基于CMOS数字色彩传感器的油脂颜色检测技术研究

2010-10-18

                                           基于CMOS数字色彩传感器的油脂颜色检测技术研究

       油脂是食品工业的重要原料，而颜色是油脂质量的重要指标之一。目前，油脂颜色检测方法主要有罗维朋比色计法、分光光度计法、计算机图像处理法等。罗维朋比色计法是目前国际上通行的油脂颜色检测方法，也是我国国家标准规定的方法，该方法由于采用人工读数，精度较低，故需要有经验的检测人员才能得到较好的可靠性和重现性，并且检测人员才能得到较好的可靠性和重现性，并且检测周期长，工作效率低；分光光度计是基于光谱分析原理，测量精度较高，但体积较大，价格昂贵，多用于实验室检测，难以工业现场推广普及；近年发展起来的计算机图像处理方法是一种客观的检测方法，重复性和重现性均较好，且人机交互方便，但其基于PC机，依赖windows操作系统，长期工作可靠性较低，成本高，不适用连续工作的油脂加工现场。
      作者研究探讨一种新的油脂颜色检测方法：将嵌入式微控制器和新型高集成度颜色传感器有效结合，研制了一种油脂颜色的实验检测装置。利用PIC18F452的I2C(Inter-Integrated-Circuit)串行通行模块与带有二线串行接口的CMOS数字色彩传感器ADJD-S313-QR999交换数据，采集油脂颜色信号，然后进行信号运算和处理，该检测装置电路结构简单可靠，测量结果客观准确，而且传感器体积小，工作的工业现场的油脂颜色显示，还可用于低功耗便携式颜色检测仪器。
      检测电路的设计
      ADJD-S313-QR999（以下检测ADJD-S313）是AVago Technologies公司（原美国HP公司）2006年推出的业内首款CMOS数字色彩传感器，它具有标准两线串行接口和内部集成的模数转换器（ADC）可直接与微控制器连接而无需附加元器件，简化了与外围设备的接口电路。ADjD-S313色彩传感器的基础结构由光电二极管阵列、集成RGB滤波器、逻辑控制电路和一个支持数字通信的ADC及增益选择器组成，均匀的RGB滤波器与光电二极管阵列能使由于光学未校准和粗糙表面所引起的光梯度效应小化。
      ADJD-S313采用2.6V低电压供电，其睡眠模式特性，可使传感器功耗降低，测量范围较宽，只需调整增益，即可适应不同的光强，集成的ADC有助与降低因模拟信号预处理产生的噪声。
      ADJD-s313传感器的优良特性，可简化油脂；CMOS数字色彩传感器ADJD-S313-QR999直接输出数字量,通过二线串行接口I2C可直接与微控制器通信,尺寸小,功耗低.以PIC18F452微控制器为核心,将该传感器用于油脂颜色的检测,设计了前端检测电路和通讯测量软件.经实验测试,RGB检测结果稳定,具有良好的精度.

关键词：颜色检测仪器、比色计、分光光度计、光谱分析原理