基于CMOS數(shù)字色彩傳感器的油脂顏色檢測(cè)技術(shù)研究

2010-10-18

                                           基于CMOS數(shù)字色彩傳感器的油脂顏色檢測(cè)技術(shù)研究

       油脂是食品工業(yè)的重要原料，而顏色是油脂質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。目前，油脂顏色檢測(cè)方法主要有羅維朋比色計(jì)法、分光光度計(jì)法、計(jì)算機(jī)圖像處理法等。羅維朋比色計(jì)法是目前國(guó)際上通行的油脂顏色檢測(cè)方法，也是我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法，該方法由于采用人工讀數(shù)，精度較低，故需要有經(jīng)驗(yàn)的檢測(cè)人員才能得到較好的可靠性和重現(xiàn)性，并且檢測(cè)人員才能得到較好的可靠性和重現(xiàn)性，并且檢測(cè)周期長(zhǎng)，工作效率低；分光光度計(jì)是基于光譜分析原理，測(cè)量精度較高，但體積較大，價(jià)格昂貴，多用于實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)，難以工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)推廣普及；近年發(fā)展起來(lái)的計(jì)算機(jī)圖像處理方法是一種客觀的檢測(cè)方法，重復(fù)性和重現(xiàn)性均較好，且人機(jī)交互方便，但其基于PC機(jī)，依賴(lài)windows操作系統(tǒng)，長(zhǎng)期工作可靠性較低，成本高，不適用連續(xù)工作的油脂加工現(xiàn)場(chǎng)。
      作者研究探討一種新的油脂顏色檢測(cè)方法：將嵌入式微控制器和新型高集成度顏色傳感器有效結(jié)合，研制了一種油脂顏色的實(shí)驗(yàn)檢測(cè)裝置。利用PIC18F452的I2C(Inter-Integrated-Circuit)串行通行模塊與帶有二線(xiàn)串行接口的CMOS數(shù)字色彩傳感器ADJD-S313-QR999交換數(shù)據(jù)，采集油脂顏色信號(hào)，然后進(jìn)行信號(hào)運(yùn)算和處理，該檢測(cè)裝置電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，測(cè)量結(jié)果客觀準(zhǔn)確，而且傳感器體積小，工作的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的油脂顏色顯示，還可用于低功耗便攜式顏色檢測(cè)儀器。
      檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)
      ADJD-S313-QR999（以下檢測(cè)ADJD-S313）是AVago Technologies公司（原美國(guó)HP公司）2006年推出的業(yè)內(nèi)首款CMOS數(shù)字色彩傳感器，它具有標(biāo)準(zhǔn)兩線(xiàn)串行接口和內(nèi)部集成的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）可直接與微控制器連接而無(wú)需附加元器件，簡(jiǎn)化了與外圍設(shè)備的接口電路。ADjD-S313色彩傳感器的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)由光電二極管陣列、集成RGB濾波器、邏輯控制電路和一個(gè)支持?jǐn)?shù)字通信的ADC及增益選擇器組成，均勻的RGB濾波器與光電二極管陣列能使由于光學(xué)未校準(zhǔn)和粗糙表面所引起的光梯度效應(yīng)小化。
      ADJD-S313采用2.6V低電壓供電，其睡眠模式特性，可使傳感器功耗降低，測(cè)量范圍較寬，只需調(diào)整增益，即可適應(yīng)不同的光強(qiáng)，集成的ADC有助與降低因模擬信號(hào)預(yù)處理產(chǎn)生的噪聲。
      ADJD-s313傳感器的優(yōu)良特性，可簡(jiǎn)化油脂；CMOS數(shù)字色彩傳感器ADJD-S313-QR999直接輸出數(shù)字量,通過(guò)二線(xiàn)串行接口I2C可直接與微控制器通信,尺寸小,功耗低.以PIC18F452微控制器為核心,將該傳感器用于油脂顏色的檢測(cè),設(shè)計(jì)了前端檢測(cè)電路和通訊測(cè)量軟件.經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試,RGB檢測(cè)結(jié)果穩(wěn)定,具有良好的精度.

關(guān)鍵詞：顏色檢測(cè)儀器、比色計(jì)、分光光度計(jì)、光譜分析原理