基于ARM的近紅外原料奶成分檢測設(shè)備研發(fā).pdf

1、近年來隨著人們生活水平的不斷提高，人們對乳制品的需求也越來越高，目前對于乳及乳制品質(zhì)量的檢測已成為全社會關(guān)注的熱點。原料奶是一種由多種物質(zhì)組成的復(fù)雜的懸浮物，其中含有大量人體所需營養(yǎng)物質(zhì)，作為乳及乳制品的基礎(chǔ)，其安全問題自然備受關(guān)注。因此，在原料奶的收購與管理過程中，應(yīng)加強對其質(zhì)量的監(jiān)督，為乳及乳制品的質(zhì)量安全把好第一關(guān)。
　　原料奶中蛋白質(zhì)和脂肪的含量是評價其質(zhì)量的重要指標(biāo)，因此，對于原料奶的檢測工作目前大多集中在蛋白質(zhì)和脂肪這

2、兩個重要指標(biāo)上。目前較為通用的檢測方式有化學(xué)檢測、超聲波檢測和近紅外檢測，其中化學(xué)檢測方法結(jié)果準(zhǔn)確，是國家承認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)檢測方式，但是其實驗周期過長、對樣品有破壞、并且操作較復(fù)雜;超聲波檢測方式檢測速度快，但是這類檢測儀器大多噪聲較大，實驗結(jié)果準(zhǔn)確性較低;近紅外檢測方式是近年來比較受推崇的一種新興檢測方式，具有無污染、檢測速度快、實時化等優(yōu)點。綜合對以上幾種檢測方法進(jìn)行比較，本課題將嵌入式技術(shù)與近紅外光譜分析技術(shù)相結(jié)合，對原料奶中主要成分的

3、含量進(jìn)行定量測量研究，其意義在于改善現(xiàn)有原料奶成分檢測方法的不足，設(shè)計一個針對原料奶中主要成分含量進(jìn)行檢測的便攜式設(shè)備，具有體積小、檢測速度快，可用于在線分析等特點，滿足市場對原料奶成分檢測的需求。
　　文中綜合考慮了原料奶的組成成分特性以及其主要成分的譜帶歸屬;并對近紅外光譜分析技術(shù)的技術(shù)特點以及其基本數(shù)據(jù)處理過程進(jìn)行了研究，最終確定設(shè)備的總體實現(xiàn)方案。采用三星公司生產(chǎn)的S3C6410A微處理器作為設(shè)備核心，結(jié)合軟件程序，對整個

4、設(shè)備進(jìn)行全面控制。采用鹵鎢燈作為近紅外光源，由于光源產(chǎn)生的光譜覆蓋范圍較大且為含有多種不同波長的復(fù)合光，因此要通過微處理器驅(qū)動步進(jìn)電機工作，進(jìn)而使光柵型分光系統(tǒng)工作對復(fù)合光進(jìn)行分光，經(jīng)分光系統(tǒng)后得到900-1700nm的近紅外光線;將這部分光線照射到樣品上，光線與樣品通過漫透射的作用，攜帶樣品的光譜信息;然后使用日本濱松公司的G9203-256D對光譜信息進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，濾波放大電路對電信號進(jìn)行處理后，電信號交由ADS1230模數(shù)轉(zhuǎn)換器將

5、電信號轉(zhuǎn)化為微處理能夠識別的數(shù)字信號，進(jìn)而通過微處理器中裝載的軟件程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。應(yīng)用設(shè)備采集的數(shù)據(jù)對原料奶中蛋白質(zhì)及脂肪進(jìn)行校正模型的建立，通過與設(shè)備中已經(jīng)建立好的校正模型進(jìn)行對比，進(jìn)而得出待測原料奶樣品中蛋白質(zhì)及脂肪含量的預(yù)測值。
　　文中最后部分對設(shè)備及校正模型的可用性和準(zhǔn)確性進(jìn)行驗證，通過對設(shè)備中裝載校正模型的評價參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行分析得知，其參數(shù)指標(biāo)均在允許范圍內(nèi)，說明校正模型具備可用性。使用設(shè)備對10個待測原料奶樣本