本發(fā)明涉及食品品質(zhì)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種檢測(cè)速度快、準(zhǔn)確性高的基于激光器陣列的檢測(cè)裝置及小黃魚存儲(chǔ)時(shí)間檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：
小黃魚為石首魚科(Sciaenidae)，又名黃魚、石首魚。小黃魚為暖溫性近海集群涸游魚類，主要活動(dòng)區(qū)域?yàn)槟虾Ｖ胁恳阅稀Ｓ捎谛↑S魚含有大量的硒元素，故可以較好地清除自由基，美容養(yǎng)顏。另外，小黃魚含有非常豐富的蛋白質(zhì)，肉質(zhì)較為細(xì)膩，可作為人類理想的動(dòng)物性蛋白源之一。小黃魚被譽(yù)為我國(guó)四大主捕經(jīng)濟(jì)魚類，尤其在我國(guó)及太平洋西部的海洋漁業(yè)發(fā)展中具有相當(dāng)重要的地位，其中閩東地區(qū)小黃魚出口量就可以達(dá)到產(chǎn)量的80％，小黃魚在國(guó)內(nèi)外水產(chǎn)市場(chǎng)中都占有較大的份額，這些都奠定了小黃魚在海產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)中的獨(dú)特性和重要性。存儲(chǔ)時(shí)間能表征魚肉的新鮮度，而新鮮度是魚類或魚類制品質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，對(duì)產(chǎn)品最終質(zhì)量十分重要?，F(xiàn)已發(fā)展了一系列的指標(biāo)和方法來評(píng)價(jià)魚肉新鮮度，如感官評(píng)價(jià)方法、微生物學(xué)方法、物理及化學(xué)方法等，但以上檢測(cè)方法較難滿足準(zhǔn)確、快速檢測(cè)的要求。普遍存在著檢測(cè)過程繁瑣、成本高、耗時(shí)長(zhǎng)等缺點(diǎn)。中國(guó)專利授權(quán)公告號(hào)：CN101769889A，授權(quán)公告日2010年7月7日，公開了一種農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測(cè)的電子鼻系統(tǒng)，包括一主要完成對(duì)低濃度氣味收集的氣體富集模塊，一主要把氣味信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的氣室氣路模塊及傳感器陣列，一主要對(duì)傳感器陣列輸出信號(hào)進(jìn)行濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換、特征提取的傳感器調(diào)理電路與數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊，一對(duì)信號(hào)進(jìn)行識(shí)別和判斷、且?guī)в袛?shù)據(jù)存儲(chǔ)的嵌入式系統(tǒng)，一顯示與結(jié)果輸出模塊；所述的氣體富集模塊由裝填有吸附劑的吸附管、電熱絲和溫控裝置構(gòu)成。該發(fā)明具有功能單一，檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)，不能用于對(duì)小黃魚存儲(chǔ)時(shí)間進(jìn)行檢測(cè)的不足。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
發(fā)明的發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的檢測(cè)方法過程繁瑣、成本高、耗時(shí)長(zhǎng)的不足，提供了一種檢測(cè)速度快、準(zhǔn)確性高的基于激光器陣列的檢測(cè)裝置及小黃魚存儲(chǔ)時(shí)間檢測(cè)方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種基于激光器陣列的檢測(cè)裝置，包括光譜儀、用于放置待檢測(cè)樣品的底板、設(shè)于底板上方的托板；所述托板上設(shè)有用于照射待檢測(cè)樣品的激光器陣列和用于檢測(cè)激光器陣列發(fā)出的激光經(jīng)樣品反射后的反射光線的光纖探頭；所述激光器陣列包括n個(gè)捆綁在一起并且波長(zhǎng)依次排列的單波長(zhǎng)激光器，所述光纖探頭與光譜儀電連接，光譜儀上設(shè)有用于與計(jì)算機(jī)電連接的信號(hào)輸出端口。