基於螢光分析的製成品化學殘留檢測裝置和檢測方法與流程

2023-12-12 14:09:22

本發明屬於檢測裝置，特別涉及一種用於皮具或者包袋等成品的表面的化學殘留進行定性分析的化學殘留檢測裝置和檢測方法。

背景技術：

現有技術中對縫線的材質檢測也通過液相或者氣相色譜儀進行檢測，加工完整的皮具或者包袋進行縫線的材質檢測時，肯定無法將整個皮具或者包袋進行，必然需要從皮具或者包袋上截取試樣，此為一個破壞性的操作，就算最後檢測的質量是合格的，也會對皮具或者包袋的價值產生很大的影響。

進一步的，現有的檢測方法對樣品的製備也有很高的要求，從成品上取樣到檢測完成需要的過程過多，且要求高，造成了檢測效率比較低下。

技術實現要素：

針對上述技術問題，本發明設計了適用於皮具或者包袋等成品的後續檢測，定性判定其表面特定的化學殘留的檢測裝置和檢測方法。

本發明的技術方案如下：

基於螢光分析的製成品化學殘留檢測裝置，其包括光源殼體和主殼體，其特徵在於：所述的光源殼體的軸線上設置有鏡頭組件，環繞鏡頭組件的光源殼體內設置有多波段光源板，鏡頭組件的末端與主殼體連接，位於鏡頭組件後端的主殼體內設置有COMS傳感器組件，在COMS傳感器組件和鏡頭組件之間還設置有電控濾鏡組件，主殼體內還設置有對COMS傳感器組件數據進行處理的ISP處理板，所述的主殼體內還設置有對各個組件進行控制的信號處理模塊，所述的多波段光源板包括承載板，承載板的表面均布設置有多個光源單元，所述的光源單元由白光LED、紅外線LED和紫外線LED構成。

所述的白光LED的兩側均設置有紅外線LED和紫外線LED，紅外線LED和紫外線LED間隔設置。

所述的光源殼體上設置有對多波段光源板進行保護的透明保護片。

所述的信號處理模塊包括基於FPGA的信號處理單元，信號處理單元連接有鏡頭驅動模塊，鏡頭驅動模塊用於控制鏡頭組件工作，所述信號處理單元連接有光源驅動模塊，光源驅動模塊控制多波段光源板進行光源之間的切換，信號處理單元還連接有濾鏡控制模塊，濾鏡控制模塊用於控制電控濾鏡組件隨著光源的切換進行工作。

所述的信號處理單元上還連接有觸控螢幕模塊。

所述的信號處理單元具有外部連接接口。

基於螢光分析的製成品化學殘留的檢測方法，其特徵在於：包括以下步驟：

步驟1：多波段光源板工作，開啟白光LED，且電控濾鏡組件的可見光截止無效，鏡頭組件和COMS傳感器組件工作，獲得被測樣品的彩色全景圖，信號處理模塊通過彩色全景圖計算樣品的輪廓線；

步驟2：多波段光源板工作，關閉白光LED和紫外線LED，開啟紅外線LED，且電控濾鏡組件的紫外和紅外濾光片無效，可見光截止有效，鏡頭組件和COMS傳感器組件工作，獲得樣品的紅外灰度圖；信號處理模塊通過紅外灰度圖計算樣品的輪廓線；並將步驟1計算得到的樣品的輪廓線與步驟2計算得到的樣品輪廓線進行擬合，同時進行背景分離，得到樣品的線型圖；

步驟3：多波段光源板工作，關閉白光LED，開啟紫外線LED和紅外線LED，且順序發出波長為210納米、365納米和395納米的紫外線以及紅外線，同時電控濾鏡組件的可見光截止無效，紫外和紅外截止有效，鏡頭組件和COMS傳感器組件工作，獲得被測樣品的紫外螢光圖和紅外分布圖，並對螢光的色彩和分布進行BDS分析以及紅外分布分析；

步驟4：將步驟2得到的縫線線形圖和位置信息與步驟3得到的螢光的色彩和分布信息以及紅外分布圖進行擬合，分別計算得到樣品表面的螢光以及紅外分布數據模芯，並與參考模型進行對比，輸出檢測結果。

綜上所述，本發明具有以下有益效果：

本發明設計了一種一體化的基於螢光分析的製成品化學殘留的檢測裝置，整個檢測裝置採用硬體嵌入式系統，無需外接PC或者其他數據處理設備，可以單獨工作，便於實現檢測裝置的小型化和手持化；另外，本發明的光源、濾鏡和COMS傳感器組件同步動作，獲得各個波段下的完整圖像，信號處理單元根據圖像對製成品表面的化學殘留進行定性的判定，無需從製成品上進行取樣，克服了現有技術中採用液相或者氣相色譜儀進行分析時，需要破壞性從製成品上取樣的缺陷，也克服了現有技術中從樣品的製備到檢測需要過程多，要求高，效率低的問題，實現了化學殘留分析的快速化。

附圖說明

圖1為基於螢光分析的製成品化學殘留檢測裝置的正視示意圖；

圖2為基於螢光分析的製成品化學殘留檢測裝置的剖視示意圖；

圖3為信號處理單元的構成示意圖；

圖4為基於螢光分析的製成品化學殘留的檢測方法的流程圖；

圖中1為透明保護片，2為鏡頭組件，3為多波段光源板，31為紫外線LED，32為紅外線LED，33為白光LED，34為承載板，4為光源殼體，5為主殼體，6為電控濾鏡組件，7為COMS傳感器組件，8為ISP處理板，9為信號處理模塊，112為鏡頭驅動模塊，114為濾鏡控制模塊。115為光源驅動模塊，116為信號處理單元，117為觸控螢幕模塊，118為外部連接接口。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明進一步說明。

