專利名稱：一種分選被黃曲霉毒素b1污染的糧食的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光電檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于分選被黃曲霉毒素BI污染的糧食的裝置。
背景技術(shù)：
糧食在儲(chǔ)存、運(yùn)輸和加工的過程中由于溫度和濕度的影響,容易滋生黃曲霉素,進(jìn)而產(chǎn)生黃曲霉毒素(aflatoxin，AFOBp黃曲霉毒素B1是毒性極強(qiáng)的物質(zhì)，主要作用靶器官是肝臟，有強(qiáng)烈的致癌作用。受到黃曲霉毒素B1污染的糧食不僅會(huì)喪失生產(chǎn)價(jià)值、食用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。一旦進(jìn)入人們的食物中，會(huì)對(duì)人們的內(nèi)臟器官，尤其是肝臟造成很大的損害。因此，快速地對(duì)被黃曲霉毒素B1污染的糧食進(jìn)行分選是保證食品安全和人們身體健康的有效措施，可以促進(jìn)國際貿(mào)易交流和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。準(zhǔn)確、靈敏、經(jīng)濟(jì)、適宜的分選方法是確定糧食中黃曲霉毒素B1含量是否符合相關(guān)限量標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵，是實(shí)施糧食安全控制的重要技術(shù)支撐。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是:根據(jù)上述需求提供一種分選被黃曲霉素B1污染糧食的裝置，以方便、快捷的分選糧食。本實(shí)用新型采用下述方案:本實(shí)用新型所述分選被黃曲霉毒素B1污染的糧食的裝置，包括供料單元、光電檢測單元、分選單元、控制系統(tǒng)和分裝箱，其中供料單元由進(jìn)料槽、電磁振動(dòng)供料器、滑槽組成，電磁振動(dòng)供料器連接于進(jìn)料槽上并一同連接于滑槽上端；光電檢測單元和分選單元與控制系統(tǒng)電連接并對(duì)應(yīng)糧食滑槽進(jìn)行固定安裝；所述分裝箱包括合格品箱及次品箱，分置于滑槽下端。本實(shí)用新型所述分選被曲霉素B1污染的糧食的裝置中的光電檢測單元由4個(gè)光電檢測頭組成，每I個(gè)光電檢測頭由紫外光LED、半球柱面鏡、濾光片、圖像傳感器連接組成，4個(gè)檢測頭用剛性支架固定在同一平面上，每個(gè)檢測頭之間相距90°，4個(gè)檢測頭光軸的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)于滑槽中。本實(shí)用新型所述分選被曲霉素B1污染的糧食的裝置中的分選單元由高速電磁閥、空氣噴嘴儲(chǔ)氣筒、空氣壓縮機(jī)連接組成，其中的空氣噴嘴安裝在光電檢測頭下部并與滑槽對(duì)應(yīng)。本實(shí)用新型具有分選精度高、檢測過程簡化、操作簡單、可靠耐用、成本低等優(yōu)點(diǎn)，能夠可靠地分選出被黃曲霉毒素B1污染的糧食，降低糧食霉變給人們身體健康造成的危害。本實(shí)用新型不僅可以作為獨(dú)立儀器設(shè)備使用，還可以與糧食色選機(jī)技術(shù)融合，設(shè)計(jì)出新型的可以分選黃曲霉毒素B1糧食色選機(jī)。

[0009]圖1是本實(shí)用新型所述分選被黃曲霉毒素B1污染的糧食的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型所述分選被黃曲霉毒素B1污染的糧食的裝置中光電檢測頭結(jié)構(gòu)示意圖；圖中:I一進(jìn)料槽，2—電磁振動(dòng)供料器，3—滑槽，4一糧食，5—光電探測頭，6—控制系統(tǒng)電路板，7—空氣噴嘴，8—合格品箱，9—次品箱，10—紫外光LED，11—圖像傳感器，12—半球柱面鏡，13—濾光片。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明:如圖1所示，本實(shí)用新型所述分選被黃曲霉素B1污染的糧食的裝置，包括供料單元、光電檢測單元、分選單元、控制系統(tǒng)和分裝箱，其中供料單元由進(jìn)料槽1、電磁振動(dòng)供料器2、滑槽3組成，電磁振動(dòng)供料器2連接于進(jìn)料槽I上并一同連接于滑槽3上端；光電檢測單元和分選單元對(duì)應(yīng)糧食滑槽3并控制系統(tǒng)電連接；所述分裝箱包括合格品箱8及次品箱9，分置于滑槽3下端。