在傳統(tǒng)的光譜分析方法中，常采用鹵素?zé)糇鳛楣庠催M(jìn)行檢測(cè)，鹵素?zé)艄庠淳哂胁ㄩL(zhǎng)范圍較寬連續(xù)光，但是在食品樣品檢測(cè)中真正負(fù)載檢測(cè)信息的波段光是有限的，大部分光波段對(duì)食品樣品表征沒有作用。因此，本發(fā)明采用若干個(gè)特定波長(zhǎng)的單色激光器組成激光器陣列對(duì)樣品進(jìn)行檢測(cè)，相當(dāng)于過濾掉無用波段的光，減少了干擾信號(hào)。同時(shí)增加若干個(gè)選定波長(zhǎng)的光強(qiáng)度，提高了檢測(cè)的準(zhǔn)確性。作為優(yōu)選，所述n為6，各個(gè)單波長(zhǎng)激光器的波長(zhǎng)分別為635nm、980nm、532nm、808nm、660nm和780nm。針對(duì)小黃魚肉的理化性質(zhì)，作為優(yōu)選選擇以上6個(gè)波長(zhǎng)的激光器進(jìn)行檢測(cè)，可以更加突出小黃魚肉的檢測(cè)特征，提高檢測(cè)的準(zhǔn)確度。作為優(yōu)選，所述底板通過4個(gè)立柱與托板相連接。作為優(yōu)選，所述光譜儀為USB2000+可見/近紅外光譜儀。一種小黃魚的存儲(chǔ)時(shí)間進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)方法，包括如下步驟：(5-1)樣品制備：將小黃魚洗凈，去除內(nèi)臟、鱗片、頭和尾，從魚體上取出片狀魚肉作為待檢測(cè)樣品；(5-2)進(jìn)行檢測(cè)：將計(jì)算機(jī)與光譜儀電連接，將樣品平放到底板上，使激光器陣列發(fā)出的激光照射在樣品上，光纖探頭采集樣品反射的光進(jìn)入光譜儀中，光譜儀得到與n個(gè)激光器的波長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)的n個(gè)檢測(cè)信號(hào)x1(t)，x2(t)，…，xn(t)，并將x1(t)，x2(t)，…，xn(t)輸入計(jì)算機(jī)中；(5-3)數(shù)據(jù)處理：(5-3-1)在計(jì)算機(jī)中設(shè)定與各個(gè)檢測(cè)信號(hào)一一對(duì)應(yīng)的一組權(quán)重w1，w2，…，wn，并且使(5-3-2)利用公式計(jì)算得到檢測(cè)信號(hào)x(t)，并計(jì)算總均方差當(dāng)轉(zhuǎn)入步驟(5-3-3)；當(dāng)或則轉(zhuǎn)入步驟(5-3-1)：說明此時(shí)選取的各個(gè)信號(hào)的權(quán)重不合理，轉(zhuǎn)入步驟(5-3-1)重新選擇一組權(quán)重，直至得到權(quán)重合理的檢測(cè)信號(hào)為止，從而確保檢測(cè)信號(hào)能夠準(zhǔn)確的將小黃魚的存儲(chǔ)時(shí)間信息表征出來。(5-3-3)將x(t)輸入預(yù)存在計(jì)算機(jī)中的隨機(jī)共振系統(tǒng)模型中，使隨機(jī)共振系統(tǒng)模型發(fā)生隨機(jī)共振，其中，ξ(t)為自相關(guān)函數(shù)E[ξ(t)ξ(0)]＝2αδ(t)的Gaussian噪聲，其強(qiáng)度為α；A為信號(hào)sin(2πf0t＋ψ)的強(qiáng)度；f0為信號(hào)的頻率；a、b均為設(shè)定的實(shí)參數(shù)，s為布朗粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，t為運(yùn)動(dòng)時(shí)間，ψ是相位；(5-3-4)計(jì)算機(jī)利用信噪比計(jì)算公式計(jì)算隨機(jī)共振系統(tǒng)模型的輸出信噪比SNR；(5-3-5)計(jì)算機(jī)畫出隨機(jī)共振系統(tǒng)模型的輸出信噪比曲線，得到信噪比曲線的信噪比最大值，并將信噪比最大值的絕對(duì)值作為信噪比特征值K；(5-4)存儲(chǔ)時(shí)間預(yù)測(cè)：將K代入存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)時(shí)間預(yù)測(cè)模型中，計(jì)算機(jī)計(jì)算并得到預(yù)測(cè)的小黃魚存儲(chǔ)時(shí)間Time。