食品无损检测技术虚拟仿真
学校:
江苏大学
  所属学科:
食品科学与工程类
  专业门类:
食品科学与工程
  项目负责人:
 
  资源年份:
2018
课时数:
2
  资源唯一编号:
08523110003
  资源分类:
实验
  对接资源链接地址:
http://www.obrsim.com:88/?id=jsdxspxy,http://www.obrsim.com:88/?id=jsdxspxy
 
项目简介

食品无损检测技术是利用光声电磁等手段来实现食品质量与安全指标的快速、无损、低成本的检测。其中,高光谱和超声成像技术是食品无损检测中最实用、最先进的两种检测方法,其中高光谱成像兼有光谱和图像的双重优点;它们不但能获得样品中成分含量信息,还可以获得成分分布信息。通过对本虚拟仿真实训课程的学习,使学生熟悉高光谱、超声波等主要无损检测方法的仪器操作与检测过程,学生能够根据对象特征选择合适的检测方法,设计可行检测方案或者检测系统。本项目采用虚拟现实技术,以自行研发、具有独立知识产权的高光谱、超声波无损检测技术与设备为基础,按实际实验流程实现交互,完整再现了针对火腿肠等常见食物的检测办法,能达到如下目的:

1)通过模拟手段实现高光谱、超声波两种无损检测方法对食物样品的无损检测过程。通过上述模拟,掌握食品物料的电磁波特性、声学特性的物理意义及其与食品品质的直接关系,了解相关的应用实例。

2)深入了解主要无损检测方法的原理,能够根据食品的特性,选择合适的检测仪器与方法,并客观预测和评估该方法的效果。

3)掌握实际检测过程中主要参数设定与调整,数据的归纳与处理过程,培养学生独立操作的能力。

4)提高综合能力,包括锻炼操作能力,同步并重培养创新性科研意识和严谨的工程思维素养。


实验原理

1)高光谱无损检测技术的基本原理;光学特征参量与被检测食品样品的交互响应机制;高光谱检测设备的典型操作流程与常用参数,以及该方法检测结果的分析与评价;

2)超声波无损检测技术的基本原理;根据具体的检测目标,选择合适声学参数实施检测的筛选机制;针对超声波检测中的特有气泡问题,在实验设计和实施环节的有效解决方法;

3)利用多种无损检测方法,进行方案设计的技能;独立与联合使用多方法高维度数据结果,对实验对象特性进行判断的能力。


实验内容及步骤

(1)实验方法描述:

高光谱无损检测:场景部分包括计算机、灯源、灯源控制器、运动控制手柄开关的设定,相机、移动平台的移动与微调,斑马板、黑板、白板及样品的放置与移动等。功能部分包括工作站初始化操作,运动控制软件参数的设置,光学对焦调整,黑白板图像数据采集、校正与光谱提取。仪器使用前预热15-30 min,防止基线漂移,随后使用黑板和白板对系统进行校准;使用过程中,选择目标区域得到整个区域中的平均光谱,作为建模素材。主要的操作步骤及流程为:初始化仪器-设置光谱与机械参数-采集数据-数据分析-仪器关闭。

超声波无损检测:场景部分包括总开关、柜门、计算机电源、超声波信号发射/接收器开关的设定,探头和样品的移动等。功能部分包括工作站UTEXUT启动与超声波激发参数的设置,数据采集及分析软件开启、伺服开启及仪器连接,探头位置的调整及数据采集阀门的设定,探头运动起点终点的设置,超声波数据采集及三轴运动参数的设置,样品信息的采集及保存,数据分析等。主要的操作步骤及流程为:初始化仪器-设置超声波激发参数-设置探头移动起点终点-设置超声波数据采集及三轴运动参数-采集数据-数据分析-仪器关闭。

(2)学生交互性操作步骤说明:

1高光谱无损检测:

1.打开计算机;

2.打开灯源开关;

3.打开灯光控制器开关,使仪器预热15-30 min

4.放置斑马板至移动平台上;

5.打开手柄开关;

6.调节相机位置;

7.取回斑马板;

8.放置白板至移动平台上;

9.取回白板;

10.放置黑板至移动平台上;

11.取回黑板;

12.移动平台复位;

13.放置火腿肠样品;

14.关闭光谱仪门;

15.样品进入拍摄区;

16.运动控制系统参数设置;

17. 黑白板数据采集,点击spectral image软件里面的correction中的white按钮,待其变绿即为白板校正完毕;

18. 初始化ENVI4.5HIS Analyzer软件;

19. 在目标区域内提取平均光谱;

20. 取出样品,复位光谱检测设备;

21. 关闭计算机及系统各处开关。

2超声波无损检测:

1.将红色总开关旋至on状态;

2.用钥匙打开柜门;

3.打开电脑主机开关;

4.按下橙色按钮,打开超声波信号发射/接收器;

5.打开工作站(UTEXUT 4.1);

6.设置脉冲电压;

7.设置脉冲宽度;

8.设置脉冲重复频率;

9.选择触发器为内部触发;

10.选择模式为脉冲回波模式;

11.设定参数增益;

12.点击run pulser激发超声波;

13.打开软件uView301-2

14.点击打开伺服;

15.点击连接仪器;

16.放置样品;

17.打开运动控制窗口;

18.点击运动控制按钮,调节Z轴,降至液面以下,调整背景信号,使探头到样品距离合适;

19.用手触摸探头,赶走气泡;20.调节X轴和Y轴,让探头在样品的正上方移动,找到样品的回波信号;

20.移动X轴、Y轴运动控制按钮,设定扫描起点;

21.移动X轴、Y轴运动控制按钮,设定扫描终点;

22.点击序列起点,使探头回到扫描起点;

23.设置分辨率;

24.设置步进速度;

25.点击“start”开始扫描和采集;

26.扫描结束后保存数据;

27.断开仪器;

28.断开伺服;

29.点击数据分析,打开目标文件;

30.拖动阀门,使得C视图呈现不同深度反射信号叠加图像;

31.关闭uView301-2工作站;

32.点击stop pulser关闭超声波;

33.关闭UTEXET工作站;

34.关闭电脑主机开关;

35.按下橙色按钮,关闭超声波信号发射/接收器;

36.将红色总开关旋至off状态。


预习资源
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1 预习 点击查看 外部链接 有效
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序号 资源信息分类 资源信息名称 资源信息编号 资源信息类型 费用 收费有效期 状态
1 操作 食品无损检测技术虚拟仿真 010 外部链接 0.00 0 有效
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