快速无损检测论文（精选12篇）
快速无损检测论文 篇1
作为从美国引进的食品生产安全管理工具, HACCP危害分析与关键控制点理论已经被国内的食品饮料企业所广泛接受, 它逐渐从一种管理手段和方法演变为一种管理体系。但是, 随着HACCP推广的日益深入和体系的不断完善, HACCP理论遇到了一些比较实际的困难:微生物污染危害控制。
传统检测方法弊端明显
当我们在利用HACCP理论进行微生物污染危害控制的实施指导时, 是否遇到过这样的情形:向QC微生物实验室员工了解当日管路SIP/CIP消毒效果和微生物残留情况时, 却得到类似“试验虽然已经完成, 但是要在两天后才能得到具体结果”的答复。传统的检验方法需要花费48-72小时才能检验出准确的数字, 也就是说当特定关键控制点失控或微生物污染被发现的时候, 早已经错过了采取纠正行动的最佳时间, 产品已经堆满仓库, 甚至已经在发往客户的路上了。
微生物检测和监控的滞后性决定了微生物检测实验不同于理化实验, 需要很长的培养时间, 不可能即时得到测试结果。从原理上来讲, 目前的微生物检测方法都是相同的:首先让微生物从不可见的单个细胞通过生长形成肉眼可见的菌落, 然后进行计数。因此, 培养微生物至肉眼可见是限制微生物检测和监控的限速步骤, 如果能够缩短微生物的培养时间, 或者观察到肉眼不可见的菌落, 那么就能缩短微生物检测的整体用时。
密理博公司 (Millipore) 目前可以提供两种不同的微生物快速计数设备:Milliflex Rapid System和Bevistat, 不仅可以有效缩短微生物检测整体用时, 同时又能保证微生物检测的精度和准确度。
Milliflex Rapid System有效缩短检测用时
Milliflex Rapid System (见图1) 是一款基于薄膜过滤法和ATP荧光发光精确定量的产品, 精度能够达到1CFU, 是一款与传统方法等效的微生物快速检测方法。在保证微生物检测精度和准确性的同时, 可以将检测时间缩短至传统方法的1/5。
Milliflex Rapid System不同于市场上常见的微生物荧光发光的快速微生物检测方法。常见的快速ATP微生物检测方法仅仅是提供根据ATP荧光的一个折算值, 通过检测ATP荧光发光的RLU值折算出微生物的含量, 通常只能折算出微生物污染的级别:如100CFU级, 1000CFU级, 10000CFU级。而Milliflex Rapid System虽不是纯粹基于ATP荧光发光的方法, 但并没有摒弃传统方法的优势。Milliflex Rapid System依旧使用薄膜过滤法对产品中的微生物进行收集, 经过短暂的预培养, 使细胞数目增加到100到1000个 (单个细胞的荧光发光难于定量) , 然后使用ATP荧光试剂结合相应的细胞, 通过高分辨率的CCD和分析软件进行计数。这样, 短暂的预培养后形成的肉眼不可见的菌落, 就能够通过光信号被CCD和电脑软件识别, 然后转换成为肉眼可见的三维立体图像 (见图2) 。Milliflex Rapid System可以将检测限度降至一个细菌, 并可根据细胞中ATP的浓度选择是否进行预培养;能够准确而精密的在1-140CFUs的范围内进行检测和计数, 并且和传统的标准计数方法有良好的相关性;能够应用于来自食品饮料、生物技术和制药企业的各类不同样品, 即使这些样品含有不同生长活力的混合微生物。
Bevistat专为真菌检测量身制造
由于饮料产品含糖量普遍较高, 因此在潮湿闷热的生产环境中特别容易滋生霉菌和酵母菌。这些霉菌和酵母菌不但会影响食品质量, 在很大程度上影响饮料的口感和感官, 而且还会释放出很多毒素, 对消费者的健康造成伤害。
霉菌和酵母菌的个体很大, 含有的ATP的数量相对较多, 通常情况下无需预培养即可用于ATP定量检测, 因此Millipore公司利用这一特点开发了针对霉菌和酵母菌的快速微生物计数产品——Bevistat快速真菌检测系统。该系统采用与Milliflex Rapid System相同的设计原理, 只需要“1键+9分钟”就能自动完成试剂喷洒→细胞破壁→二次喷洒→结果判读的复杂过程, 在第一时间给出原、冲洗、中间体成品的真菌污染状况。Bevistat定位为半定量的微生物监控设备, 因此仪器会根据操作者的设定和内控限度作出判断, 对结果给出合格或不合格的判定。
以上两种新方法都体现了当前的一个国际趋势:通过PAT (Process Analytical Technology) 技术的应用, 加快现场的检测过程, 尽快地提供生产过程参数 (这里提到的都是往常检测过程耗时最长的微生物污染指标) , 从而及时指导生产管理人员和质量保证人员正确快速地对生产过程中产生的偏差做出正确判断和纠偏措施, 从而最大程度的保证产品的高质量, 降低生产风险和异常损耗, 这对于维护企业形象和产品质量安全都有极大的实用意义。
快速无损检测论文 篇2
摘 要： 《食品安全快速检测技术》是食品科学与工 程专业、食品质量与安全专业的一门实验性和应用性很强的专 业基础课。在以往的教学中存在一些问题。本文从三方面对该 课程进行教学改革：加强课堂教学改革、加强实践教学改革、加强实验室建设。关键词： 《食品安全快速检测技术》 教学改革 教学 探索 《食品安全快速检测技术》是一门具有较强实践性、理 论性和系统性的课程，该课程是食品科学与工程专业、食品质 量与安全专业的重要专业基础课。课程旨在让学生掌握食品感 官检验、食品化学分析、仪器分析、食品微生物快速检测的方 法和原理。
一、教学中存在的问题
（一）传统教学目的是使学生理解和掌握有关食品安全 快速检测理论知识，很多实验是在为基础化学和基础生物学补 课。以演示性、验证性实验为主，对学生动手能力、解决实际 问题及在实践操作中创新能力的培养缺乏足够的重视，注重培 养学生创新能力的综合性、设计性、研究性实验较少。课程设 置大都以理论课为主干，把实验课当成是理论课的附属。单纯 理论和公式讲授，学生在学习过程中容易产生难学、厌学情 绪，一些学生为了拿学分而学习，不能从学习中享受到乐趣，学习态度不端正。
（二）需要提高学生实验基本操作技能和分析数据的能 力。由于学生没有参与到实验前期准备工作中，仅仅参与食品 理化成分等的测定步骤，因此实验基本操作技能训练不完整，例如样品处理、数据处理等。样品的采集、制备、预处理及样 品的保存等重要内容成了学生的“弱项”。即便大部分学生都 能够顺利地完成实验操作，得到相应的实验数据，但由于对数 据处理方法不熟悉，误差概念不明确，导致分析结果不可靠，很多学生做完实验就算完成任务，从来不想为什么会得到实验 结果，与所学的理论内容有什么关系。
（三）实验室的很多设备不能满足实验的需要。各专业 之间、各学科之间仪器设备资源的共享问题还没有解决。例如 ATP 荧光光度计、甲醇速测仪等快速检测设备只能通过图片、说明书和网络知识了解，学生无法拿到这些仪器活学活用。
二、教学改革措施
（一）课堂教学改革措施。在课堂教学中，根据专业需 要，对教材内容进行精简，以基础知识为主体，深入介绍，使 学生对课程有一个完整的认识过程。教学中由浅入深、循序渐 进，既注意层次分明，又注意知识的连贯性及实用性，使学生 较好地把握教材内容，为后续课程的学习奠定坚实的理论基 础。为强化教学效果，采取以下改革措施：1.在课堂教学 中，采用讲授、提问、答疑等多种教学方法。2.利用现代教学 手段，利用先进设备及多媒体，针对课程的特点，按授课知识 点制作《食品安全快速检测技术》课件，或直接播放Flash 动 画、实验录像片，使理论知识形象生动，便于学生理解。3.授 课时注重调动学生的学习主动性，培养学生独立思考、分析和 解决问题的能力。根据课程特点，开展课堂讨论。主讲教师根 据所讲内容列出讨论题，所列的讨论题目大部分是食品工厂或 现实生活中涉及食品安全检测的问题，对教学中的重点、难点 及带有研究、探讨性的问题，让学生查阅有关资料充分准备后 再讨论，然后教师对讨论进行归纳总结。加强学生对食品试验 设计和数据处理的学习。教研室采取定期组织教师听课，观摩 教学，在授课结束后，主讲教师写出总结材料，并对试卷进行 卷面分析和考试总结，找出不足之处，提出整改措施。4.增加 实验课成绩在总成绩中的比例，期末试卷出一些实验操作题，使学生牢固掌握实验中的重点、难点，认识到实验课的重要 性。