本發(fā)明首先使激光器陣列發(fā)出的激光照射在樣品上，光纖探頭采集樣品反射的光進(jìn)入光譜儀中，光譜儀得到與n個(gè)激光器的波長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)的n個(gè)檢測(cè)信號(hào)，然后，本發(fā)明調(diào)整各個(gè)檢測(cè)信號(hào)的權(quán)重，得到符合要求的檢測(cè)信號(hào)x(t)，將x(t)輸入預(yù)存在計(jì)算機(jī)中的隨機(jī)共振系統(tǒng)模型，使隨機(jī)共振系統(tǒng)模型發(fā)生隨機(jī)共振，計(jì)算機(jī)畫出隨機(jī)共振系統(tǒng)模型的輸出信噪比曲線，得到信噪比曲線的信噪比最大值，并將信噪比最大值的絕對(duì)值作為信噪比特征值K；并將K代入存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)時(shí)間預(yù)測(cè)模型中，計(jì)算機(jī)計(jì)算并得到預(yù)測(cè)的小黃魚存儲(chǔ)時(shí)間Time。因此，本發(fā)明具有檢測(cè)速度快、準(zhǔn)確性高和經(jīng)濟(jì)性好的特點(diǎn)。作為優(yōu)選，所述信噪比計(jì)算公式為其中，ω是信號(hào)頻率，Ω為角頻率，S(ω)是信號(hào)頻譜密度，SN(Ω)是信號(hào)頻率范圍內(nèi)的噪聲強(qiáng)度。作為優(yōu)選，步驟(5-2)中的檢測(cè)時(shí)長(zhǎng)為50至70秒。因此，發(fā)明具有如下有益效果：(1)檢測(cè)速度快、準(zhǔn)確性高、經(jīng)濟(jì)性好；(2)消除了無用波段雜光的干擾信息，樣品的存儲(chǔ)時(shí)間得到更好的區(qū)分。附圖說明圖1是發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是發(fā)明的實(shí)施例的一種流程圖；圖3是本發(fā)明的實(shí)施例的可見/近紅外漫反射光譜；圖4是本發(fā)明的實(shí)施例的主成分分析結(jié)果；圖5是本發(fā)明的存儲(chǔ)時(shí)間預(yù)測(cè)模型擬合曲線。圖中：底板1、托板2、激光器陣列3、光纖探頭4、立柱7、樣品8。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)發(fā)明做進(jìn)一步的描述。如圖1所示的實(shí)施例是一種基于激光器陣列的檢測(cè)裝置，包括光譜儀、用于放置待檢測(cè)樣品的底板1、設(shè)于底板上方的托板2；托板上設(shè)有2個(gè)插孔，插孔上設(shè)有用于照射待檢測(cè)樣品的激光器陣列3和用于檢測(cè)激光器陣列發(fā)出的激光經(jīng)樣品反射后的反射光線的光纖探頭4；激光器陣列包括6個(gè)捆綁在一起并且波長(zhǎng)依次排列的單波長(zhǎng)激光器，光纖探頭與光譜儀電連接，光譜儀上設(shè)有用于與計(jì)算機(jī)電連接的信號(hào)輸出端口；光纖探頭與水平面的夾角為70度。6個(gè)單波長(zhǎng)激光器的波長(zhǎng)分別為635nm、980nm、532nm、808nm、660nm和780nm。底板通過4個(gè)立柱7與托板相連接。光譜儀為USB2000+可見/近紅外光譜儀。