一种基于机器视觉的检测溶液颜色变化的自动滴定装置及检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及粮食检测技术领域，具体涉及一种基于机器视觉的检测溶液颜色变化的自动滴定装置及检测方法。
【背景技术】
[0002]粮食的化验方法中有许多基于颜色变化的滴定反应，诸如:粮食脂肪酸、还原糖、酸度和油脂酸值和过氧化值等，但是目前各粮油、饲料、食品检测分析室大多使用一般的玻璃滴定管，大都采用手工滴定，目视确定终点，虽然设备简单、利于推广，但是由于外界光照和操作人员经验的差异，导致人为误差较大，特别是在脂肪酸值和过氧化值测定方面反应得尤为严重，测定结果没有可比性，给判定粮油品质带来困难，急需可观的检验仪器设备。市面上的自动滴定装置也多为电位滴定仪，由于直接测量方式中传感器(电极)的清洗维护工作繁琐，导致应用较少，国内现有基于单色光的光度滴定仪只能检测一种指标，还没有能同时测定多个指标的光度滴定仪。
【发明内容】
[0003]本发明的目的提供一种高效便捷、客观公正的基于机器视觉的自动滴定装置和方法，为粮油质量检验提供技术支持。
[0004]基于上述目的，本发明提供一种基于机器视觉的检测溶液颜色变化的自动滴定装置，包括壳体及设置在所述壳体内的检测平台和滴定杯，其特征在于:在所述壳体内还包括
[0005]机器视觉装置、用于接收溶液颜色变化的图像信号，并将所述图像信号转换成数字信号；
[0006]滴定组件，用于向所述滴定杯中滴定滴定剂；
[0007]搅拌装置，包括用于搅拌待测溶液的搅拌件，还包括图像反馈装置、带动所述搅拌件进行搅拌的调速装置，所述图像反馈装置与所述调速装置信号连接以便调整所述搅拌件的搅拌速度；
[0008]工控装置，用于控制所述机器视觉装置、滴定组件、搅拌装置工作，并接收所述机器视觉装置的数字信号，计算所述滴定杯中待测品的成分。
[0009]优选的，所述的机器视觉装置包括:
[0010]光照箱体，其顶端开设有滴定孔，内部顶端设置有光源，侧壁开设有图像收集窗口 ；所述滴定杯设置于所述光照箱体内；
[0011]设置于所述光源与滴定杯之间的光罩；
[0012]—端与所述滴定孔连接且另一端与所述滴定杯的杯口相对设置的滴定管；
[0013]与所述图像收集窗口相对设置的用于采集所述滴定杯内滴定液图像的图像传感器。
[0014]优选的，
[0015]还包括与所述图像传感器固定连接的第一支架。
[0016]优选的，还包括开设有竖直长条安装孔的第二支架，所述第一支架通过所述竖直长条安装孔与所述第二支架螺栓连接。
[0017]优选的，还包括开设有水平长条安装孔的第三支架，所述第二支架通过所述水平长条安装孔与所述第三支架螺栓连接。
[0018]优选的，所述光照箱体的底部开设有水平长条安装孔，所述第三支架通过所述水平长条安装孔与所述光照箱体的底部螺栓连接。
[0019]优选的，所述搅拌件为放置在所述滴定杯内的磁力搅拌子，所述调速装置上相应的设置有永磁铁，通过磁力带动所述磁力搅拌子进行搅拌旋转。
[0020]优选的，所述滴定杯的底部设置有杯座，所述杯座上设置有用于放置所述滴定杯的凹槽，所述滴定杯经所述凹槽与所述杯座接。
[0021 ]本发明还提供了一种粮食的检测方法，包括如下步骤:
[0022]I)将包含有待测样品的滴定杯置于机器视觉装置内，开始滴定检测;所述机器视觉装置接收待测样品溶液颜色变化的图像信号，并将所述图像信号转换成数字信号，并发送给工控装置；
[0023]2)工控装置接收所述数字信号，控制所述滴定装置的滴定速率和搅拌装置的搅拌速率;数据处理单元、发送数据接口和接收数据接口，所述数据处理单元用于通过所述接收数据接口接收所述数字信号，将比对结果对应的控制参数分别通过不同的接收数据接口发送给滴定装置和搅拌装置；
[0024]3)所述数据处理单元通过分析所述数字信号，并通过滴定剂加入的体积计算是否达到滴定终点，如果是，则滴定结束，如果否，则重复步骤2)操作。
[0025]优选的，步骤I)具体为:
[0026]11)将待测样品置于检测杯中，放置于检测平台上，所述检测平台位于光照箱内，提供白光光源，并开始滴定检测；
[0027]图像传感器接收溶液颜色变化的图像信号；
[0028]数字信号处理系统，将所述图像信号转换为数字信号，并发送给所述工控装置。
[0029]优选的，步骤2)具体为:
[0030]21)所述数据处理单元通过所述接收数据接口接收所述数字信号，并与数据库中预设的图像进行比对；
[0031]22)所述数据处理单元将比对结果对应的控制参数分别通过所述数据接口发送给滴定装置和搅拌装置。
[0032]本发明的基于机器视觉的检测溶液颜色变化的自动滴定装置，高效便捷，图像采集光照环境稳定，DSP处理图像数据高速稳定，非接触式测量方式的传感器无需维护，根据溶液颜色变化控制滴定过程，实现滴定终点的自动判定。采用本发明的装置检测粮油品质指标的方法，客观公正，极大地避免外界光照差异和人为误差对滴定终点的干扰，为粮油品质判定提供技术支持。
[0033]本发明提出的一种基于机器视觉的检测溶液颜色变化的自动滴定装置及方法，避免外界干扰和人为误差，采用非接触式检测方式，例如滴定搅拌及机器视觉等测量方式，传感器无需维护，可测量粮食脂肪酸、还原糖、酸度和油脂酸值和过氧化值等多项粮油指标，适用于粮油检化验、食品检验、化学分析等领域根据颜色变化判定终点的滴定反应的品质指标检测。
【附图说明】
[0034]图1是基于机器视觉的检测溶液颜色变化的自动滴定装置的结构示意图；
[0035]图2为本发明实施例提供的自动滴定仪的搅拌装置的结构示意图；
[0036]图3为本发明实施例提供的一种基于自动滴定的机器视觉装置示意图；
[0037]图4为本发明实施例提供的安装图像传感器的可调支架的结构示意图；
[0038]图5为本发明实施例提供的一种基于自动滴定的机器视觉装置外观图。
【具体实施方式】
[0039]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。
[0040]为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步的详细说明。
[0041]本发明提供一种基于机器视觉的检测溶液颜色变化的自动滴定装置，包括壳体及设置在所述壳体内的检测平台和滴定杯，其特征在于:在所述壳体内还包括
[0042]机器视觉装置、用于接收溶液颜色变化的图像信号，并将所述图像信号转换成数字信号；
[0043 ]滴定组件，用于向所述滴定杯中滴定滴定剂；
[0044]搅拌装置，包括用于搅拌待测溶液的搅拌件，还包括图像反馈装置、带动所述搅拌件进行搅拌的调速装置，所述图像反馈装置与所述调速装置信号连接以便调整所述搅拌件的搅拌速度；
[0045]工控装置，用于控制所述机器视觉装置、滴定组件、搅拌装置工作，并接收所述机器视觉装置的数字信号，计算所述滴定杯中待测品的成分。
[0046]参照图1，本发明的基于机器视觉的检测溶液颜色变化的自动滴定装置，包括:搅拌电机1、滴定杯21、光照箱体31、滴定栗5、灯箱6、磁力搅拌子7、图像传感器8、DSP(数字信号处理系统)板卡9、工控装置10、液晶显示屏11、打印机12。
[0047]灯箱6内有白光源为光照箱3提供稳定的光照环境，光照箱3在滴定过程中保持封闭，避免外界光照的影响。图像传感器8与DSP(数字信号处理系统)板卡9相连，DSP板卡9与工控装置10相连，所述工控装置由数据处理单元和接口电路板组成，所述数据处理单元优选使用ARM处理器。图像传感器8采集光照箱体31内滴定杯21内溶液的图像，并将图像信号输出至DSP板卡9，图像颜色数据经处理后由USB接口输出到预装滴定软件的ARM处理器，ARM处理器判断图像颜色是否达到软件预设值，并控制滴定栗5的滴定速度、启停和搅拌电机I的速度，根据溶液颜色变化控制滴定过程，实现滴定终点的自动判定。
[0048]按照本发明，请参阅图2，图2为本发明实施例提供的自动滴定仪的搅拌装置的结构示意图。
[0049]在一种具体的实施方式中，本发明提供的自动滴定仪的搅拌装置包括搅拌件，