（二）实践教学改革措施。本课程是一门实践性和应用 性很强的课程，实践教学环节极其重要。在实践教学方面，本 课程以自主性和创新性为原则，提高学生的实验技能与动手能 力。1.加强实验教学环节。实验课开设的总体思路既注重基 本技能及知识的掌握，又重视独立工作和思考能力的培养。实 验课中，加强基本操作训练，增加现代实验技术内容，并同专 业课相结合，开设综合性、设计性实验；实验中坚持学生独立 操作，培养学生独立思考的能力。2.加强生产实践环节，注重理论与实践有机结合。让学 生进入葡萄酒厂、番茄酱厂、饮料公司、农产品检测中心、疾 病预防控制中心等各类企事业单位进行生产实习，亲自参与食 品生产和安全检验的全过程，使其认识到食品安全快速检测知 识对食品品质及食品企业经济效益和声誉的重要性，通过原料 收购、生产加工、卫生检测等具体环节强化学生对理论知识的 把握，并使学生认识到食品安全快速检测技术对企业的重要 性。坚持教学、科研、生产相结合。实践环节促使学生理解和 掌握理论知识，锻炼学生的动手能力，为学生今后顺利完成毕 业论文及尽快适应以后的科研与生产工作打下坚实的基础。3.在进行课堂教学和基础性实践教学的同时，辅以课外 科研训练。实行“基本技能训练→综合性实验→设计性实验→ 在生产实习中加强对‘食品安全快速检测’知识的理解与应 用”的实践教学模式。把科研与教学紧密结合起来，指导学生 参加完成“大学生研究训练计划”和“大学生挑战杯”论文。通过这些实践性环节的实施，学生能够较好地掌握食品安全快 速检测技术的基本原理和方法，强化创新思维和创新能力的培 养。
快速无损检测论文 篇3
关键字农产品安全；检测仪器；现场快速检测
中图分类号TS207文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)081-0160-01
1检测技术以及仪器
1.1各种生物传感器
生物传感器广泛用于食品工业生产和检测中，具有功能多样、微型、经济、操作系统比较简单和准确度高等特点。受到国内外高度重视，它发展快、种类很多，主要包括：一是发达国家已广泛应用的SPR 生物传感器，它與其他新技术强强结合，推出了一批新型的快速筛查、检测方法和仪器。最典型的以BiacoreAB和美国TI以及Bio一RAD为代表。Biacore将SPR检测系统 、生物传感芯片和微流控系统组合在一起，并配入多种试剂盒，构成了快速检测和筛查毒素、致病菌和兽残药的仪器，这种仪器具有便捷、使用方便、灵敏快速的特点。生物传感器的研究重点是将各种生物活性材料与传感器结合，研发具有识别功能的换能器。例如河南农大胡建东等研究员研发出主要作用是检测兽药残留量等的SPR，其发展特点是高寿命、高效率、高灵敏、微型；二是最近有报导说美国利用纳米技术开发出了可快速检测食品和水中极微量的细菌、病毒和病原体等的新型生物传感器，这种仪器在被欧美重视发光菌的研究和应用，尤其以对毒性物质具有高灵敏发光反应为代表。随着科学的发展，不断有新的农药和抗生素用于农业和食品生产，在给人们带来富足的同时，也给人类的健康带来了伤害。所以各种生物传感器的应用和发展对农药及各种有害物质的测定，保证食品安全具有非常重要的意义。
1.2免疫分析方法与仪器
免疫学检测技术是食品检测技术中的一个重要组成部分，包括荧光免疫技术，酶联免疫技术和射免疫技术。利用免疫学检测技术可检测各种毒素、寄生虫等有害物质在食品中的残留量。酶联免疫检测技术发展迅速，种类繁多，能检测农药残留、致病菌、病毒以及转基因产品，具有高特异性、准确性和快速的特点，被列为检测残留物的三大支柱技术之一。酶免疫技术分为酶免疫组化技术和酶免疫测定技术，其中酶免疫测定技术又分为均相免疫测定技术和异相免疫测定技术。由于仪器功能单一，国产试剂盒品种少和进口又太贵的原因，虽然有多家生产，酶联免疫仪在我国食品安全和环境检测中尚未得到广泛使用。但是免疫分析技术具有检测成本低和安全可靠等优点，所以在食品安全检测中有着良好的应用前景。
1.3酶的抑制法与仪器
国内曾把国外不太推崇的酶抑制法和仪器首推为速测技术和仪器。酶的抑制法具有操作简便，快速而且不需要昂贵仪器适用于现场检测及大批量样品的检测，已经得到了广泛的应用。近几年，已有十几种商品化仪器推出、推广，该方法对同类而不同种农药的抑制率差别很大，只能检测有机磷和氨基甲酸醋二类农药，而且这种方法仅适用于基层初检，起着警示作用，所以用统一的抑制率确定农药残留是否超标，必然会产生假阳性或假阴性的漏检，当发现超标现象时，必须用标准方法复测和确证。
1.4分子光谱法的速测仪器
在食品安全检测中，最常用最经典的是分子光谱法，几乎可用于所有检测任务。但是难于承担痕量分析，只能粗测。为了更好的发挥分子光谱法在食品安全检测中的应用，现在运用分析化学的基础，有针对性地合成和优化不同检测目标和任务的试剂盒，并采用集束式冷光源单色器等新技术进行创新。最好的例子就是吉林大学于爱民教授的团队和华厦科创等推出能快速检测与食品安全密切相关的40多种参数（如硝酸盐、甲醛、人造色素、金属铅、劣质奶、地沟油、潜水油等等）这种仪器具有高精度、高稳定性、便携的优点，配合样品快速提取和富集技术，在食品安全快速筛检中占一席之地 ，而且符合我国国情。
2食品安全的现场快速检测
1）食品安全现场快速检测，就是可用于现场的快速检测方法。食品安全快速检测目前尚没有经典的定义，只是约定俗成为能够在短时间内出具检测结果的行为。根据检测时间和应用场合的不同，食品安全快速检测分为现场快速检测和实验室快速检测。目前人们比较熟悉、也是应用较多的食品安全现场快速检测方法有胶体金检测、微生物纸片检测、生化试剂检测和便携仪器等。而实际上除了这些方法及其依赖的技术，还有其他一些在现场检测中非常具有应用前景的技术或方法。
2）现场快速检测是指可用于现场，并能够在十几分钟甚至几分钟内出具检测结果的较为理想的现场快速检测方法。实验室快速检测方法是指包括样品制备在内，能够在2小时以内出具检测结果的检测方法，或能够大幅度缩短检测时间（相比传统检测方法缩短1/2或1/3的时间），并在发现阳性结果或超标样品时，能用传统方法复检（特殊样品除外），结果也基本相同的微生物检测方法。实验室快速检测是利用一切可以利用的仪器设备快速进行定性与定量，而现场快速检测则是利用一切可以利用的手段快速进行定性与半定量。与实验室检测相比，现场检测具有检测时间短、操作简单、对环境要求低和成本低等优点，因而在食品安全监管中发挥着越来越重要的作用。
3结束语
以上是我对几类检测技术和仪器以及现场快速检测的简要分析，我认为食品安全快速筛查检测技术和仪器是新方法和仪器的整合、衍生和嫁接。其实还有新技术待运用，也会有更新的技术、材料出现和运用，比如将纳米材料应用到一系列速测仪的传感器、检测器中，这会极大地提高仪器的灵敏度、稳定性；又如以分子印迹聚合物为核心的分子印迹技术具有高预定性、高识别性、高选择性和高稳定性的特点，这不仅成为很好的分离富集手段，将它嫁接到其他速测方法和仪器中，会大大改进现有速测方法和仪器。同时在仪器设备不具备时，我们也可以采用现场快速检测的方法。总之在人们日益增强的健康意识和技术发展的要求下，食品安全检测仪器和快速检测技术将层出不穷。
参考文献
[1]江李云.影响提高农产品质量安全水平的因素与对策[J].安徽农学通报,2008,09.
