【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及农产品品质检测装置，特别涉及到一种农产品品质在线式近红外检测装置及方法。
技术介绍
1、随着人民生活水平和消费水平的提高，人们的消费理念已经从“吃的饱”的基本需求转变为“吃的好”的更高层次的需求。因此，在农产品的储运，加工过程中对其品质进行无损检测具有重要意义。
2、然而传统检测过程中，农产品外部品质主要通过人工感官评定，该方法简单，操作难度小，方便快捷，但评定结果差异大，不易量化且易受主观因素影响。而内部品质检测技术有着人力物力耗费大，过程繁琐且耗时，检测以后回收率低等缺点，无法满足现代化，智能化的生产需要。因而农产品品质检测技术仍需进一步研究。
3、而近红外光谱检测技术因其无损、快速、准确的特点，能够适应复杂多变的生产现场，适用于农产品在线检测装置的开发。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种农产品品质在线式近红外检测装置及方法，通过对装置进行软硬件设计，同时以近红外光谱检测技术为核心，实现了在线采集农产品光谱并预测农产品品质。
2、本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
3、一种农产品品质在线式近红外检测装置，包括输送模块、电机模块、电气控制模块、传感器模块、光谱采集模块、计算机控制模块和分级模块；
4、所述输送模块包括传送带、滚筒、输送框架、检测台和淌板；所述滚筒用来驱动传送带；所述检测台安置于传送带中部，用于光谱采集；所述淌板竖置于检测台前端，用于将物料平铺于输
5、所述电机模块包括调速电机和调速器，所述调速电机通过调速器实现调速，并通过链轮与滚筒相连接；
6、所述电气控制模块包括可编程控制器plc和通讯模块；所述通讯模块一端通过rs485转usb转接头连接至上位机，另一端有4个独立的rs485通讯端口，分别连接所述传感器模块中的不同传感器；
7、所述传感器模块包括温湿度传感器、称重传感器、振动传感器、编码器和对射式光电传感器；所述温湿度传感器安装在输送框架和光谱仪密封箱上；所述称重传感器安装在输送框架的四个底脚下；所述振动传感器竖置在输送框架左侧；所述编码器安装在输送带上；所述对射式光电传感器安装在输送框架两侧；
8、所述光谱采集模块包括光谱仪、参比板、卤钨灯和通讯板卡；所述光谱仪一端安装光纤,另一端通过数据线与通讯板卡相连接；所述参比板与导轨通过齿轮齿条啮合，由电机连接导轨控制参比板移动；所述卤钨灯安装在凹型支架两侧；所述通讯板卡固定在光谱检测仪外壳，通过数据线与pc机串口相连接；
9、所述计算机控制模块核心为上位机软件部分；
10、所述分级模块包括四个连接收集袋的分级输送带，四个分级输送带均与plc连接，安装在输送框架的尾端。
11、上述方案中，所述检测台和淌板均由石英玻璃制成，以保证即便调速电机会使传送带振动，也能使农产品平铺在传送带上并保持一定的检测高度。
12、上述方案中，所述光谱检测装置安装在铝型材支架上，可根据不同农产品调节检测距离，光谱检测装置的通光口距离物料高3cm-6cm，当光源两光圈在检测台重合时获得合适的检测距离。
13、上述方案中，所述调速电机与传送带分隔安装，并在调速电机下安装软材质底座以降低传送带在工作时所产生的振动。
14、上述方案中，所述计算机控制模块中的c#语言开发的上位机程序为多线程程序，光谱采集程序、传感器实时监测程序和读取plc程序分别写入不同程序。
15、上述方案中，所述分级模块连接在传送带两侧，并与plc相连；在检测台采集到农产品光谱后，经上位机分析评级并根据不同等级传递信号给plc，控制分级模块，以实现分级功能。
16、农产品品质在线式近红外检测装置的工作方法，包括以下步骤：
17、步骤一：通过上位机设置传送带转速，并根据转速设置合理的光谱仪积分时间和平均次数；
18、步骤二：打开传感器模块串口与上位机通讯，实时监测在线式近红外监测装置的工作环境，如有异常，及时停止工作；
