[发明专利]一种基于光谱芯片的食品新鲜度检测系统及检测方法

权利要求书

1.一种基于光谱芯片的食品新鲜度检测系统，其特征在于，包括：主机、安装在主机壳体内部的光源、食品样品盛放装置、光谱芯片，所述主机上设置有数据处理模块，所述光源、光谱芯片分别与所述主机连接；

所述主机用于对光源的光源开关、光谱芯片的光谱采集、数据处理模块的光谱采集进行指令控制；

所述光源的波长范围在350-2500nm，提供近紫外、可见到近红外全波段的光源照明；

所述食品样品盛放装置用于盛放食品样品；

所述数据处理模块内包含有食品样品光谱数据模块和匹配识别模块，所述食品样品光谱数据模块用于储存已知食品样品的光谱数据，所述匹配识别模块用于对所述光谱芯片所采集的光谱进行处理分析并与食品样品光谱数据模块内的数据相匹配，得出有关食品样品的信息并传递给所述主机，所述匹配识别模块内包含有食品新鲜度标准模块，所述食品新鲜度标准模块制定的新鲜度％＝食品检测时的光谱/(食品最新鲜时的光谱-食品腐烂时的光谱)，利用该定量标准可获得食品新鲜度的百分比，食品新鲜度用百分比表示，100％表示新鲜，0％表示已经腐烂变质，计算依据食品的光谱数据变化；

所述光谱芯片用于采集经过光源照射后待检测食品样品的光谱信息；所述光谱芯片包括：光学聚集镜器件、光谱调制模组、探测器、光谱解调模组、光谱显示控制模组、光谱分析模组和分析结果显示模组；

其中，所述光学聚集镜器件用于接收经过外界光源激发或者自身向外辐射光信号的待测物质发射光谱的光谱信号；

其中，所述光谱调制模组包括：光谱材料模块，所述光谱材料模块用于调制光谱信息强度和对应像素位置信息以及接收待测物质发射光谱信号，将接收到的光谱信号进行区域化光谱调制，不同区域会得到不同的光谱调制信息，其中，所述光谱材料模块所使用的光谱调制材料根据调制材料的调制特性，通过不同光谱调制材料后，入射光谱信号会产生不同的光谱信息，上述光谱强度信息由探测器接收；

其中，所述探测器用于探测所述光谱调制模组中经光谱材料模块调制后光谱信息强度和对应像素位置信息；

其中，所述光谱解调模组包括光谱强度及位置采集模块和光谱信息解调模块，所述光谱强度及位置采集模块用于获取所述探测器探测到的光谱信息，所述光谱信息解调模块用于反演待测物光谱信息；

其中，所述光谱显示控制模组包括光谱芯片系统控制模块、光谱数据显示模块、光谱数据存储模块，所述光谱芯片系统控制模块用于控制整个系统开关及工作参数，所述光谱数据显示模块用于实时显示探测光谱曲线，所述光谱数据存储模块用于存储探测到的光谱信息原始数据；

其中，所述光谱分析模组利用光谱数据处理算法处理光谱显示及控制模组中采集到的光谱数据，所述光谱数据处理算法包括：其中，i为标注光谱中光谱信息强度，n为总波段数，m_ij为光谱库中的对应像素位置信息，x为采集到的光谱数据；

其中，所述分析结果显示模组，包括数据显示模块和数据结果存储模块，所述数据显示模块用于显示光谱分析模组的结果显示，所述数据结果存储模块用于显示光谱分析模组的信息存储。

2.根据权利要求1所述的一种基于光谱芯片的食品新鲜度检测系统，其特征在于，所述食品样品光谱数据模块包含有食品新鲜度的数据库，所述数据库是利用光谱芯片获得待测食品在最新鲜时刻的散射光谱信息，再经过食品腐败周期后获取食品腐败时的散射光谱信息，得到能够反应出待测食品新鲜度的光谱演化行为，构成信息处理模块的数据库，匹配识别模块对食品样品的光谱进行检测后，再与数据库数据比对获得相应的食品新鲜度。

3.根据权利要求1所述的食品新鲜度的光谱检测系统，其特征在于，所述探测器选用QHYCCDD的一款QHY5-II型号，采用QHY5-II相机1/2英寸黑白版传感器。