專(zhuān)利名稱(chēng)：基于生物超弱光子輻射的禽蛋新鮮度檢測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
基于生物超弱光子輻射的禽蛋新鮮度檢測(cè)儀技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型屬于生物光子技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種禽蛋新鮮度檢測(cè)儀，具體涉及一種基于生物超弱光子輻射的禽蛋新鮮度檢測(cè)儀。
背景技術(shù)：
[0002]禽蛋因富含高蛋白、維生素及礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)成分而被世界各國(guó)認(rèn)為是天然營(yíng)養(yǎng)品，是人類(lèi)的主要食品之一。國(guó)內(nèi)外禽蛋消費(fèi)以新鮮雞蛋為主，占總蛋品消費(fèi)的90%以上。 在禽蛋消費(fèi)中，禽蛋新鮮度是衡量禽蛋品質(zhì)的主要指標(biāo)，禽蛋新鮮度的檢測(cè)在禽蛋存儲(chǔ)、運(yùn)輸、加工和銷(xiāo)售中具有極為重要的意義。[0003]目前國(guó)內(nèi)外對(duì)禽蛋新鮮度的檢測(cè)方法主要有兩種，一是根據(jù)氣味等外觀指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)；二是通過(guò)對(duì)禽蛋的哈夫單位、氣室高度、PH、蛋清折射率和蛋黃指數(shù)等生物學(xué)指標(biāo)的測(cè)量來(lái)判斷，其中哈夫單位是美國(guó)農(nóng)業(yè)部提出的根據(jù)蛋白高度與禽蛋質(zhì)量之間的回歸關(guān)系計(jì)算出的一個(gè)指數(shù)，其被廣泛用作蛋品新鮮度的評(píng)價(jià)指標(biāo)。由于哈夫單位等生物學(xué)指標(biāo)的獲得需要人工通過(guò)測(cè)量禽蛋質(zhì)量和濃蛋白高度，其檢驗(yàn)結(jié)果受檢驗(yàn)者實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等主觀因素影響較大，而且測(cè)量周期長(zhǎng)、工作強(qiáng)度大、檢測(cè)效率低、屬于破壞性測(cè)量，對(duì)于成批蛋品只能進(jìn)行抽樣測(cè)量，在使用過(guò)程中會(huì)造成漏檢，極大地限制了該方法的應(yīng)用。因此，如何利用各種高新技術(shù)實(shí)現(xiàn)禽蛋新鮮度快速、無(wú)損、準(zhǔn)確地檢測(cè)成為有關(guān)檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向。目前，研究涉及到利用可見(jiàn)光和近紅外光反射或透射光強(qiáng)變化、電子鼻、機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)、蛋品的聲學(xué)性質(zhì)、電學(xué)性質(zhì)和微波傳感器等等，但是至今沒(méi)有成熟的測(cè)量方法。[0004]生物超弱光子輻射是生物系統(tǒng)中發(fā)出的一種準(zhǔn)連續(xù)光子輻射，其攜帶著大量的生命信息，對(duì)禽蛋發(fā)出的生物超弱光子輻射的解讀與測(cè)量可以實(shí)現(xiàn)對(duì)禽蛋新鮮度的分析與測(cè)量，目前未見(jiàn)有關(guān)測(cè)量?jī)x器的出現(xiàn)。發(fā)明內(nèi)容[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種基于生物超弱光子輻射的禽蛋新鮮度檢測(cè)儀，解決了現(xiàn)有禽蛋新鮮度檢測(cè)不能實(shí)現(xiàn)無(wú)損檢測(cè)，且應(yīng)用范圍小、檢測(cè)勞動(dòng)強(qiáng)度大和效率低的問(wèn)題。