如圖2所示，一種小黃魚存儲(chǔ)時(shí)間的檢測(cè)方法，包括如下步驟：步驟100，樣品制備：將從冰箱中取出的小黃魚洗凈，去除內(nèi)臟、鱗片、頭和尾，從魚體上取出25克厚度為5毫米的片狀魚肉作為待檢測(cè)樣品8；步驟200，進(jìn)行檢測(cè)：將計(jì)算機(jī)與光譜儀電連接，將樣品平放到底板上，使激光器陣列發(fā)出的激光照射在樣品上，光纖探頭采集樣品反射的光進(jìn)入光譜儀中，得到如圖3所示的光譜圖，光譜儀從光譜圖中提取與6個(gè)激光器的波長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)的6個(gè)檢測(cè)信號(hào)x1(t)，x2(t)，…，x6(t)，并將x1(t)，x2(t)，…，x6(t)輸入計(jì)算機(jī)中；本實(shí)施例中的檢測(cè)時(shí)長(zhǎng)為60秒；步驟300，數(shù)據(jù)處理：步驟310，在計(jì)算機(jī)中設(shè)定與各個(gè)檢測(cè)信號(hào)一一對(duì)應(yīng)的一組權(quán)重w1，w2，…，w6，并且使步驟320，利用公式計(jì)算得到檢測(cè)信號(hào)x(t)，并計(jì)算總均方差當(dāng)轉(zhuǎn)入步驟330；當(dāng)或則轉(zhuǎn)入步驟310：步驟330將x(t)輸入預(yù)存在計(jì)算機(jī)中的隨機(jī)共振系統(tǒng)模型中，使隨機(jī)共振系統(tǒng)模型發(fā)生隨機(jī)共振，其中，ξ(t)為自相關(guān)函數(shù)E[ξ(t)ξ(0)]＝2αδ(t)的Gaussian噪聲，其強(qiáng)度為α；A為信號(hào)sin(2πf0t＋ψ)的強(qiáng)度；f0為信號(hào)的頻率；a、b均為設(shè)定的實(shí)參數(shù)，s為布朗粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，t為運(yùn)動(dòng)時(shí)間，ψ是相位；步驟340，計(jì)算機(jī)利用信噪比計(jì)算公式計(jì)算隨機(jī)共振系統(tǒng)模型的輸出信噪比SNR；步驟350，計(jì)算機(jī)畫出隨機(jī)共振系統(tǒng)模型的輸出信噪比曲線，得到信噪比曲線的信噪比最大值，并將信噪比最大值的絕對(duì)值作為信噪比特征值K。步驟400，存儲(chǔ)時(shí)間預(yù)測(cè)：將K代入存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)時(shí)間預(yù)測(cè)模型中，計(jì)算機(jī)計(jì)算并得到預(yù)測(cè)的小黃魚存儲(chǔ)時(shí)間Time。本實(shí)施例中，K＝8.1dB，Time＝3.32天；通過實(shí)驗(yàn)室中的檢測(cè)試驗(yàn)證明，本發(fā)明的預(yù)測(cè)精度R為0.98498。存儲(chǔ)時(shí)間預(yù)測(cè)模型是通過重復(fù)步驟100至300，對(duì)新鮮的小黃魚樣品及在277K的冰箱中儲(chǔ)存了1天至5天的小黃魚樣品進(jìn)行檢測(cè)，得到與各個(gè)檢測(cè)時(shí)間對(duì)應(yīng)的K值，并將各個(gè)K值及與其對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)時(shí)間分別組成6個(gè)點(diǎn)，將6個(gè)點(diǎn)連接起來，構(gòu)成了如圖5所示的存儲(chǔ)時(shí)間預(yù)測(cè)模型擬合曲線，存儲(chǔ)時(shí)間預(yù)測(cè)模型為擬合曲線的公式。如圖4所示的0至5天的檢測(cè)信號(hào)x(t)歸一化后的主成分分析結(jié)果，從圖4中可以看出，兩個(gè)主成分的累計(jì)方差貢獻(xiàn)率之和為84.40％，在二維空間中各個(gè)儲(chǔ)存時(shí)間的小黃魚樣品可以得到較好的區(qū)分，而且各組分分布相對(duì)較密集。圖4從另外一個(gè)側(cè)面說明了檢測(cè)信號(hào)x(t)可以反映出存儲(chǔ)時(shí)間長(zhǎng)度的變化，本發(fā)明的存儲(chǔ)時(shí)間的預(yù)測(cè)方法是可行的。應(yīng)理解，本實(shí)施例僅用于說明發(fā)明而不用于限制發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。