CN207457061U - 一种便携式生鲜肉肌内脂肪含量检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种便携式生鲜肉肌内脂肪含量检测装置，包括卤钨灯、环形光导、Y形光纤、可见/近红外光谱仪、近红外光谱仪、检测探头和处理单元，环形光导一端与卤钨灯相对设置，另一端设置在检测探头上，Y形光纤第一端、第二端和第三端分别与检测探头、可见/近红外光谱仪和近红外光谱仪连接，可见/近红外光谱仪和近红外光谱仪与处理单元连接。本实用新型通过卤钨灯与环形光导、可见/近红外光谱仪和近红外光谱仪的组合设计，能在生鲜肉表面形成直径5cm的均匀光斑，并获取345～1700nm波长范围的反射信息，得到肌内脂肪含量，突破了现有检测需绞碎样品的瓶颈，结构简单，设计科学，一键式操作，实际应用意义重大。

Description

一种便携式生鲜肉肌内脂肪含量检测装置

技术领域

本实用新型涉及农畜产品品质检测技术领域，更具体地，涉及一种便携式生鲜肉肌内脂肪含量检测装置。

背景技术

生鲜肉营养丰富，含有多种人体所必需的营养物质。随着国民生活水平的逐步提高，人们对生鲜肉的品质提出了更高的要求，越来越多的消费者倾向于选购“低脂肪”的生鲜肉。对生鲜肉屠宰加工企业来说，依据生鲜肉肉品品质及脂肪含量，对生鲜肉进行分级，有利于提升产品附加值产生更大的经济效益。

在现有技术中，利用光谱检测技术预测分析生鲜肉的脂肪含量多是将待测样品搅碎成肉糜后进行建模分析，且大部分为实验室静态环境下的检测，其存在操作复杂、耗时长、破坏样品、检测结果滞后等缺陷，实际应用的推广难度较大。

综上所述，在生鲜肉肌内脂肪含量检测技术的研究过程中，如何克服现有检测手段中所存在的缺陷，提供一种无损、实时、快速且便携的生鲜肉肌内脂肪含量检测装置是目前亟待解决的关键技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种便携式生鲜肉肌内脂肪含量检测装置。

本实用新型采用如下技术方案：

一种便携式生鲜肉肌内脂肪含量检测装置，包括光源单元、光谱采集单元和检测探头，所述光源单元包括卤钨灯和环形光导，所述环形光导一端与卤钨灯相对设置，另一端固定设置在检测探头上，所述光谱采集单元与检测探头连接。

在上述技术方案中，所述光谱采集单元包括Y形光纤、可见/近红外光谱仪和近红外光谱仪，所述可见/近红外光谱仪的光谱波长范围为 345～1035nm，所述近红外光谱仪的光谱波长范围为945～1700nm，所述Y形光纤的第一端、第二端和第三端分别与检测探头、可见/近红外光谱仪和近红外光谱仪相连接。

优选的，在上述技术方案中，所述Y形光纤的第二端和第三端通过标准SMA905接口分别与可见/近红外光谱仪和近红外光谱仪相连接。

在上述技术方案中，所述检测装置还包括和所述光谱采集单元相连接的处理单元，所述处理单元包括用户终端设备和单片机，所述用户终端设备分别与可见/近红外光谱仪和近红外光谱仪相连接，所述单片机一端与检测探头相连接，另一端与用户终端设备相连接。

优选的，在上述技术方案中，所述检测探头上还设置有采集按钮，所述采集按钮与单片机相连接。

进一步优选的，在上述技术方案中，所述检测装置还包括开关电源，所述开关电源与卤钨灯相连接。

再进一步优选的，在上述技术方案中，所述检测装置还包括主机壳体和隔热单元，所述主机壳体为类长方体结构，所述隔热单元包括固定设置在主机壳体内的隔热板，所述卤钨灯和单片机固定设置在主机壳体内隔热板的一侧，所述可见/近红外光谱仪、近红外光谱仪、用户终端设备和开关电源固定设置在主机壳体内隔热板的另一侧。

更进一步优选的，在上述技术方案中，所述隔热单元还包括隔热棉和散热风扇，所述隔热棉设置在隔热板的两侧，所述散热风扇固定设置在靠卤钨灯一侧的主机壳体上。

本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型所提供的生鲜肉肌内脂肪含量检测装置通过选用卤钨灯与环形光导的组合设计，达到在检测时能在样品表面形成直径为5cm的均匀光斑的目的，从而可以收集样品的更多位置处的光谱信息，拓展了检测区域，提高了光谱稳定性和代表性，最终解决现有技术中待测样品在检测时需绞碎的技术瓶颈，实现了生鲜肉肌内脂肪含量检测的无损检测；