[0006]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，基于生物超弱光子輻射的禽蛋新鮮度檢測(cè)儀， 包括暗室，暗室內(nèi)底部設(shè)置有樣品臺(tái)，暗室的兩側(cè)內(nèi)壁上設(shè)置有半導(dǎo)體制冷片，樣品臺(tái)的一側(cè)設(shè)置有溫度傳感器，在樣品臺(tái)上方位置設(shè)置有透鏡，透鏡上方設(shè)置有LED激發(fā)光源，在樣品臺(tái)的下方設(shè)置有電子快門(mén)，電子快門(mén)的下方設(shè)置有依次連接的光電倍增管、計(jì)數(shù)器、USB 接口芯片及計(jì)算機(jī)，還包括單片機(jī)，單片機(jī)上分別連接有LED驅(qū)動(dòng)模塊、鍵盤(pán)和顯示模塊、 恒溫控制器及快門(mén)驅(qū)動(dòng)模塊，LED驅(qū)動(dòng)模塊與LED激發(fā)光源相連接，恒溫控制器分別與樣品臺(tái)、半導(dǎo)體制冷片相連接，快門(mén)驅(qū)動(dòng)模塊與電子快門(mén)相連接。[0007]本實(shí)用新型的有益效果是，[0008](1)暗室內(nèi)置大功率LED作為激發(fā)光源，可選顏色有紅色、藍(lán)色、綠色。加入了 LED快速關(guān)斷電路，保證LED快速熄滅；[0009]( 采用光子計(jì)數(shù)型光電倍增管采集超弱發(fā)光信號(hào)，靈敏度高，響應(yīng)快，噪聲低。可探測(cè)波長(zhǎng)范圍在300 650nm，光陰極光照靈敏度小于10 μ A/lm,能夠檢測(cè)到10_15W的光強(qiáng)， 測(cè)量KT13W的微弱光，能夠給出1-2萬(wàn)次/秒的計(jì)數(shù)率；[0010](3)在光電倍增管前加裝電子快門(mén)，在激發(fā)光源照射樣品時(shí)自動(dòng)關(guān)閉快門(mén)保護(hù)光電倍增管，測(cè)量樣品超弱發(fā)光時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟快門(mén)，保證了采集信號(hào)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性，快門(mén)響應(yīng)延時(shí)小于Ims ；[0011](4)采用金屬鋁材料制成暗室，以減少外界電磁輻射的影響。暗室各連接處嚴(yán)格密封，盡量減少外界雜散光的干擾。暗室內(nèi)壁涂上消光劑，電子快門(mén)也作發(fā)黑處理，進(jìn)一步降低紅外噪聲輻射量，提高對(duì)雜散光的吸收能力；[0012](5)暗室內(nèi)置恒溫系統(tǒng)，溫度控制模塊驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體制冷片確保暗室內(nèi)測(cè)量環(huán)境的溫度恒定。采用高精度PID算法進(jìn)行恒溫控制，溫度穩(wěn)定范圍可以達(dá)到士0.5°C ；[0013](6)激發(fā)光源照射時(shí)間、暗室內(nèi)溫度可根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求調(diào)節(jié)；[0014](7)由FPGA芯片作為脈沖計(jì)數(shù)器，統(tǒng)計(jì)光電倍增管輸出的脈沖信號(hào)，計(jì)數(shù)器的最高工作頻率可達(dá)320MHz ；[0015](8)計(jì)數(shù)器統(tǒng)計(jì)的光子脈沖計(jì)數(shù)通過(guò)USB接口芯片發(fā)送至計(jì)算機(jī)；[0016](9)計(jì)算機(jī)端采用Labview編寫(xiě)控制和分析程序，可實(shí)時(shí)顯示樣品的超弱發(fā)光光子計(jì)數(shù)，并自動(dòng)計(jì)算出禽蛋樣品的新鮮度等級(jí)。


[0017]圖1是本實(shí)用新型基于生物超弱光子輻射的禽蛋新鮮度檢測(cè)儀的結(jié)構(gòu)示意圖。[0018]圖中，1.LED激發(fā)光源，2.暗室，3.透鏡，4.樣品臺(tái)，5.電子快門(mén)，6.光電倍增管， 7.LED驅(qū)動(dòng)模塊，8.鍵盤(pán)和顯示模塊，9.單片機(jī)，10.恒溫控制器，11.快門(mén)驅(qū)動(dòng)模塊，12.計(jì)數(shù)器，13. USB接口芯片，14.計(jì)算機(jī)，15.半導(dǎo)體制冷片，16.溫度傳感器。
具體實(shí)施方式
[0019]
