保持探头与肉表面距离相对固定，铰链机构上方固定到位触发开关8，可控制近红外光谱仪6(波长范围900-2500nm)以一定的时间间隔开始连续采集，当分割肉经过该区域后，铰链机构下降，采集触发停止，随后分割肉进入图像采集区，图像采集区上方安装工业高速相机12及漫反射光源13，采集区输送带4两侧固定光电对管10开关，当肉进入该区域后，把光电对管10完全遮挡，触发相机12采集图像一次，随后把近红外光谱采集光谱信息与相机12图像信息送入计算机19进行程序运算处理，软件设计程序流程如图2所示，光谱分析首先由PLS提取特征波长，随后输入已经建立的人工神经网络模型，主要完成对肉表面细菌总数的定量评估。

图像处理则采用异常斑点识别和颜色分析相结合，确定肉是否有病变和新鲜程度，得到光谱图像分析结果进行决策层融合，最终输出等级结果。得到等级结果分别输送至接口电路20及显示器21，接口电路20可把计算机19输出的信号进行放大后输出给继电器控制板，由此确定给相应位置的推杆电机16送电，推杆电机16固定在托板15上，推杆与导向相连，导向板17一端固定于转轴上；当推杆电机16得电后，向前推动导向板17形成侧输送导向通道18，把输送带4上的肉导向侧输送带4上，推杆电机16分级执行机构可根据分级要求确定安装组数。

本实用新型的使用方法和工作原理是：

本实用新型的生产线包括一套生产输送***，输送***上方安装有无菌冷空气保护***，首先由一套制冷***1和空气细菌过滤装置，使无菌冷空气对分割肉在输送过程中进行保护，免受环境杂菌污染，无菌冷空气可安装在输送带4的侧边或上方，保证分割肉生产过程的低温状态，降低染菌几率；在输送带4的合适位置安装近红外光谱与图像采集检测***，近红外光谱光纤探头集发射光源与漫反射信息采集为一体，光纤采集信息时受输送带4输送速度影响较小，而主要取决于光纤探头与肉之间测检测距离，由于分割肉形状及大小的不确定性，因此在光线探头固定在安装有胶轮的铰链机构上，当肉品通过光线探头时，首先由胶轮接触分割肉，使辊轮始终与肉表面接触，从而保证探头与肉制品之间的光谱采集距离，铰链机构上方安装有触发到位开关，当肉通过时，铰链机构被抬起，到位开关触发光谱仪连续采集信号，当肉制品通过时，铰链机构下落，触发开关复位，采集停止。

当肉品通过摄像机正下方时，输送带4两侧光电传感器被遮挡，触发相机12采集图像，近红外光谱信息及图像信息传输入计算机19分别通过相应的程序运算后，经过决策层融合，最终输出分割肉的安全品质状况，分割肉按新鲜程度被分为三个等级，等级结果通过计算机19接口电路20和继电器电路，控制执行机构把不同等级送入对应的通道。输送带4在分级执行机构出两侧边开槽，使输送带4两侧挡板与输送带4同高，在输送带4一侧安装推杆电机16和导向板17，导向板17一端固定于转轴上，在推杆电机16的推动作用下可自由转动，如肉品属于本等级，则程序通过计算机19、继电器控制电路14控制相应位置的推杆电机16提前动作，推动导向板17，把通过肉品导入侧输送带4，如肉品不属于该等级，则推杆电机16不动作，分割肉向前输送。分割肉分级执行机构可根据实际分级需要安装多组。

本实用新型中计算机19对近红外光谱图像以及机器视觉图像进行分析、判断、分级等技术属于现有肉品检测领域中的常规技术手段。

Claims (4)

1.一种基于图谱融合技术的羊肉安全品质在线快速无损检测生产线，包括输送带(4)，其特征在于：还包括制冷***(1)，该制冷***(1)的出风口通过无菌空气过滤装置(2)与输送带(4)旁的无菌空气输送孔(3)连通，在该输送带(4)旁还安装有近红外图像分析单元和机器视觉图像分析单元从而能对输送带(4)上的羊肉安全品质进行检测，另外在该输送带(4)旁还安装有分级执行机构；其中前述的近红外图像分析单元和机器视觉图像分析单元分别与计算机(19)连接。

2.如权利要求1所述的基于图谱融合技术的羊肉安全品质在线快速无损检测生产线，其特征在于：其中近红外图像分析单元包括检测板(9)，该检测板(9)的一端铰接在输送带(4)上方而在检测板(9)的另一端上安装有滚轮(7)和近红外光纤探头，该近红外光纤探头与近红外光谱仪(6)连接；在前述输送带(4)上方检测板(9)一端的铰接处(5)还安装有到位触发开关(8)，该到位触发开关(8)也与近红外光谱仪(6)连接。

3.如权利要求1所述的基于图谱融合技术的羊肉安全品质在线快速无损检测生产线，其特征在于：其中机器视觉图像分析单元包括朝向输送带(4)的工业高速相机(12)和漫反射光源(13)，另外在输送带(4)两侧分别固定安装有到位触发开关(8)，该到位触发开关(8)与该工业高速相机(12)连接。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的基于图谱融合技术的羊肉安全品质在线快速无损检测生产线，其特征在于：其中在输送带(4)旁安装有至少一条导向通道(18)，在每个导向通道(18)旁的输送带(4)上均设有导向板(17)，该导向板(17)与推杆电机(16)传动连接，该推杆电机(16)与计算机(19)连接。