(2)本实用新型所提供的生鲜肉肌内脂肪含量检测装置通过选用可见/近红外光谱仪和近红外光谱仪配合使用，能同时获取345～1700nm 波长范围的样品反射信息，更有利于建立稳健的脂肪含量预测模型，提高其检测结果的准确性；

(3)本实用新型所提供的生鲜肉肌内脂肪含量检测装置结构简单，设计科学合理，通过检测探头上的采集按钮的一键式操作，即可快速将样品的反射光谱曲线和脂肪含量预测结果实时显示在用户终端设备上，所采用的检测方法实用性高，检测成本低廉，实际应用意义重大，市场前景广阔。

附图说明

图1为根据本实用新型提供的一种便携式生鲜肉肌内脂肪含量检测装置的结构示意图；

图2为根据本实用新型提供的一种便携式生鲜肉肌内脂肪含量检测装置的检测主机的结构示意图；

图3为根据本实用新型提供的一种便携式生鲜肉肌内脂肪含量检测装置的检测探头的结构示意图；

图中：光源单元1(卤钨灯11，环形光导12)，光谱采集单元2 (Y形光纤21，可见/近红外光谱仪22，近红外光谱仪23)，检测探头 3(采集按钮31，Y形光纤固定卡槽32，环形光导引出孔33，Y形光纤引出孔34)，处理单元4(平板电脑41，单片机42)，开关电源5，主机壳体6，隔热单元7(隔热板71，隔热棉72，散热风扇73)。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例仅用于说明本实用新型，并不用来限制本实用新型的具体保护范围。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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实用新犁和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实用新型所提供的一种便携式生鲜肉肌内脂肪含量检测装置由相连的检测主机和检测探头构成。

如图2所示，本实用新型所提供的一种便携式生鲜肉肌内脂肪含量检测装置的检测主机包括类长方体结构的主机壳体6以及设置在主机壳体6内的光源单元1、光谱采集单元2、处理单元4、开关电源5 和隔热单元7，具体的，光源单元1包括50W带灯杯的卤钨灯11和环形光导12，光谱采集单元2包括Y形光纤21、可见/近红外光谱仪22 和近红外光谱仪23，处理单元4包括用户终端设备和单片机42，具体的，用户终端设备为平板电脑41。

如图2所示，主机壳体6内侧被隔热板71一分为二，且隔热板71 上开设有Y形光纤孔和开关电源孔，卤钨灯11通过固定支架固定设置在隔热板71一侧的主机壳体6底面，在卤钨灯11同侧的主机壳体6 侧面开有主机孔，环形光导12穿过主机孔，一端与卤钨灯11相对设置，此外，单片机42固定设置在与卤钨灯11同侧的主机壳体6侧面上，并位于主机孔上方，同时，单片机42的输出端与用户终端设备(即平板电脑41)相连接；在隔热板71的另一侧，可见/近红外光谱仪22 和近红外光谱仪23并排固定设置在主机壳体6一端的底面，此外，开关电源5固定设置在与近红外光谱仪23同侧的主机壳体6底面另一端，开关电源5用于将交流220V电压转换为直流12V电压，为卤钨灯11 供电，平板电脑41固定设置在主机壳体6顶面，且位于开关电源5上方，平板电脑41通过USB数据线分别与可见/近红外光谱仪22和近红外光谱仪23相连接，且平板电脑41内预装有自编的光谱信号采集和结果分析计算软件。

具体的，可见/近红外光谱仪22的光谱波长范围为345～1035nm；近红外光谱仪23的光谱波长范围为945～1700nm。

此外，在隔热板71的两侧还设置有隔热棉72，在靠卤钨灯11一侧的主机壳体6的侧面还固定设置有散热风扇73。

如图3所示，检测探头3为手持式结构，其呈圆筒状结构的检测端内设置有Y形光纤固定卡槽32，检测探头3上设置有采集按钮31，其尾端开设有环形光导引出孔33和Y形光纤引出孔34，采集按钮31 与单片机42相连接。

Y形光纤21的第一端依次通过Y形光纤孔和主机孔伸出检测主机，并穿过Y形光纤引出孔34进入检测探头3，其端部通过Y形光纤固定卡槽32固定设置在检测探头3的检测端内；Y形光纤21的第二端和第三端分别通过标准SMA905接口与可见/近红外光谱仪22和近红外光谱仪23相连接。

