[实用新型]一种基于图像处理的脐橙无损检测装置

说明书

技术领域

本实用新型属于脐橙无损检测技术领域，具体涉及一种基于图像处理的脐橙无损检测装置。

背景技术

随着现代工业不断发展的同时，未经处理的含有大量重金属的工业“三废”污染物被直接排放到环境中，使得大量的重金属进入农产品中，严重影响农产品的质量，危害人类安全。其中，镉和铅是存在于环境中的有毒重金属，同时也是工业原料，被广泛应于电池、颜料、电镀和橡胶等行业中。镉进入人体会积存在肝脏、肾脏，造成危害，导致骨骼疏松和软化，损坏最为明显的是肾脏，甚至可能诱发癌症。铅元素会导致贫血，肝硬化等疾病，严重影响人体的免疫系统，并是致癌物质。因此，灵敏度高快速地检测农产品中镉和铅含量具有重大意义。

目前，农产品无损检测方面的研究越来越受到重视，其研究出的技术成果也比较多样，其中具有代表性的专利技术如：基于高光谱图像技术的农畜产品无损检测方法，其原理主要是通过建立农产品的反射光谱与其内在品质间的联系，实现光谱检测质量（如糖酸度、硬度等）分级；但该种检测方式难以解决农产品重金属含量的分析。现有阶段，对重金属镉铅的分析主要技术采取原子吸收光谱、原子荧光光谱、电感耦合等离子体质谱法等检测技术；但光谱法和质谱法的样品前处理时间长且复杂，及仪器贵重，在原位、快速、无损检测方面受到限制。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于图像处理的脐橙无损检测装置，以解决上述背景技术中提出的农产品重金属污染检测复杂且耗时长的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于图像处理的脐橙无损检测装置，包括计算机、循环系统、石榴子石型激光晶体、反射装置、光纤探头、凸透镜、缓冲装置、高精度光谱仪、样本、旋转平台，所述循环系统与计算机电性连接，所述石榴子石型激光晶体与循环系统连接，且设置在反射装置的左侧，所述反射装置设置在凸透镜的正上方，所述凸透镜设置在反射装置与旋转平台之间，所述旋转平台设置在高精度光谱仪的右侧，所述样本设置在旋转平台上，所述高精度光谱仪与计算机电性连接，所述缓冲装置与高精度光谱仪连接，所述光纤探头设置在缓冲装置与反射装置之间，且与高精度光谱仪连接。

上述方案的进一步具体化说明，所述反射装置由反射镜穿孔反射镜组成；所述计算机上设有图像处理系统；所述高精度光谱仪上设有图像采集模块。

上述方案的工作原理：由于高能激光照射到样品时，其样品表面照射点的瞬间温度可达上千摄氏度，可使表面点的原子等离子体化，其等离子体与周边原子作用后产生不同频率分布的光子，也即光谱，不同原子的光谱不一样，在光谱检测时，可通过观察某些元素的特征峰高度（特定频率光子的总数）来判断其元素含量。

上述方案的工作过程：本实用新型所述的基于图像处理的脐橙无损检测装置通过其石榴子石型激光晶体发射激光，其激光通过反射装置和凸透镜聚焦在样品表面产生等离子体，并产生不同频率分布的光子，其光子经反射装置反射后，进入光纤探头，并在高精度光谱仪中形成光谱，其光谱通过计算机程序计算出不同元素特征峰的高度，从而实现出各重金属元素含量的分析。

作为以上技术方案的进一步优化，为了实现样品的表面化学物质检测和外观特性检测，所述旋转平台为透明材质，旋转平台下方设置有CCD照相器和钨光灯，CCD照相器通过分线器分别连接计算机和高精度光谱仪，高精度光谱仪连接计算机。

上述优化方案的实现原理：该方案采用的是高光谱图像技术检测原理，CCD照相器各素点通过对样品的反射光感应，可形成样品的平面外观图像，计算机通过其平面外观图像的分析处理可实现破损、光泽度和污斑等特性检测；高精度光谱仪通过对CCD照相器部分素点区域所感应的光子频率进行光谱分析，形成光谱图，并经计算机对其光谱图进行处理分析，可实现糖酸度的检测。

作为以上方案的进一步优化，为实现对样品的气味检测，所述旋转平台侧边安装有多种气体传感器，气体传感器电性连接计算机。

本实用新型的技术效果和优点：本实用新型所述基于图像处理的脐橙无损检测装置，不仅包含元素含量光谱检测装置，还包含了高光谱图像技术检测装置，两种装置共用光谱仪，能较好的实现集成检测，能全面的检测出样品的重金属含量、破损度、色泽度和糖酸度等特性；而且，该实用新型中的元素含量光谱检测装置，采用的是激光照射法，被照射样品被等离子体化，其不同元素的等离子体产生其元素相应的特征波谱，因此该装置对元素的检测不受检测对象的限制，固体、气体和液体都可检测，可广泛被应用于元素分析和环境污染检测等领域；同时，本实用新型操作简单，样品处理简单，智能化程度高。