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。[0020]從能量角度來(lái)看，離開(kāi)母體后的禽蛋新鮮度是由禽蛋存貯的能量維持的。在禽蛋的儲(chǔ)藏過(guò)程中，伴隨著禽蛋內(nèi)部能量的耗散，禽蛋新鮮度越來(lái)越差。因此，禽蛋新鮮度Q取決于自身存貯的能量E和耗散出去的能量ε的比值，即^ E[0021]Q = -(1)ε[0022]由于將禽蛋用一定強(qiáng)度的非飽和光激發(fā)，如果在激發(fā)光停止后的一定時(shí)間T內(nèi)禽蛋發(fā)出的光子數(shù)越多，表明其能量存貯能力越強(qiáng)。因此，將禽蛋在外來(lái)光激發(fā)下在一定時(shí)間 T內(nèi)發(fā)出的所有光子數(shù)的總和稱(chēng)為延遲發(fā)光積分強(qiáng)度I(T)，用某一測(cè)量周期T內(nèi)延遲發(fā)光的積分強(qiáng)度I(T)可以計(jì)算禽蛋的能量存儲(chǔ)能力，而禽蛋耗散出去的能量可以通過(guò)黑暗中禽蛋在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的自發(fā)光子輻射込來(lái)測(cè)量。于是，禽蛋新鮮度可以通過(guò)下式來(lái)獲得[0023]
權(quán)利要求1.基于生物超弱光子輻射的禽蛋新鮮度檢測(cè)儀，其特征在于，包括暗室O)，暗室(2) 內(nèi)底部設(shè)置有樣品臺(tái)，暗室⑵的兩側(cè)內(nèi)壁上設(shè)置有半導(dǎo)體制冷片(15)，樣品臺(tái)⑷的一側(cè)設(shè)置有溫度傳感器(16)，在樣品臺(tái)(4)上方位置設(shè)置有透鏡(3)，透鏡C3)上方設(shè)置有 LED激發(fā)光源(1)，在樣品臺(tái)的下方設(shè)置有電子快門(mén)(5)，電子快門(mén)( 的下方設(shè)置有依次連接的光電倍增管(6)、計(jì)數(shù)器(U)、USB接口芯片(1 及計(jì)算機(jī)(14)，還包括單片機(jī) (9)，單片機(jī)(9)上分別連接有LED驅(qū)動(dòng)模塊(7)、鍵盤(pán)和顯示模塊(8)、恒溫控制器(10)及快門(mén)驅(qū)動(dòng)模塊(11)，LED驅(qū)動(dòng)模塊(7)與所述的LED激發(fā)光源⑴相連接，恒溫控制器(10) 分別與所述的樣品臺(tái)G)、半導(dǎo)體制冷片(15)相連接，快門(mén)驅(qū)動(dòng)模塊(11)與所述的電子快門(mén)(5)相連接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)的基于生物超弱光子輻射的禽蛋新鮮度檢測(cè)儀，包括暗室，暗室內(nèi)底部設(shè)置有樣品臺(tái)，暗室的兩側(cè)內(nèi)壁上設(shè)置有半導(dǎo)體制冷片，樣品臺(tái)的一側(cè)設(shè)置有溫度傳感器，在樣品臺(tái)上方位置設(shè)置有透鏡，透鏡上方設(shè)置有LED激發(fā)光源，在樣品臺(tái)的下方設(shè)置有電子快門(mén)，電子快門(mén)的下方設(shè)置有依次連接的光電倍增管、計(jì)數(shù)器、USB接口芯片及計(jì)算機(jī)，還包括單片機(jī)，單片機(jī)上分別連接有LED驅(qū)動(dòng)模塊、鍵盤(pán)和顯示模塊、恒溫控制器及快門(mén)驅(qū)動(dòng)模塊，LED驅(qū)動(dòng)模塊與LED激發(fā)光源相連接，恒溫控制器分別與樣品臺(tái)、半導(dǎo)體制冷片相連接，快門(mén)驅(qū)動(dòng)模塊與電子快門(mén)相連接。本實(shí)用新型檢測(cè)儀，能實(shí)現(xiàn)無(wú)損檢測(cè)，應(yīng)用范圍廣泛、檢測(cè)勞動(dòng)強(qiáng)度小、效率高。
文檔編號(hào)G01N21/63GK202256155SQ201120306999
公開(kāi)日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月23日
發(fā)明者習(xí)崗, 劉鍇, 徐永奎, 王寧, 胡海龍, 許駿, 趙汝雙, 趙雷 申請(qǐng)人:西安理工大學(xué)