环形光导12的另一端通过主机孔伸出检测主机，并穿过环形光导引出孔33进入检测探头3并固定设置在检测探头3的检测端内。

本实用新型所提供的一种便携式生鲜肉肌内脂肪含量检测装置在实际工作中的具体操作步骤如下：

(1)打开开关电源，对卤钨灯进行预热，使其在较为稳定的状态下工作；

(2)打开平板电脑，对平板电脑内置的采集和计算软件进行初始化，并设置相应的光谱仪采集参数；

(3)至检测装置的***稳定后，将检测探头的检测端对准紧贴在硫酸钡标准白板上，采集参比光谱曲线；

(4)保持检测探头检测端的位置不动，关闭卤钨灯，采集暗背景光谱；

(5)打开卤钨灯，将检测探头的检测端紧贴在待测生鲜肉表面，并确保检测端不要漏光，按下采集按钮，此时待测生鲜肉的反射光谱曲线和肌内脂肪含量计算值实时显示在平板电脑上；

(6)同样，检测下一个生鲜肉样品时，将检测探头的检测端紧贴在其样品表面，按下采集按钮进行检测；

(7)检测完毕后，关闭采集和计算软件，关闭平板电脑，关闭总开关。

本实用新型所提供的便携式生鲜肉肌内脂肪含量检测装置通过选用卤钨灯与环形光导的组合设计，并选用可见/近红外光谱仪和近红外光谱仪配合使用，能在待测生鲜肉表面形成直径为5cm的均匀光斑，经过待测生鲜肉表面反射后的反射光，通过Y形光纤同时传输到可见/ 近红外光谱仪和近红外光谱仪中，获取345～1700nm波长范围的反射信息，再利用自编的光谱信号采集和结果分析计算软件，预测计算其肌内脂肪含量，彻底突破了现有技术中待测样品在检测时需绞碎的技术瓶颈，实现了生鲜肉肌内脂肪含量检测的无损检测，其结构简单，设计科学合理，通过检测探头上的采集按钮的一键式操作，即可快速获得生鲜肉肌内脂肪含量的分析计算结果，所采用的检测方法实用性高，检测结果可靠，检测成本低廉，实际应用意义重大，市场前景广阔。

最后，以上仅为本实用新型的较佳实施方案，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种便携式生鲜肉肌内脂肪含量检测装置，其特征在于，包括光源单元、光谱采集单元和检测探头，所述光源单元包括卤钨灯和环形光导，所述环形光导一端与卤钨灯相对设置，另一端固定设置在检测探头上，所述光谱采集单元与检测探头连接。

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述光谱采集单元包括Y形光纤、可见/近红外光谱仪和近红外光谱仪，所述可见/近红外光谱仪的光谱波长范围为345～1035nm，所述近红外光谱仪的光谱波长范围为945～1700nm，所述Y形光纤的第一端、第二端和第三端分别与检测探头、可见/近红外光谱仪和近红外光谱仪相连接。

3.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述Y形光纤的第二端和第三端通过标准SMA905接口分别与可见/近红外光谱仪和近红外光谱仪相连接。

4.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，还包括和所述光谱采集单元相连接的处理单元，所述处理单元包括用户终端设备和单片机，所述用户终端设备分别与可见/近红外光谱仪和近红外光谱仪相连接，所述单片机一端与检测探头相连接，另一端与用户终端设备相连接。

5.根据权利要求4所述的检测装置，其特征在于，所述检测探头上还设置有采集按钮，所述采集按钮与单片机相连接。

6.根据权利要求5所述的检测装置，其特征在于，还包括开关电源，所述开关电源与卤钨灯相连接。

7.根据权利要求6所述的检测装置，其特征在于，还包括主机壳体和隔热单元，所述主机壳体为类长方体结构，所述隔热单元包括固定设置在主机壳体内的隔热板，所述卤钨灯和单片机固定设置在主机壳体内隔热板的一侧，所述可见/近红外光谱仪、近红外光谱仪、用户终端设备和开关电源固定设置在主机壳体内隔热板的另一侧。

8.根据权利要求7所述的检测装置，其特征在于，所述隔热单元还包括隔热棉和散热风扇，所述隔热棉设置在隔热板的两侧，所述散热风扇固定设置在靠卤钨灯一侧的主机壳体上。