快速无损检测论文 篇4
常规检测方法存在一定局限
目前,食品安全检测的确证检测方法主要为仪器分析方法,其虽然具有灵敏、精确的优点,但普遍存在着仪器昂贵、检测成本高、操作繁琐、人员要求高、耗费时长、时效性差等问题,限制了推广和应用,不利于常规检测。
随着国家对食品质量安全把控力度的加强,筛选样本量的加大,对快检产品的市场需求量也越来越大。食品安全检测方法正朝着小型化、智能化、数据化、便携式的方向发展,使其能够更加适合基层及现场检测的需求。近年来,胶体金免疫层析技术由于其快速、方便、价廉等特点使其广泛应用于临床、食品安全、环境等领域,但由于胶体金免疫层析技术检测信号的局限性,限制了其方法学的灵敏度。
荧光定量快速检测技术在检测方面具备相当优势
荧光定量快速检测技术恰好能够解决胶体金免疫层析信号局限性的问题,在荧光定量快速检测系统中,荧光供体预先包被在整个尼龙膜上,在反应过程中荧光淬灭发生在胶体金颗粒与位于尼龙膜上的荧光供体之间(图1)。荧光定量快速检测技术方便快捷,每台荧光定量检测仪均配备内置检测项目的定量曲线,用户只需进行取样-加样-读数操作,从加样到荧光值的读取再到计算浓度整个流程仅需13min。
相比胶体金免疫层析技术,荧光定量快速检测技术具有显著的优势,基于两种技术的检测卡性能对比结果如表1所示。
具体说来,荧光定量快速检测卡的优势主要表现在:
①胶体金检测卡只能对检测结果进行肉眼判读,导致结果准确度较低,而荧光定量检测卡采用匹配的仪器进行读数,结果准确度高,判定结果不受人为因素影响,可靠性强。
②胶体金检测卡只能判读阴性、1/2检测限以及检测限的结果,判读结果只能显示阴性或阳性,而荧光定量快速检测卡可以定量检测范围内的任意浓度并以具体数值的形式表示,定量范围广,定量结果显示清晰。
③荧光定量快速检测系统配套软件可以将样本数据进行自动保存,数据中心远程监控,实现各地样品检测的同步性,保证实时监测的准确性和稳定性。
北京维德维康生物技术有限公司,是一家专业从事兽药残留快速检测技术、动物疫病快速诊断技术研究及产品开发的高新技术企业。在兽药(包括饲料添加剂)、毒素、细菌蛋白等化合物的抗原和抗体制备方面具有丰富的理论基础和实践经验,已经建立起完善的食品安全快速检测试剂盒、胶体金免疫试纸条开发以及单克隆抗体和抗原合成、免疫检测技术的研究平台。同时,公司是中国农业大学国家兽药安全评价中心的产业化基地,在国家兽药安全评价中心的支持下,维德维康公司实现了高效的产业化,借助先进的技术平台,能够迅速推出当前市场紧缺的检测产品。目前,公司已自主研发出一系列荧光定量检测卡,产品覆盖兽药残留、非法添加物以及真菌毒素等领域,如:氯霉素荧光定量检测卡、林可霉素、磺胺类、喹诺酮类、呋喃四项、四环素类、克伦特罗、莱克多巴胺、沙丁胺醇、三聚氰胺、黄曲霉素、呕吐毒素、伏马毒素等系列荧光定量检测卡、试纸条。作为国内首批将荧光定量检测技术用于农业食品安全的检测产品,其技术指标达到国际领先水平,满足了当前市场需求,检测方法简便、灵敏,效果可视化,检测成本低,可同时检测数十个甚至上百个样品,为多个食品加工企业和食品安全检测机构提供科学可靠的检测方法和快速筛选的检测产品。
饲料快速检测技术应用 篇5
饲料快速检测技术应用
随着科学技术的发展，饲料检验的手段与方法有多种多样，检测仪器也越来越灵敏，检测方法的检测限量也越来越低。由于饲料行业的检测多在生产第1线，试验条件千差万别，采用快速常见的快速检测方法尤为重要。快速检测法因其检测所需的时间短、仪器要求简单、结果判别容易，人员技术要求低、对环境没有特别的要求。一般的快逮检测产品都可满足饲料检测的要求，得到检测人员的一致认同，同时解决了基层检测的技术困难，既快速又简便，还可明显降低检测成本。
酶联免疫检测法(ELISA)
ELISA法原理是利用免疫学抗原抗体特异性结合和酶的高效催化作用，通过化学方法将植物辣根过氧化物酶(HRP)与检测物结合，形成酶偶联物。酶联免疫检测试剂盒已经有很多的品种，试纸条的品种还不算太多，主要可满足瘦肉精、氯霉素、磺胺、激素、安定等常见药物残留的检测。
免疫金技术
免疫金技术即是用胶体金标记抗原抗体反应，当这些标记物在相应的配体处大量聚集时，肉眼可见带颜色的斑点，因而可用于定性或半定量的快速检测技术。该技术转化的产品往往以检测试纸的形式出现，目前已经上市的产品有沙门氏菌等微生物检测试纸、氯霉素等抗生素检测试纸、磺胺检测试纸和药物残留瘦肉精检测试纸等，而且品种在不断增加。筛选法
这是检测的第1步，用于大量样品的高通量分析，目的是检测某种或某类危害物是否存在，它简单、快速、不需要特殊的场地、不需要大型仪器设备和专门的人才，花费一般也比较低。筛选法可基于许多原理，但目前应用最多的是生物试验法和酶联免疫(ELISA)法，如美国利用抗生素对细菌生长的抑制作用，设计的USDAStopTest和
Fourplate(SevenPlate)检测抗生素残留的方法就是典型的生物试验法，而当前出现的众多检测B．激动剂、性激素、氯霉素、磺胺药、霉菌毒素和厦刍动物蛋白的各种试剂盒则大多属ELISA法。由于ELISA具有抗原．抗体特异反应，又有足够的灵敏度，所以对它的要求主要是不出现假阴性和尽可能少的假阳性。筛选法只能定性，回答yes或no，至多给出半定量的结果。
确证法
该法是对筛选法定为阳性反应的样品做出进一步检测，能给出确信无疑的结论和结果，常常用于残留分析及禁用兽药的定性与定量分析。确证法应用多种技术原理，如应用两种以上检测原理的高效液相色谱（HPLC）法或气相色谱(GC)法、色谱和放射免疫技术联用法等，但应用最多的是色谱与质谱(MS)的联用技术-GC-MS(GC-MSn)或LC-MS(LC-MSn)。由于特定测定条件下，待测物会形成特有的分子离子（准分子离子）及其加合物和碎片离子组成的质谱图，因此与使用常规检测器的GC、LC相比，MS能给出反映化合物结构本质的信息，故而给出更令人信服的确证结果。欧盟第二版关于兽药残留的参考方法多半是用GC-MS作确证法的。近年来随着LC-MS仪器的成熟与普及，以及它在测定不挥发、极性、半极性和热不稳定化合物中的种种优势，使之在兽药、兽药残留和其他有机物检测方面得到了越来越广泛的应用。GC-MS，LC-MS或LC-MSn还有较低的检测限(LOD)和定量限(LOQ)，因此更适用于微量危害物和残留的定量分析。确证法由于需要大型仪器，所以要求特殊的场地和专门的人才，分析费用高，前处理一般也比较费时。对确证法的要求是：其LOD和LOQ要低于规定的MRL值（至少3～10倍），不出假阳性和尽可能低的假阴性。
定量法
快速无损检测论文 篇6
【关键词】快速检测技术;食品安全检测;应用
0.前言
民以食为天！随着食品安全事件频发，例如近年发生的三鹿毒奶粉事件再度引起人们对食品安全的关注，当下食品安全成了市民关注的焦点。如果想从根本上实现我国的食品安全管理，让广大人民群众吃上放心安全的食品，那么就应该对食品的全过程实施全程监控和管理，实现食品生产、加工、流通和销售等各环节安全。要实现这一目标，这就需要大量能够满足这种要求的准确、方便、快速、灵敏的食品安全快速检测技术。食品安全快速检测技术使得我国食品安全管理有了较大的提高，2006年全国食品抽查合格率为77.9%，2007年上半年合格率上升85.1%，31个省、市食品质量平均合格率89.2%，2007年下半年已上升到95%以上，这些成绩的取得都离不开快速检测技术的应用，本文就快速检测技术在食品安全检测中的应用进行探讨。
1.快速检测技术在食品安全检测中的应用
食品安全事件全球范围的发生，使食品安全快速检测技术被各个同家所重视。很多快速检测方法被纳入多个国家的标准方法。食品安全快速检测技术在出口贸易中发挥重要作用，在进出口商品检测中，快速检测方法起到了重要作用，提高工作效率，减少了不必要的浪费。快速检测技术在食品安全检测中的应用主要有以下一些地方。
1.1快速检验纸片法
目前已经有许多微生物检测纸片，可分别检测菌落总数、大肠菌群、霉菌、沙门菌、葡萄球菌等，美国3M公司生产的PF（Petrilm）试纸还加入了染色剂、显色剂，增强了效果，而且避免了热琼脂法不适宜受损细菌恢复的缺陷。
1.2用质谱仪检测三聚氰胺