其中光電檢測單元的作用是用紫外光照射糧食，使被黃曲霉毒素B1污染的糧食被激發(fā)出熒光，然后用圖像傳感器把熒光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。光電檢測單元有4個(gè)光電檢測頭，每I個(gè)光電檢測頭由紫外光LEDIO、半球柱面鏡12、濾光片13、圖像傳感器11組成，如圖2所示。選擇紫外光LED作為激發(fā)光源，使被黃曲霉毒素B1污染的糧食粒激發(fā)出熒光，通過半球柱面鏡對(duì)光線進(jìn)行聚焦，用濾光片對(duì)熒光信號(hào)進(jìn)行選擇性濾光，用圖像傳感器進(jìn)行熒光信號(hào)采集和光電轉(zhuǎn)換，得到熒光電信號(hào)。并基于黃曲霉毒素B1熒光電信號(hào)的特點(diǎn)設(shè)計(jì)放大和處理電路，熒光電信號(hào)的經(jīng)過放大和處理電路后，由單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。使用圖中所示的半球柱面鏡(直徑20mm，焦距10mm，球面設(shè)計(jì))聚集熒光，在熒光光路中還存在散射光和雜射光，在圖像傳感器的接收端外安裝的窄帶濾光片(直徑10_，厚度1.1mm,中心波長430nm,峰值透射率> 75 % ,半帶寬20nm,截止波長300nm 800 nm,截止深度< 0.1 %)，濾光片在連續(xù)光譜中只能透過波長410nm 450的熒光，阻止紫外線和其它光線的進(jìn)入。選用圖像傳感器模塊(型號(hào)WJ0001-2，鏡頭外徑10mm，硬件像素30萬，可視角度> 56°，最小照度> 0.0lLux，焦距20mm 100mm)作為熒光探測器，將熒光轉(zhuǎn)換成突光電信號(hào)。上述光電檢測頭LED是由6個(gè)紫外光LED組成的紫外線LED陣列，以圓形發(fā)光空間進(jìn)行分布，組裝時(shí)調(diào)整好每I個(gè)紫外光LED的發(fā)光角度，使6個(gè)紫外光LED發(fā)出的紫外光都能以最佳角度照射到待測的單顆糧食粒上。然后發(fā)出一定輻射功率和光照強(qiáng)度的紫外光照射糧食粒，使黃曲霉毒素B1被激發(fā)出光譜范圍合理、峰值波長和亮度強(qiáng)的熒光。4個(gè)光電檢測頭用剛性支架固定，在同一平面上成環(huán)狀分布，每個(gè)光電檢測頭之間相距90°，按照統(tǒng)一的基準(zhǔn)對(duì)4個(gè)光電檢測頭進(jìn)行校準(zhǔn)，讓光電檢測頭的光軸與滑槽中糧食流的交點(diǎn)在I條平行于基準(zhǔn)面的直線上，從前后左右4面對(duì)待測的糧食粒進(jìn)行熒光采集。上述供料單元主要由進(jìn)料槽、電磁振動(dòng)供料器和滑槽組成，電磁振動(dòng)供料器由線圈、鐵芯、銜鐵、彈簧、連接板等組成固定在進(jìn)料槽底部。當(dāng)220V交流電經(jīng)過半波整流后流入電磁振動(dòng)供料器的線圈，正半周交流電流流過線圈時(shí)，使鐵芯和銜鐵之間產(chǎn)生相互吸引的磁力，供料器向后運(yùn)動(dòng)，使彈簧發(fā)生形變并儲(chǔ)存勢能；負(fù)半周交流電時(shí)，無電流流過線圈，磁力消失，彈簧釋放儲(chǔ)存的勢能，鐵芯和銜鐵朝相反方向運(yùn)動(dòng)。這樣電磁振動(dòng)供料器就以50Hz的工作頻率作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使進(jìn)料槽中的糧食不斷前后拋起運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)供料目的。分選單元主要由高速電磁閥、空氣噴嘴、儲(chǔ)氣筒、空氣壓縮機(jī)連接組成，其中的空氣噴嘴7安裝在光電檢測頭5下部并與滑槽3對(duì)應(yīng)。分選單元受光電檢測單元的控制，被分選的糧食進(jìn)入分選單元后，正常的糧食落入滑槽3下端正對(duì)的合格品箱8內(nèi)。被黃曲霉毒素B1污染的單顆糧食粒則被空氣噴嘴噴出的壓縮空氣吹離正常運(yùn)動(dòng)軌道落入旁連的次品箱9中，進(jìn)行2次分選或者作為廢料直接剔除。根據(jù)流體力學(xué)原理，對(duì)空氣噴嘴內(nèi)腔作合適的形狀設(shè)計(jì)，使噴嘴的進(jìn)氣口截面> 出氣口截面，空氣噴嘴出氣口直徑在2mm 3mm。選用MAC高速電磁閥(直動(dòng)式小三通閥，工作電壓24V，開啟響應(yīng)時(shí)間0.3ms，響應(yīng)速度<0.5ms，峰值電流8.2A)，高速電磁閥的閥開啟時(shí)間和閥關(guān)閉時(shí)間應(yīng)該在毫秒級(jí)，有較高的工作頻率，才會(huì)有好的分選質(zhì)量和產(chǎn)量。