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基于CMOS數字色彩傳感器的油脂顏色檢測技術研究

2010-10-18

                                           基于CMOS數字色彩傳感器的油脂顏色檢測技術研究

       油脂是食品工業的重要原料，而顏色是油脂質量的重要指標之一。目前，油脂顏色檢測方法主要有羅維朋比色計法、分光光度計法、計算機圖像處理法等。羅維朋比色計法是目前國際上通行的油脂顏色檢測方法，也是我國國家標準規定的方法，該方法由于采用人工讀數，精度較低，故需要有經驗的檢測人員才能得到較好的可靠性和重現性，并且檢測人員才能得到較好的可靠性和重現性，并且檢測周期長，工作效率低；分光光度計是基于光譜分析原理，測量精度較高，但體積較大，價格昂貴，多用于實驗室檢測，難以工業現場推廣普及；近年發展起來的計算機圖像處理方法是一種客觀的檢測方法，重復性和重現性均較好，且人機交互方便，但其基于PC機，依賴windows操作系統，長期工作可靠性較低，成本高，不適用連續工作的油脂加工現場。
      作者研究探討一種新的油脂顏色檢測方法：將嵌入式微控制器和新型高集成度顏色傳感器有效結合，研制了一種油脂顏色的實驗檢測裝置。利用PIC18F452的I2C(Inter-Integrated-Circuit)串行通行模塊與帶有二線串行接口的CMOS數字色彩傳感器ADJD-S313-QR999交換數據，采集油脂顏色信號，然后進行信號運算和處理，該檢測裝置電路結構簡單可靠，測量結果客觀準確，而且傳感器體積小，工作的工業現場的油脂顏色顯示，還可用于低功耗便攜式顏色檢測儀器。
      檢測電路的設計
      ADJD-S313-QR999（以下檢測ADJD-S313）是AVago Technologies公司（原美國HP公司）2006年推出的業內首款CMOS數字色彩傳感器，它具有標準兩線串行接口和內部集成的模數轉換器（ADC）可直接與微控制器連接而無需附加元器件，簡化了與外圍設備的接口電路。ADjD-S313色彩傳感器的基礎結構由光電二極管陣列、集成RGB濾波器、邏輯控制電路和一個支持數字通信的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未校準和粗糙表面所引起的光梯度效應小化。
      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，測量范圍較寬，只需調整增益，即可適應不同的光強，集成的ADC有助與降低因模擬信號預處理產生的噪聲。
      ADJD-s313傳感器的優良特性，可簡化油脂；CMOS數字色彩傳感器ADJD-S313-QR999直接輸出數字量,通過二線串行接口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,設計了前端檢測電路和通訊測量軟件.經實驗測試,RGB檢測結果穩定,具有良好的精度.

關鍵詞：顏色檢測儀器、比色計、分光光度計、光譜分析原理