三聚氰胺是生产塑料、阻燃剂和其他产品常用的工业化学品，禁止用于食品和动物饲料中。三聚氰胺是一种含有氮杂环的化工原料，添加这种化工原料的食物可以在仪器检测时显示含有更多的蛋白质。然而，三聚氰胺却会带来恶果，让人或其他动物食用之后出现肾结石，导致肾衰竭。早在2007年初，美国就爆发了三聚氰胺风波，不过，美国的三聚氰胺出现在猫粮和狗粮之中。2007年3月15日，全美召回了所有的宠物食品。当时，这些有毒食品导致不少猫狗等宠物肾衰竭。
美国国家食品安全与技术中心借助三重四极杆质谱仪的先进分析技术，建立了一个新的液相色谱——串联质谱方法测定食品中的三聚氰胺，这种新方法使得动物组织等复杂样品的快速和有效分析更容易。测定食品中的三聚氰胺残留的现有方法，是由位于丹佛的美国食品药品监督管理局动物药物研究中心建立的。这种检测方法灵敏度高，并且非常耐用。
1.3多功能食品安全快速检测仪的应用
多功能食品安全快速检测仪，是以朗伯比耳定律为理论基础，基于物质对光的选择吸收而建立起来的分析方法。也参考了国家标准所涉及分光光度法的28类食品检测方法。北京普析通用仪器有限责任公司生产的PORS-15F多功能食品安全快速检测仪是其中应用效果较好的仪器。该仪器为小型便携式快速测量仪器，最快0.005s可完成全波段光谱扫描。体积小，重量轻（仅1.5kg），是业内最小的扫描型紫外可见光谱仪，便于携带，可方便的进行手持操作。仪器除具有食品测量专用软件，用作甲醛、吊白块、亚硝酸盐、无机砷、蛋白质等日常检测项目的测量，适用于米、面、豆制类、水产品类、肉类及肉制品类、蔬菜及腐竹、粉丝、果条榨菜类、糖类、油类、奶制品类等15大类，完全覆盖日常监测项目。而且还留有拓展其它项目的余地。除此之外，仪器还具备光谱扫描、时间扫描、定量测定、光度测量等常规功能。能满足实验室环境下使用，特别适合于作为现场实时检测的专用仪器。自主研制的新型高防腐光纤探头测定模式，并兼容传统模式：可直接插入样品溶液进行测量，无需专用比色管、比色皿、测量更加简单、快速。提供选配的长樣池附件，可应用10～50mm比色皿进行测定，实现与传统测量模式的兼容。
附件齐全，提供丰富附件和多种解决方案：为其量身定做的各种前处理附件、可更换配件、可选配便携箱，同样根据用户需要自由选择。
1.4用生物传感器检测病菌
俗话说，病从口入。如果食品销售商采购了被病菌污染的食物，消费者就要遭殃。近年来比较有影响的食品危机事件，比如疯牛病、禽流感、非典，都与食品携带的病毒有关。目前，我国传统的食品检测主要通过感官、物理化学或者生物检测的途径开展，检测量小，效率低。就拿传统的生物检测技术来说，通常要进行微生物培养，少则二三天，多则一个星期，才会有结果。等结果出来了，往往灾情已经发生了。因此，开发快速的检测方法是很必要的。
最近，美国研究人员开发的一种新型的基于纳米技术的生物传感器，在高度准确检测沙门氏菌等食源性病原菌方面正显示出巨大的潜力。研究人员通过掠射角沉积技术制备薄膜法，构造了异质结构的硅和金纳米棒阵列，并使用抗沙门氏菌抗体和有机染料分子附着在上面，一个生物传感器就制成了。当这个生物传感器接触含有沙门氏菌的食物时，传感器上的抗体就会发生生物化学反应，导致有机燃料分子产生肉眼可见的强荧光。其实，这种传感器用途十分广泛，如果改变传感器中的抗体类型，就可以用于检测食物中是否有其他病菌。
2.食品安全快速检测最新技术——用激光让二恶英现形
在食品中可能含有的有毒化工物质中，受到全球普遍关注的是二恶英，因为它是一种很容易引发癌症的有毒物质。二恶英对于人类巨大的潜在威胁实在无法忽视。因为二恶英污染没有最低限量，只要它存在，哪怕极其微量，就可能引发癌症。二恶英稳定性极强，一旦摄入生物体就很难排出，只能随生物的食物链不断传递累积。二恶英对于人类的污染危害还可能是跨代的，也就是说有可能在我们这一代人身上没有看出问题，但会在下一代人身上显现出来。
日本大阪大学和大阪激光技术综合研究所合作，开发出了利用激光击射快速测定二恶英的仪器。以前对二恶英的检测需要7到30天，然而使用这种新方法，只要一个小时就够了。研究人员先用低能量的激光把食品中的二恶英击射成气态，接着再用高能量的近红外线激光对二恶英反复进行十万亿分之一秒的“超瞬间”照射，在不破坏分子（下转第165页）（上接第148页）结构的情况下使其处于带电状态，最后根据这些“分子”在测试装置内移动的时间，计算出它们在食品中的含量。参与研究的中岛信昭认为：“如果激光装置的价格降下来，这种方法将会变得很普及。”■
【参考文献】
［１］张素霞.我国食品安全快速检测技术研究[J].农产品加工(创新版),2009,(05):147-149.
［２］孙珽铨,石立杰.食品安全现场快速检测:保障食品安全的轻骑兵[J].食品安全导刊,2009,(08):120-123.
［３］张艳敏,李志军.食品安全快速检测技术研究进展[J].粮油加工,2009,(08):141-143.
［４］刘乐庭.食品致病菌快速检测技术及其应用前景[J].食品安全导刊,2009,(08):126-129.
快速无损检测论文 篇7
一、快速无损检测技术的意义以及保证路基强度的方法
1. 快速无损检测技术的意义
在路面施工过程中, 过去采用的检测办法通常是先无规律和目的性的进行选点工作, 然后钻孔选取样本, 最后再进行室内的判别和处理工作, 目的就是希望从中得到需要的工程数据。这样传统的方法有相当大的不足。第一, 这样无规律选择的方法, 会让检测结果没有很强的代表性。第二, 因为检测点密度相比较而言比较稀少, 一些有缺陷存在的不良工段可能会出现极易被漏检的情况, 给整个工程留下巨大的危险和潜在的危机。路面投入使用以后, 在平时的养护工作中, 虽然对路面损伤得到适当的发现, 并且得到了修补或者改善, 但对路基内部存在的积水和孔洞等隐藏性较强的危害, 却没有快速且有效的检测技术和方法。因此开展路基强度的快速无损性检测与控制技术的研究具有重要的意义, 可以保证路面的施工质量, 同时提高路面的养护水平。
2. 保证路基强度的方法
路基是在天然的路面根据道路的设计要求和相关国家规范, 采取开挖或者堆填形成的石头和土的混合构造物, 所以路基是整个路面结构的根本。坚固且稳固的路基, 为路面构造物长久承载运动物的荷载提供了强有力的保障。以下就保证路基强度叙述几个方法。 (1) 根据设计给的路线来获得路基的有关填挖高度, 结合工段附近的岩质和用土情况, 设计好路基的几何尺寸外形和边坡的坡面度的大小。在获得路基填挖的已知高度时, 必须对周围的土质情况进行实地考察和研究, 根据最终的环境数据对路基的设计进行指导工作。有的工段用土如果不是太好的话, 填方的工段应该计算无需处理的路基极限填土高度是多少。假如还是不够, 这时候软土的路基必须要进行适当的处理工作。根据具体的情况, 采取更换土质和除水等措施;在挖方地段。达到路基设计标高后, 最好再挖下去适当的高度。然后再回填这个高度的所有用土, 有利于改善挖方工段路基的强度和稳定性能。 (2) 根据周围的地形和地貌、地下水的相关情况, 来进行道路的排水设施的安排, 还有地表和地下排水结构的有关设计工作的依据。我们都知道, 公路施工中使用最为广泛的筑路原料就是土石, 而水对土石的路基危害是相当多的, 例如对路基的边坡形成持久的冲刷破坏, 严重的甚至导致路基的局部沉陷现象。总而言之, 我们要加强路基强度的快速无损检测技术, 确保路基强度达到各项要求, 为最终的工程质量保驾护航。
二、当前常见的的路面快速无损检测技术介绍
1. 频谱分析的检测方法
频谱分析的检测方法主要就是研究在不同介质中表面波的传播的频率属性。一般通常的做法是在路面的构造物表层快速施加较大的垂直冲击力, 此时就可以产生一组和震源有密切关联的频率成分, 并且沿地表的适当深度向周围迅速散开的波面。通过改变力锤的重量或者型号有差异的锤头, 可以得到包含各种频率成分的面波信息和信号。在不同位置设置不同的传感器, 可以获得波传播时候的相关频率。最后, 凭借频域的互谱研究方法和相干分析手段, 就可以准确达到测试深度不同的介质力学数据的目标。频谱分析的检测方法与传统方法相比较而言, 它的优势在于速度快和检测的频率很高。
2. 图像技术分析
图像技术分析其实主要就是红外成像的技术和激光全息的图像技术两大类。红外成像的技术重点就是利用材料介质的不同导热性能必然不尽相同的理论, 依据热敏传感器的高精度性能, 可以检测到构造物内部的热传导特征以及温度场有关的分布, 将检测得到的数据进行图像化的处理, 最终将结构内部有关情况呈现出来。图像分析技术具有很高的精细度和安全可靠等优点, 具有相当广泛的应用空间和前景。