19、步骤三：先采集光谱仪暗电流，再采集光谱仪密封箱内自带的参比板，当样品从料斗落下经过对射式光电传感器时，plc给上位机一个信号，根据传送带当前转速，设置合理的延时，即正好农产品移动到检测台时，光谱仪便可自动采集农产品光谱并以txt文件保存至所设的路径；
20、步骤四：将采集到的光谱经过预处理，波段筛选，并根据样品理化值进行建模并导入上位机程序，之后再采集到光谱即可预测其理化值并评级，传递信号给plc控制分级模块运行。
21、本专利技术的有益效果及技术原理：
22、1.本专利技术使用时，卤钨灯发出近红外光经过通光口照射在农产品上，经过漫反射后进入光纤，光谱仪接收该信号并转换为数字信号，通过串口传输至上位机软件处理后显示为光谱图。
23、2.本专利技术使用时，可编程控制器plc及传感器采集的数据通过通讯模块传输至上位机中，上位机发送读取命令获取数据并显示，实现监控装置运行状况的功能；上位机软件通过串口连接通讯模块获取传感器采集到的参数以及设置调速电机转速；在上位机软件中加载建立好的定量预测模型，在线采集主粮光谱数据并将数据代入模型得出预测值，实现主粮品质在线检测及分级功能。
24、3.本专利技术所述的主粮品质在线检测装置，能够应用于生产现场，自动化程度高且性能稳定，实现主粮品质的快速无损在线检测。
25、4.本专利技术中计算机控制模块中的c#语言开发的上位机程序为多线程程序，光谱采集程序、传感器实时监测程序和读取plc程序分别写入不同程序，以实现在采集光谱的同时，能够实时监测在线式近红外检测装置的工作环境，同时，也能实现持续读取光电传感器信号，完全实现近红外检测装置的在线功能。
26、5.本专利技术中调速电机与传送带分隔安装，并在调速电机下安装软材质底座以降低传送带在工作时所产生的振动，从而能够提高检测精度。
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1.一种农产品品质在线式近红外检测装置，其特征在于，包括输送模块、电机模块、电气控制模块、传感器模块、光谱采集模块、计算机控制模块和分级模块；
2.根据权利要求1所述的农产品品质在线式近红外检测装置，其特征在于，所述检测台和淌板均由石英玻璃制成，以保证即便调速电机会使传送带振动，也能使农产品平铺在传送带上并保持一定的检测高度。
3.根据权利要求1所述的农产品品质在线式近红外检测装置，其特征在于，所述光谱检测装置安装在铝型材支架上，可根据不同农产品调节检测距离，光谱检测装置的通光口距离物料高3cm-6cm，当光源两光圈在检测台重合时获得合适的检测距离。
4.根据权利要求1所述的农产品品质在线式近红外检测装置，其特征在于，所述调速电机与传送带分隔安装，并在调速电机下安装软材质底座以降低传送带在工作时所产生的振动。
5.根据权利要求1所述的农产品品质在线式近红外检测装置，其特征在于，所述计算机控制模块中的C#语言开发的上位机程序为多线程程序，光谱采集程序、传感器实时监测程序和读取PLC程序分别写入不同程序。
6.根据权利要求1
7.根据权利要求1-6任一项所述的农产品品质在线式近红外检测装置的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种农产品品质在线式近红外检测装置，其特征在于，包括输送模块、电机模块、电气控制模块、传感器模块、光谱采集模块、计算机控制模块和分级模块；
2.根据权利要求1所述的农产品品质在线式近红外检测装置，其特征在于，所述检测台和淌板均由石英玻璃制成，以保证即便调速电机会使传送带振动，也能使农产品平铺在传送带上并保持一定的检测高度。
3.根据权利要求1所述的农产品品质在线式近红外检测装置，其特征在于，所述光谱检测装置安装在铝型材支架上，可根据不同农产品调节检测距离，光谱检测装置的通光口距离物料高3cm-6cm，当光源两光圈在检测台重合时获得合适的检测距离。
4.根据权利要求1所述的农产品品质在线式近红外检测装置，其特征...
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