如圖1至圖3所示，基於螢光分析的製成品化學殘留檢測裝置，其包括光源殼體4和主殼體5，：所述的光源殼體4的軸線上設置有鏡頭組件2，環繞鏡頭組件2的光源殼體4內設置有多波段光源板3，鏡頭組件2的末端與主殼體5 連接，位於鏡頭組件2後端的主殼體內設置有COMS傳感器組件7，亦可以是CCD傳感器組件，在COMS傳感器組件7和鏡頭組件2之間還設置有電控濾鏡組件6，主殼體5內還設置有對COMS傳感器組件數據進行處理的ISP處理板8，所述的主殼體5內還設置有對各個組件進行控制的信號處理模塊9，所述的多波段光源板3包括承載板34，承載板34的表面均布設置有多個光源單元，所述的光源單元由白光LED33、紅外線LED31和紫外線LED32構成。

本發明設計了一種一體化的基於螢光分析的製成品化學殘留的檢測裝置，整個檢測裝置採用硬體嵌入式系統，無需外接PC或者其他數據處理設備，可以單獨工作，便於實現檢測裝置的小型化和手持化；另外，本發明的光源、濾鏡和COMS傳感器組件同步動作，獲得各個波段下的完整圖像，信號處理單元根據圖像對製成品表面的化學殘留進行定性的判定，無需從製成品上進行取樣，克服了現有技術中採用液相或者氣相色譜儀進行分析時，需要破壞性從製成品上取樣的缺陷。

所述的白光LED33的兩側均設置有紅外線LED31和紫外線LED32，紅外線LED31和紫外線LED32間隔設置，此處對白光LED、紅外線LED以及紫外線LED的位置進行限定，保證了光照的均勻性，鏡頭組件和COMS傳感器組件能夠獲得更為準確和清晰的圖像。

所述的光源殼體4上設置有對多波段光源板進行保護的透明保護片1，透明保護片對多波段光源板進行保護，避免多波段光源板在使用過程中出現損傷的問題。

所述的信號處理模塊9包括基於FPGA的信號處理單元116，信號處理單元116連接有鏡頭驅動模塊112，鏡頭驅動模塊112用於控制鏡頭組件工作，所述信號處理單元116連接有光源驅動模塊115，光源驅動模塊115控制多波段光源板進行光源之間的切換，信號處理單元116還連接有濾鏡控制模塊114，濾鏡控制模塊114用於控制電控濾鏡組件隨著光源的切換進行工作，所述的信號處理單元116與ISP處理板8連接，控制COMS傳感器組件的成像。

所述的信號處理單元116上還連接有觸控螢幕模塊117，設置的觸控螢幕模塊便於用戶與信號處理單元之間進行交互操作，

所述的信號處理單元116具有外部連接接口118，所述的外部連接接口為常用的USB接口，便於信號處理單元與外部設備連接，以及相關結果的輸出。

基於螢光分析的製成品化學殘留的檢測方法，包括以下步驟：

步驟1：多波段光源板工作，開啟白光LED，且電控濾鏡組件的可見光截止無效，鏡頭組件和COMS傳感器組件工作，獲得被測樣品的彩色全景圖，信號處理模塊通過彩色全景圖計算樣品的輪廓線；

步驟2：多波段光源板工作，關閉白光LED和紫外線LED，開啟紅外線LED，且電控濾鏡組件的紫外和紅外濾光片無效，可見光截止有效，鏡頭組件和COMS傳感器組件工作，獲得樣品的紅外灰度圖；信號處理模塊通過紅外灰度圖計算樣品的輪廓線；並將步驟1計算得到的樣品的輪廓線與步驟2計算得到的樣品輪廓線進行擬合，同時進行背景分離，得到樣品的線型圖；

步驟3：多波段光源板工作，關閉白光LED，開啟紫外線LED和紅外線LED，且順序發出波長為210納米、365納米和395納米的紫外線以及紅外線，同時電控濾鏡組件的可見光截止無效，紫外和紅外截止有效，鏡頭組件和COMS傳感器組件工作，獲得被測樣品的紫外螢光圖和紅外分布圖，並對螢光的色彩和分布進行BDS分析以及紅外分布分析；

步驟4：將步驟2得到的縫線線形圖和位置信息與步驟3得到的螢光的色彩和分布信息以及紅外分布圖進行擬合，分別計算得到樣品表面的螢光以及紅外分布數據模芯，並與參考模型進行對比，輸出檢測結果。

綜上所述，本發明具有以下有益效果：

本發明設計了一種一體化的基於螢光分析的製成品化學殘留的檢測裝置，整個檢測裝置採用硬體嵌入式系統，無需外接PC或者其他數據處理設備，可以單獨工作，便於實現檢測裝置的小型化和手持化；另外，本發明的光源、濾鏡和COMS傳感器組件同步動作，獲得各個波段下的完整圖像，信號處理單元根據圖像對製成品表面的化學殘留進行定性的判定，無需從製成品上進行取樣，克服了現有技術中採用液相或者氣相色譜儀進行分析時，需要破壞性從製成品上取樣的缺陷，也克服了現有技術中從樣品的製備到檢測需要過程多，要求高，效率低的問題，實現了化學殘留分析的快速化。