分選裝置的控制系統(tǒng)電路板主要由圖像傳感器模塊和單片機(jī)ATmega8、ATmegal2、ATmegal6組成。圖像傳感器模塊由I2C總線驅(qū)動(dòng)，進(jìn)行寄存器控制及寫入，將數(shù)據(jù)通過端口送入ATmega8處理。為了在ATmega8工作前初始化圖像傳感器模塊，ATmegal2作為輔助處理器使圖像傳感器模塊和ATmega8共用時(shí)鐘達(dá)到同步處理的結(jié)果。ATmegal6通過串口與ATmega8相連，用于追蹤控制以及獲取識(shí)別熒光塊的坐標(biāo)值。ATmegal6接分選單元的高速電磁閥驅(qū)動(dòng)電路，在識(shí)別到熒光色塊后發(fā)出控制信號(hào)啟動(dòng)高速電磁閥，使被黃曲霉毒素B1污染的單顆糧食粒被空氣噴嘴噴出的壓縮空氣吹離正常運(yùn)動(dòng)軌道落入次品回收箱中。本實(shí)用新型使用時(shí)，首先確定相關(guān)分選指標(biāo)，設(shè)置相關(guān)參數(shù)，設(shè)計(jì)分選系統(tǒng)。將待分選的糧食輸送到供料單元的糧食槽中，通過電磁振動(dòng)供料器向滑槽供料，糧食在滑槽中排列，形成具有一定速率和規(guī)則的單顆粒線流狀態(tài)下滑進(jìn)入光電檢測單元；單粒糧食離開滑槽末端后以一定的速度和角度下落經(jīng)過光電檢測單元，糧食粒在經(jīng)過光電檢測單元的過程中被紫外光LED照射，被黃曲霉毒素B1污染的糧食粒就會(huì)激發(fā)出熒光，其發(fā)出的熒光會(huì)被圖像傳感器采集。圖像傳感器將被采集的熒光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并輸出到電信號(hào)處理電路進(jìn)行處理和分析，給出被黃曲霉毒素B1污染的糧食粒的位置信號(hào)；由于判斷被污染的糧食粒位置信號(hào)所產(chǎn)生的延時(shí)時(shí)間差正好等于被污染的糧食粒下落到空氣噴嘴之間的時(shí)間差，當(dāng)被污染的糧食粒到達(dá)空氣噴嘴時(shí)，空氣噴嘴噴射出高速氣流將被污染的糧食粒吹落到次品箱中。正常的糧食將直接下落到合格品箱中，達(dá)到分選的目的。
權(quán)利要求1.一種分選被黃曲霉素B1污染的糧食的裝置，其特征在于:該裝置包括供料單元、光電檢測單元、分選單元、控制系統(tǒng)電路板和分裝箱，其中供料單元由進(jìn)料槽(I)、電磁振動(dòng)供料器(2 )、滑槽(3 )組成，電磁振動(dòng)供料器(2 )連接于進(jìn)料槽(I)上并一同連接于滑槽(3 )上端；光電檢測單元和分選單元與控制系統(tǒng)電路板(6)電連接并對(duì)應(yīng)糧食滑槽(3)進(jìn)行固定安裝；所述分裝箱包括合格品箱(8)及次品箱(9)，分置于滑槽(3)下端。
2.如權(quán)利要求1所述分選被曲霉素B1污染的糧食的裝置，其特征在于:所述光電檢測單元由4個(gè)光電檢測頭組成，每I個(gè)光電檢測頭由紫外光LED (10)、半球柱面鏡(12)、濾光片(13)、圖像傳感器(11)連接組成，4個(gè)檢測頭用剛性支架固定在同一平面上，每個(gè)檢測頭之間相距90°，4個(gè)檢測頭光軸的交點(diǎn)位于滑槽(3)上。
3.如權(quán)利要求1所述分選被曲霉素B1污染的糧食的裝置，其特征在于:所述分選單元由高速電磁閥、空氣噴嘴儲(chǔ)氣筒、空氣壓縮機(jī)連接組成，其中的空氣噴嘴(7)安裝在光電檢測頭(5)下部并與滑槽(3)對(duì)應(yīng)。
專利摘要一種分選被黃曲霉素B1污染的糧食的裝置，包括供料單元、光電檢測單元、分選單元、控制系統(tǒng)和分裝箱，其中供料單元由進(jìn)料槽、電磁振動(dòng)供料器、滑槽組成，電磁振動(dòng)供料器連接于進(jìn)料槽上并一同連接于滑槽上端；光電檢測單元和分選單元與控制系統(tǒng)電路板電連接并對(duì)應(yīng)糧食滑槽進(jìn)行固定安裝；所述分裝箱包括合格品箱及次品箱，置于滑槽下端。本實(shí)用新型具有分選精度高、檢測過程簡化、操作簡單、可靠耐用、成本低等優(yōu)點(diǎn)，能夠可靠地分選出被黃曲霉毒素B1污染的糧食，降低糧食霉變給人們身體健康造成的危害。此外本實(shí)用新型不僅可以作為獨(dú)立儀器設(shè)備使用，還可以與糧食色選機(jī)技術(shù)融合成為新型的可以分選黃曲霉毒素B1糧食的色選機(jī)。
文檔編號(hào)B07C5/342GK202984137SQ20122073175
公開日2013年6月12日 申請日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者李天華, 潘正坤 申請人:遵義師范學(xué)院