3. 超声波的快速无损检测技术
超声波路面的快速检测技术最主要是通过超声波的发射到相关的材料介质, 同时接收反射波的有关数据, 最后识别结构内部情况的一种最新无损检测方法。通过在介质中不同位置安装不同的传感器, 测量超声波在指定距离的传播时间段, 计算出要获得的波速大小。利用速度与介质有关的数据关系得到测定材料的相关参数, 同时还可以检测材料的缺陷和受损程度。由于这个技术具有操作简单和性价比高等优点, 在路面路基强度无损性检测中的前景非常被看好。
4. 激光的检测方法
我们都知道, 激光具有亮度高和分辨率较好的特点, 同时还具有方向性较好的特点。激光技术在路基强度检测时, 主要是利用激光光强和光电流成正相关的理论知识。我们可以通过光电转化器把光能转化成为电能, 如果激光的光强改变, 那么光电流也会同时发生改变, 因此需要预先确立和创建光电流与位移的关系, 这里主要是依据光电流的改变反算弯沉位移的有关改变量。在路基强度检测中, 激光主要用于距离的测定和弯沉方面的确定等方面。
三、快速无损检测技术在路基工程中的应用前景
快速无损检测技术具有准确和快速的优点, 在路基工程中得到了越来越多的应用和推广。在路基工程的施工阶段, 快速无损检测技术主要应用于检测和控制施工的质量。能够及时发现工程的质量缺陷和不足的地方, 避免路面的过早破坏情况发生。我们需要采用更加高效的路基检测评价技术, 对整个路基工程进行全方位的检测和分析控制的评价, 优化养护方案。总之, 路面检测与评价技术具有相当重要的价值和作用。
四、结语
近年来, 为了适应环境友好型社会建设的要求, 我国加强了路基强度的无损性检测技术的运用和推广。路基强度快速无损性检测和评价技术水准的不断提高, 能给很多工程中的路基建设带来很好的经济和社会效益。路基强度无损性检测技术, 如今在国际上已经想到成熟。随着我国经济的发展和能源的紧张, 在我国采用该项技术的意义重大。如何正确利用该项技术, 对我国的路面进行养护的相关国家规范和经验还十分有限。我们应继续优化无损性技术的方法, 总结经验, 大力推广此项新技术, 真正达到节约资源、保护环境的目的。路基强度快速无损性检测的应用可以节约不少的建设成本, 同时减少浪费和阻止环境的破坏, 前景十分诱人。
参考文献
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快速无损检测论文 篇8
作为专业从事食品及环境安全检测技术研究与推广的高新技术企业, 北京安普生化科技有限公司 (以下简称安普生化) 积极为企业和政府部门提供先进的检测技术、仪器设备及技术应用方案。为了适应目前食品微生物快速检测的需求, 安普生化最新引进了美国Neogen公司的Soleris微生物实时光电微生物快速检测系统。
Soleris系统基本介绍
Soleris实时光电微生物快速检测系统由微生物实时光电检测仪、基于Windows系统的Soleris分析软件和各种特异性的Soleris微生物检测试剂瓶三个部分组成 (如图1所示) 。其原理是基于传统的培养基理论和染色技术, 并结合了光电检测技术和计算机控制的模块化分析系统, 对产品中的微生物进行检测。该系统具有操作简便省时、实时快速、准确灵敏、检测量大等诸多优势:一般1分钟内即可完成单个样品从加样到上机检测所需的全部操作, 而且单台仪器可同时对128个样品进行检测;对菌落总数、大肠菌群等常规项目在6～24小时内即可得到定量的检测结果, 而且可自动完成对检测数据的接收与分析, 并形成检测报告。
Soleris系统现已获得AOAC (美国官方分析化学师协会) 认证、NSF (美国国家卫生基金会) 认证, 并被UPS (美国药典) 推荐为替代传统平板的有效方法之一。Soleris系统可对细菌总数、大肠菌群、大肠杆菌、乳酸菌、酵母菌、霉菌、李斯特菌、肠杆菌科、葡萄球菌、假单孢菌、腐败菌、革兰氏阴性菌等多种微生物进行检测。广泛适用于食品饮料、乳制品、保健品等生产加工企业的环境检测、卫生监控以及无菌检测、挑战实验和保质期实验。该系统因其适用范围广、检测项目多、快速高效, 已被包括中国在内的全球40多个国家的600多家客户所使用。
目前, 安普生化作为Soleris系统在中国的设备与技术服务提供商, 可为众多客户提供了有效的Soleris系统应用解决方案, 包括定量检测标准曲线的建立、放货截点时间分析等, 据此对产品进行定量检测, 并为快速放货提供依据。
Soleris系统在乳品质量监控中的应用
此案例为Soleris系统对巴氏灭菌乳、冰淇淋、酸奶中大肠菌群的定量检测解决方案, 包含标准曲线、不同菌含量水平下对应的检出时间对比, 以及由标准曲线和产品的限量标准分析出的放货截点时间等。
标准曲线方程及相关系数如表1所示, (图2～图4为相应产品的大肠菌群标准曲线图) :
根据标准曲线, 下表列出了巴氏灭菌奶、冰激淋和酸奶中不同菌落形成单位 (CFU) 水平下的大肠菌群所对应的检出时间。
由表2中数据可以看出, 当大肠菌群含量水平为10 CFU/g (mL) 时, 三种产品仅需8.0h、10.5h、11.5h即可检出, 与传统的MPN计数法和平板计数法相比, 检测时间显著缩短。
此外, 根据表2中数据和产品的限量标准, 还可以确定快速放货的截点时间, 如表3所示 (注:表中冰淇淋产品标准为美国标准) 。
产品放货截点时间:用于定性判定所检产品大肠菌群含量高于或低于产品限量标准的时间。当所检产品的检出时间大于截点时间时为合格品, 产品可以放行;当所检产品的检出时间小于截点时间时为不合格品, 禁止放行。
综合上述案例, Soleris微生物快速检测系统不仅可以为企业提供快速放货依据, 而且可以同时得到定量的检测结果。因此Soleris系统既可以适应国内食品检测的特定要求, 又能为企业的快速放货提供信心保证, 从而满足消费者对食品安全与生命健康的迫切要求。
快速无损检测论文 篇9
1 路面病害的主要无损检测技术
目前, 沥青路面常用的无损检测设备主要有路面综合检测车、双轮式横向力系数测定车以及FWD落锤式弯沉仪等, 检测原理主要由频谱分析法、图像成形技术以及激光检测技术, 现将各项技术的工作机理总结如下:
1) 频谱分析法。频谱分析检测法主要是根据不同介质中传输到设备表面波的频率特性, 在路面结构表层, 施加瞬时的垂直冲击荷载, 产生以震源为核心, 具有各种频率成分, 并沿地面表层按照具体范围向四周扩散的瑞雷波面, 依据互谱分析和相干分析技术, 从而能够测定介质的力学参数。
2) 图像成形技术。图像成形技术通过分析全息摄影得到的全息图, 由全息图反应所测介质的整体外观参数, 通过图像信息模拟分析, 再由全息图上所测取数据, 能够求出相关力学量的方法, 具有精度高、直观可靠、能够给出全场情况等优点。
3) 激光检测技术。鉴于激光较好的分辨率、高亮度以及方向灵活性、相干性、衍射性好等诸多优点, 在道路检测中得到了广泛的应用。激光技术在路面检测中的应用是根据激光光强越强光电流越强的机理, 利用光电转换器将光能转化为电能, 随着光强的变化光点流也相应的发生变化, 预先建立位移与光点流之间的关系, 根据光点流的变化计算出弯沉位移的变化。在道路工程检测中, 激光技术主要用于测定距离、弯沉、平整度以及车辙深度等指标。
2 凤郿一级公路路面快速健康诊断
G312线凤郿一级公路是甘肃省较早的一级公路, 通过2008年~2011年4年对该路段K1710~K1719处进行了综合性的路面健康诊断。路面快速健康检测系统由多功能路面综合检测车、双轮式横向力系数测定车以及FWD8002-191落锤式弯沉仪组成。其中, 多功能综合检测车负责进行路面平整度、车辙及路面损坏程度的检测;双轮式横向力系数测定车对路面抗滑性能进行检测;FWD8002-191落锤式弯沉仪对路面结构强度进行检测。以路面损坏指数 (PCI) 、路面平整度指数 (RQI) 、路面车辙指数 (RDI) 、路面抗滑指数 (SRI) 及路面结构强度指数 (PSSI) 为基本性能指数, 通过对该5个技术指数进行加权平均值数据处理得出以路面使用性能指数 (PQI) 为综合性能指数的评价体系来评定该段路面的使用质量, 4年检测数据结果如图1~图4所示:
3 健康诊断结果分析
由2008年诊断结果可以看出:路面损坏程度指数相对较低, 尤其在K1716附近, 路面损坏指数达到最低值28.3, 通过调查路面采集照片, 该段路面出现大面积的龟裂及贯通的横向裂缝等病害现象, 是造成指数下降的直接原因, 其他技术指数状况相对良好。
由2009年诊断结果可以看出:由于2008年路面病害没有经过合理的养护维修, 除了路面损坏指数继续下降以外, 调查路面采集图片得出, 原来的龟裂及块状裂缝, 在一年的车载作用下, 已经逐渐转化为小范围坑槽、车辙等严重病害, 导致路面平整度及车辙指数不同程度的下滑, 路面使用性能指数整体在标准线的下方, 严重影响了该段道路的正常运行, 需要进行重点的养护维修。
根据2008~2009年养护结果, 分析得出路面病害主要成因是由于重载交通的碾压作用及原沥青路面由于使用年限较久沥青老化所致, 综合以上原因, 对面层进行铣刨处理后, 重新罩面, 由2010年诊断结果可以发现路面使用性能指数整体得到回升, 全路段路面性能指数 (PQI) 达到90以上。
2011年对养护维修路段进行跟踪检测, 整体性能指数有所下滑, 但是幅度较小, 各项指数均在标准线以上, 路面技术状况水平趋于稳定并且满足规范要求。
4 结论
通过凤郿一级公路健康指数的理论计算及实地检测分析, 针对性的对该路段进行了快速修复, 应用效果良好并且得到了以下结论:
1) 目前传统的养护方法在沥青路面的维修养护中缺乏全面有效的健康诊断分析, 通常的情况是仅仅解决了表面问题, 路面质量并未得到有效的改善, 以至于在该地段重复作业, 造成了一定程度的损失。
2) 路面评价体系由路面损坏指数 (PCI) 、路面平整度指数 (RQI) 、路面车辙指数 (RDI) 、路面抗滑指数 (SRI) 及路面结构强度指数 (PSSI) 组成, 其中一项指数大幅度下降, 能够加快其他指数下降速率, 并造成整体使用性能的下降, 所以必须进行养护预警, 及时针对性的养护维修, 否则会造成更加严重的路面病害问题。
3) 通过性能指数及现场图片分析出路面病害的成因, 选取合理的养护维修方案, 能够保证路面的使用寿命, 降低了养护成本, 所以在养护项目实施之前, 建议采用系统的路面健康诊断检测。
综上所述, 利用先进的无损检测技术及路面健康状况诊断方法, 通过检测结果得出路面使用性能指标及病害成因, 从而针对性的进行路面养护维修, 并通过为期两年的跟踪检测, 检测结果表明凤郿一级公路路面使用性能得到了有效的恢复, 并且各项性能指标趋于稳定, 路面状况良好, 保证了该段路面使用寿命与质量。
参考文献
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牛奶液位自动快速检测方法 篇10
牛奶的液位检测是牛奶生产环节中的关键工序。目前国内大多数牛奶生产和加工厂商还采用人工目测的检验方法, 由于作业量大, 工人易疲劳且效率低, 并且容易出现牛奶卫生安全问题, 因此存在较大安全和质量隐患。
随着图像处理与计算机通信、视觉技术与网络技术的发展, 客观上具备了利用图像处理方法对液位进行检测的条件[1]。利用图像处理技术进行液位检测, 由于其简单易行, 维护方便, 正越来越多的被应用。
本文针对摄像头静止情况下固定场景内的牛奶液位变化, 提出了一种对牛奶液位进行检测方案:首先通过牛奶液位图像采集系统提取牛奶液位图像, 利用背景差分法、直方图均衡化和中值滤波等方法对图像预处理, 以提高图像清晰度, 然后根据二值矩阵求和算法快速的得到牛奶的液位。
1 液位识别过程分析
1.1 牛奶液位图像采集系统
本系统主要包括了CCD摄像机、图像采集卡、图像处理用的计算机[2]如图1所示。通过CCD摄像机采集牛奶液位图像后, 由计算机软件进行图像处理和分析, 从而得到牛奶的精确液位。
设备安装过程中CCD摄像机和牛奶容器平行, 光线配置要良好, 以便采集到的图像清晰、噪声少。
1.2 图像预处理
图像在采集和传输过程中常常受到各种噪声的干扰和影响, 影响图像质量, 一般都存在着灰度模糊、噪声等问题[3,4], 为了使场景中感兴趣的部分更容易看清楚, 不使噪声对后面图像的处理与分析造成过大影响, 有必要对图像进行预处理。本文采用直方图均衡化方法加大图像的灰度变化, 拉大灰度对比度, 使图像中比较细小的灰度变化都能较清晰的表示出来。并对图像进行中值滤波, 中值滤波是一种既可以滤掉噪音同时又能保护边缘轮廓信息的图像增强方法。并且相对其他滤波算法计算量较小。
直方图均衡化方法:
1) 对给定的待处理图像统计其直方图, 求出P r (r k) =nk/N
rk为第k个灰度级;nk为第k级灰度的像素;N为一幅图像中像素的总数;P r (r k) 表示该灰度级出现的概率。
2) 根据统计出的直方图采用累积分布函数作变换,
求变换后的新灰度;
3) 用新灰度代替旧灰度, 求出Ps (s) , 这一步是近似过程, 应根据处理目的尽量做到合理, 同时把灰度值相等或近似地合并到一起。
结果如图2直方图均衡化, 从图中可以清晰的看出黑白对比度增大, 牛奶和刻度相对清晰。
中值滤波原理:
设序列{f1, f2, f3, …fn}, 按值得大小排列:fi1>fi2>…fin, 序列的中值为
中值滤波输出为g (x, y) =med{f (x-k, y-l) , (k, l∈W) }, 其中, f (x, y) , g (x, y) 分别为原始图像和处理后图像。W为二维模板3*3的区域。结果如图3中的中值滤波, 背景和刻度上的噪声得到了很好的过滤。
1.3 牛奶液位检测
为了减小环境对图像的影响, 本文利用了背景差分法对牛奶液位图像进行处理。即在检测前首先保存一张背景图像a, 通过背景图像a和要检测的牛奶液位图像b相减得到去背景噪声的图像c。
然后对图像c二值化处理得到图像d, 图像d即是有0、1数值组成的二维矩阵。由于牛奶的物理特性颜色成白色, 所以得到的二值图牛奶液位上下二值化分明。对图像d的每一行求和, 本文应用的求和算法为二值矩阵求和法, 即:
al为原图像a的列数, ones (al, 1) =[1, 1, 1, …, 1]T, 即数值为1的al行一列的矩阵。从而得到图像d的每行的和sum1。
sum和sum1 (i, 1) 相减大于阈值T时, 阈值T为自适应阈值根据图像大小训练得到。得到的i值即牛奶液位所在。
应用二值矩阵求和算法不需要其他液位检测算法中的对图像边缘检测和液位识别这两步, 从而大大提高了检测速度。
2 实验结果
在实验过程中, 使用CCD图像采集设备在相同环境下拍摄了大量不同液位高度的图像, 图像大小为640×480像素, 处理与识别方法采用的是本文提出的算法, 操作系统为Windows XP, 使用Matlab语言进行编程处理。实验结果是在多个不同环境下的图像都能正确进行牛奶液位检测, 可以较好地满足牛奶厂商对精度、可靠性、实时性的要求。典型实验结果如图3图像预处理和4牛奶液位。
3 结论
本研究根据牛奶的特点, 以二值矩阵求和算法核心对牛奶液位图像的液位进行快速检测。首先对检测对象进行预处理, 通过直方图均值法和中值滤波法去除图像由于拍摄和传输过程中所产生的噪声, 通过背景差分法来减小拍摄环境对图像的影响, 得到容器液位清晰的图像。最后根据二值矩阵求和算法快速的得到牛奶奶的的液液位。该方法安全、稳定、高效, 大大的节省了人力物力, 满满足足了了牛奶生产过程中液位检测的需要, 应用前景非常广阔。
摘要：液位是牛奶检测的重要参数之一, 如何准确有效的对牛奶液位进行检测一直是研究的一个重点。为解决上述问题, 本文提出将图像处理技术应用于牛奶液位检测的新方法。经过背景差分、直方图均衡化、二值化和中值滤波等方法对图像预处理过程, 建立了二值矩阵求和法液位检测计算模型。实验结果表明, 液位图像识别的精度较高, 速度较快, 可满足实际应用要求, 是一种具有很好发展前景的液位检测方法。
关键词：图像处理,牛奶液位检测,中值滤波
参考文献
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[3]张颖.瓶装啤酒体积在线检测装置[D].沈阳:沈阳工业大学, 2006.
