线扫描式拉曼高光谱成像技术无损检测奶粉三聚氰胺

作     者：刘宸 杨桂燕 王庆艳 黄文倩 王晓彬 陈立平 Liu Chen;Yang Guiyan;Wang Qingyan;Huang Wenqian;Wang Xiaobin;Chen Liping

作者机构：西北农林科技大学机械与电子工程学院杨凌712100 国家农业智能装备工程技术研究中心北京100097 农业部农业信息技术重点实验室北京100097 农业智能装备技术北京市重点实验室北京100097 

出 版 物：《农业工程学报》 (Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering)

年 卷 期：2017年第33卷第24期

页      面：277-282页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070302[理学-分析化学] 0802[工学-机械工程] 0703[理学-化学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(61605009) 

主　　题：无损检测 图像处理 光谱分析 拉曼光谱 高光谱成像技术 线扫描式 脱脂奶粉 三聚氰胺 

摘      要：为了实现颗粒状样本的大面积无损快速检测,该研究结合拉曼光谱和高光谱技术搭建了一套线扫描式拉曼高光谱检测系统,对奶粉和三聚氰胺颗粒混合样本进行了检测研究。研究通过高斯窗平滑法和air PLS基线校正方法分别消除了拉曼光谱中的噪声信号和荧光背景,选取三聚氰胺主要特征峰(671.71 cm-1)处的单波段图像作为是否含有三聚氰胺颗粒的判断依据。研究首先对三聚氰胺产生的拉曼信号在奶粉颗粒中的穿透深度进行了检测,随后完成了10种不同浓度的三聚氰胺奶粉混合样本的拉曼高光谱采集,对特征单波段图像中各像素点的拉曼强度平均值进行一元线性分析,并对单波段图像进行二值化处理。结果显示,在三聚氰胺特征单波段图像中,感兴趣区域内所有像素点的拉曼强度平均值与三聚氰胺浓度之间线性度较高,其决定系数R2达到了0.995 4。在二值图像中,三聚氰胺颗粒的位置信息能够直观的展现。研究结果表明,拉曼高光谱成像技术具有快速、无损和大面积检测的特点,在实际应用中具有巨大潜力。