一种快速车流量检测算法 篇11
摘要：车流量检测是城市智能交通的关键技术之一，针对目前视频检测算法复杂度高、检测准确率不高的问题，提出了一种快速车流量检测算法，该算法通过划定进入和离开检测线。并结合背景差分方法，将目标的面上检测，转化为线上检测，避免了对目标复杂的跟踪过程及其带来的检测误差，有效降低了算法的复杂度，提高了检测的准确率，实验表明，该算法能够快速分车道检测车辆，计算复杂度低，检测准确率高，且具有车辆速度测量能力，能够为智能交通系统提供必要的支持。
关键词：智能交通系统；车流量检测；背景差分；检测线
DoI：10.15938/j.jhust.2016.04.004
中图分类号：TP391
文献标志码：A
文章编号：1007—2683（2016）04—0019-06
0引言近年来，城市交通压力日加严峻，车辆拥堵现象越发普遍，智能交通系统作为一种前景广阔的解决方法，能够为交通拥堵提供早期预警，及时疏散车流，因而得到了人们的广泛重视，要实现智能交通系统，首先要能够实时而准确地掌握道路上的车流量、车速、车型等交通参数信息，目前，获取这些信息，主要有3种方法，第一种是接触式检测，将感应装置埋藏于路面之下的，当车辆通过时，引起感应装置的响应，从而得到所需要的交通流量信息，这种方法的安装维护较为困难，随着车辆的增多，导致这类装置使用寿命较短，路基下沉、冰冻等也会影响采集系统的使用，且该种系统难以对车辆的速度进行有效监测，第二种方法是波频检测，主要有微波、红外、超声波三种，利用返回频率差或者时间差来检测车辆，这种方法受到天气的影响较大，且成本较高，第三种方法是视频检测方法，这种方法利用计算机视觉技术获取道路交通的参数，具有安装维护简单、成本低廉等优点，目前，车辆视频检测技术目前仍处于快速发展阶段，
车辆的视频检测技术，利用交通路口的视频探头，获取车辆通行的视频画面，然后利用视频或者图像处理的方式，获取车辆的动态信息，从而实现对车流量的实时监控，常用的处理方法有：相邻帧差法、边缘检测法、背景差分法，相邻帧差法通过提取相邻图像帧的变化量检测目标，容易受到树木、行人、光线等变化信息的影响，导致检测概率不高；边缘检测法在车辆边缘不明显的情况下容易造成漏检；背景差分方法由于较好的可靠性受到了更大的重视，文提出了混合高斯背景模型的方法，在初期采用新的权值和方差更新方法，获得了较好的性能，文研究了基于高斯混合模型的多车道车流量检测算法，运用高斯混合模型对检测带进行背景建模，实现了多车道车流量检测，文提出基于差异深度积累的目标检测算法和基于卡尔曼滤波的目标跟踪算法，实现了多运动目标的检测与跟踪，以上这些背景差分算法在进行车流量检测时，都是以车辆目标为中心，且其整个背景的维护需要用到整个视频探头可以捕捉的画面，算法设计较为复杂，且背景容易受到树木抖动的影响，造成检测概率不足。
本文提出一种快速车流量检测的实用算法，通过划定可以调节宽度的检测线，仅仅在检测线上采用背景差分方法，对目标进行检测，由于需要处理的数据由原来的整个面，减少为一条线，即从二维图像数据转变为少量的一维数据，使得计算量大大减少；同时，检测线的选取可以有效避开树木等抖动背景，使得背景更加稳定，检测概率更高，在完成原有算法的多车道检测基础上，本文算法实现快速实现车流量、车速的检测，具有更好的检测概率和更低的计算复杂度，
本文主要介绍了算法的预备工作，给出了算法的主要步骤和关键环节，利用实测数据对本文算法和已有算法进行了对比分析，最后对本文进行了小结，
1.车流量检测的预备
交通视频的相近帧之间蕴藏着大量的车辆运动信息，如图1所示，采用合适的方法将这些运动信息检测和提取出来，就能够达到提取场景内交通参数的目的，图2所示为车辆检测的基本过程，首先需要从视频中提取数字图像序列，对每一帧进行预处理、形态学处理，最后进行目标的检测，其中，对图像的预处理以及形态学处理方法是整个车辆检测算法的预备工作，
1.1图像预处理
实际采集到的交通流视频都会受到噪声等的影响，会使得车辆检测的准确率变差，所以，在进行检测车流量之前，需要对图像进行一系列预处理主要包括：灰度化、滤波、二值化等。
彩色图像的灰度化：彩色图像的数据量较大，为了减小运算量，提高后续算法的速度和应用实效，需要将彩色的交通流视频图像进行灰度化处理，本文算法采用工程中常用的加权平均法来对图像进行灰
图像滤波：在视频图片中，由于受到椒盐噪声影响，导致个别像素起伏较大，因此，还需要对其进行平滑滤波处理，为了实现快速车辆检测，本文算法采用较为经典的中值图像滤波，中值滤波的基本原理是利用一个滑动窗口，该滑动窗口依次滑过图像的所有像素点，对滑动窗口内对应的像素点的灰度值进行排序，这些像素点灰度值的中值，即为中值滤波后图像在该点的灰度值，计算公式为：
经过灰度化、图像滤波、二值化处理以后，所得到的是包含车辆信息的二值图像，其特点为背景变化较大的区域为1，较小的区域为0，也即有车辆通过时，在车辆覆盖的区域内为1，其他区域为0，然而，由于受到环境噪声、车辆色差等影响，导致得到的0、1区域与实际的情况存在偏差，需要对其进行进一步的形态学分割处理，
1.2形态学处理
由于车辆的某些部位与路面可能存在着灰度差别较小的情况，因此，二值化图像含有很多的空洞，这些空洞较大时，检测时会造成漏检的情况，当空洞大到使一辆车的图像破裂成不连通的两块甚至多块的情形时，又会造成多检的情况，此外，环境噪声，如树木的抖动，可能使得二值图像产生一些少量的l，严重时也可能造成车辆计数增加，为了去除空洞以及其他噪声的影响，还需要对二值图像进行进一步的形态学处理，
常用的形态学处理方法有腐蚀、膨胀、开运算、闭运算等，腐蚀算法可以用来消除图像上微小而无意义的物体，主要用于消除噪声，如图3所示（白色部分为l，黑色部分为0），其基本原理是用结构元素扫描图像中的每一个像素点，用结构元素与其覆盖的图像区域的像素点相与，若结果全为l，则图像中该像素点为1，否则为0，膨胀运算可以将目标图像边界向外扩张，从而弥合目标图像中存在的裂缝和空洞，主要用于处理二值图像中的空洞，如图4所示（白色部分为1，黑色部分为0），其基本原理是用结构元素扫描图像像素点，和图像像素点做“或”运算，若结果全为O，则图像该像素点为0，否则为1
实际应用中单独运用腐蚀或膨胀运算难以达到理想的效果，因而往往采用膨胀和腐蚀组合起来方法对图像进行形态学处理，先对图像进行膨胀运算，而后再进行腐蚀运算的过程称为闭运算，闭运算可以有效消除二值化图像中的空洞和裂缝，因此，本文算法的车流量检测系统中采用闭运算对二值图像进行形态学处理，以提高检测性能，
2.车辆检测算法
运动车辆的检测算法是基于视频的车辆检测系统的核心和关键，本文提出了基于检测线的背景差分方法，该方法通过划定检测线的方式，将所有的图像预处理、形态学处理、目标检测等全部集中在检测线上进行处理，与传统基于整个画面的检测方式相比，具有极低的复杂度和较高的检测概率，本文的车流量检测算法的流程图如图5所示，
首先读取视频，将其转化为灰度图像，读取事先设置好的检测线坐标上的图像数值，进行中值滤波、二值化处理、形态学处理，最后判定车辆，从而实现车流量检测和车速的监测。
2.1检测线的设置
划定检测线是本文算法的关键环节之一，在车道上设置一条与车道垂直的虚拟检测线，其作用类似于埋设于公路上的感应线圈，当视频图像中有车辆目标通过检测线时，检测线上的像素值就会发生变化，通过的物体越大，检测线上发生变化的像素点数目就会越多，设定一个阈值，通过统计发生变化像素点数目是否超过阈值来判断是否有车辆通过检测线，
虚拟检测线的长度以及具体的放置位置应该根据车辆行驶路线和道路的具体情况确定，如图6所示，其中第一条为车辆的进入检测线，第二条为车辆的离开检测线，检测线的具体原则有以下几点：
1）检测线应设置为与车道垂直；
2）宽度与车道宽度相同；
3）尽量避开树木等干扰物；
4）进入和离开检测线之间的宽度小于最小车距。
在上述检测线划定的基础上，为了提高检测率，本文算法将检测线进一步改进，将其划定为宽检测线，如图7所示，
具体方法为根据检测线穿过的像素网格，向上下进行扩展，按顺序将像素值保存在一维数组中，图7中，经扩展以后的线宽为3，
2.2目标的判别和速度的测量
对于目标的判别，可以利用二值化以后的数组，当检测线上的目标像素为1的点数大于某一阈值时，即认为检测线上有车辆目标经过，当目标先后通过进入线和离开线时，判定有目标，否则判定无车辆，显然，在判定过程中，阈值取得过大，则可能造成漏检；阈值取得过小，则会将行人、自行车、摩托车或其他干扰等判断为车辆，造成多检，阈值可以采用相对值，即相对于车道的宽度值，由于通常情况下，车辆占用车道的宽度比例相对较为固定，采用相对值，可以提高检测的正确率，
对于速度的测量，可以记录目标通过车道进入线的时间t1（从视频帧时间得到）和通过车道离开线的时间t2显然，车速的计算公式为：其中s表示进入线和离开线之间的实际距离，
2.3差分背景的建立与更新
差分背景的建立与维护是实现本文算法的另一个关键环节，背景差分的基本原理就是利用帧图像与背景图像之间的差值来判断图像中是否存在车辆以及车辆的运动信息，背景图像的选择对背景差分的效果有直接的影响，对于初始背景的建立，本文采用对前Ⅳ帧图像求平均的方法，获取初始背景图像：
提取背景后，就可以对视频图像进行差分运算处理，但是实际路面背景是随时间变化的，为了适应这种变化，算法中的背景图像也应该随着时间而更新，算法采用加权的背景更新的算法，更新策略为：
其中：Bk（i.j）表示第K帧之后的背景；fk（i.j）表示第K帧图像；a表示当前帧在背景更新中的加权系数，一般情况下，α可取值为O，1，显然，上述更新过程中，当有车辆通过时，不更新背景；当没有车辆通过时，对背景进行加权更新，利用上述方法获取背景图像后，即可获取差分图像
3.实验结果与分析
为了验证本文算法的可行性，利用实际的交通路口视频进行实验，对比本文算法与传统算法的准确率、复杂度等，
3，1评价标准
为了测试系统的实际检测准确率，将算法检测的车辆数和人工计数车辆数进行比较，用漏检率、虚警率、准确率这3个指标来评价系统的检测效果，其各自定义如下：
3，2检测概率对比分析
采用某路段同一监控点的白天和夜晚的交通流视频来对本文算法进行测试，实验结果如下表所示：
从表1和表2的检测结果中可以看出，本文的车流量检测算法的检测准确率在白天达到91.9%，夜间达到88.3%，与文相比，分别提高了3.6%和3.4%；与文相比，分别提高了2.4%和2.5%，其主要原因是本文采用了宽检测线方法，所有的检测都在线上进行，避免了整个图像背景噪声抖动对检测的影响，且所采用的去噪方法较好的抑制了噪声的干扰，
3.3计算复杂度对比分析
从计算量来说，若视频图片像素大小为N×M维的，则算法输入的数据量一般为N×M级别，而本文算法通过划定检测线，根据检测线划定的方向，所需要参与计算的数据量约为n×M，其中n为检测线的宽度，由于n《N，显然计算量较传统算法大为减少，
4.结论
快速无损检测论文 篇12
“瘦肉精”问题是畜产品安全的重要问题, 是百姓最为关注的问题, 也是社会的敏感话题, 它关系到养殖业的健康发展和社会的和谐稳定。近年来我国动物生产及宰前环节违法添加“瘦肉精”事件时有出现。各级政府高度重视此类事件, 为维护动物及动物产品安全, 各地动物卫生监督部门, 对出入境的牛、羊、猪, 尤其是屠宰环节的牛羊猪进行了全面监督检测, 一些大型企业对屠宰的生猪进行头头检测, 为控制“瘦肉精”的添加, 保障动物及动物产品安全做出了重大贡献。
现在我国“瘦肉精”日常监督检测基本上采取现场采集尿样, 快速试纸检测的方法, 经过了几年的检测和阳性确证, 我们发现使用快速检测试纸检测, 出现假阳性的较多, 给我们的工作带来了很多问题, 给当事人的生产及经济带来了很大损失。尤其是关于食品安全新的司法解释施行后, 一旦检测出阳性 (主要指假阳性) 动物, 会给后续的工作带来很多问题。为了减少现场快速检测中出现的假阳性情况, 我们对快速试纸检测法进行了反复研究、分析、试验, 结合产品说明, 归纳出几点注意事项, 可能对在瘦肉精检测工作中有所帮助, 仅供同仁参考。
1 试纸的选择
“瘦肉精”检测试纸质量差别较大。由于“瘦肉精”快速检测试纸中需使用金标抗体和硝酸纤维膜, 而金标抗体和硝酸纤维膜的产品质量差别较大, 有些小厂生产的瘦肉精检测试纸使用的金标抗体及硝酸纤维膜没有达到国际标准, 直接影响着试纸的质量, 检测中出现假阳性、假阴性、无效的比例较高, 因此应选择质量好的产品, 最好选择农业部指定的厂家生产的产品, 以保证检测的准确性和敏感性, 减少假阳性假阴性结果的出现。
2 尿样的采集
尿样的性状直接影响着试纸的检测结果。尿液中盐分过高、浑浊有絮状沉淀物、存在某些干扰物质都可导致假阳性假阴性结果出现。如高温天气长途运输就会导致尿中盐分过高, 不恰当的饲喂, 尿液中也可能出现絮状物或沉淀物。不适当的饲养环境或不当的采尿方法都会导致出现干扰物质。为保证检测结果, 一是合理选择采集尿样时间:屠宰环节检测, 采集尿样时间应在宰前停食静养6 h左右, 这样能减少动物运输、环境突变而导致的假阳性现象。监督部门抽检应在宰后膀胱中采集尿样。二是正确采集尿样。用专用的接尿工具采集尿样。膀胱采集尿样可使用一次性注射器, 接尿不得使用矿泉水瓶或饮料瓶等容器, 因为矿泉水瓶和饮料瓶内存有一些矿物质或兴奋剂类物质, 影响检测结果。三是对尿样进行离心, 离心后取上清液进行检测, 如果没有离心机最好将尿样静置10 min后再作检测。四是快速检测最好是现场操作, 如不能及时检测需送检, 要保证尿样在2~8℃冷藏保存, 保存时间不能超过48 h。如需长期保存, 最好与采集的肉和脏器一起冻存于-20℃的环境下, 且不能反复冻融。
监督部门屠宰环节瘦肉精抽检选择在宰后膀胱中采集尿样原因分析:前些年, 有的货主在生猪出售前给其注射沙丁胺醇类药物, 使生猪干渴, 大量喝水, 每头猪能喝5~10 kg, 增加生猪的重量。有的屠宰点, 为了增加猪肉的重量, 在被宰前注射含有大量沙丁胺醇药剂, 随后便灌水, 每头猪能灌水多达10 kg。同时在水中兑入苏丹红和明胶 (为了让溶液进入猪体内, 凝固在猪肉里和保持猪肉的颜色) 。这种注射剂会造成猪肌肉剧烈收缩, 从而使水分聚于肌肉, 猪会明显干渴, 保证注入的水进入肌肉。为了能有效查处和打击这种违法行为, 监督部门抽检检测选择了膀胱采集尿样的方法进行检测。同时可有效堵塞宰前检测的漏洞。
3 试纸的保存
检测试纸保存, 温度一般为4~30℃, 保存期一般12个月。很多地方将购买的试纸盒随意放在库里保存, 而东北地区全年气温在-25~30℃之间, 冬季气温可能低至-30℃, 而夏季气温有时可高达30℃以上, 对于那些通风不良的库房, 室内高温可能更高, 在极低或极高温度下, 检测试纸有可能失效, 因此要注意试纸的日常保存, 最好在4~20℃的环境下保存。对于保存温度在10℃以下的, 在检测前要对试纸进行回温处理, 对于现场检测环境温度低于10℃时, 在检测过程中要进行升温处理, 有温箱、电热板的用温箱、电热板, 没有条件的用热水杯或热毛巾对检测的试纸条进行升温。
4 试纸的使用
在使用试纸前, 要仔细查看有效期, 有无损坏、污染。在操作时切勿触摸试纸显示区, 打开试纸卡后最好在1 h内用完。试纸卡要平放在桌上。吸取样品液要缓慢滴加2~3滴在加样孔中, 不要补加, 如不出现结果可另做一次。加样后5 min内读取结果, 超过5 min结果无效。