多波長led螢光光譜的雲端中藥品質檢測系統及方法
2023-05-05 19:08:46
多波長led螢光光譜的雲端中藥品質檢測系統及方法
【專利摘要】本發明涉及一種多波長LED螢光光譜的雲端中藥品質檢測系統及方法。本發明由檢測終端，數據採集與控制系統，以及處理數據的雲伺服器三大部分組成。檢測終端採集中藥的螢光光譜信號，數據採集與控制系統對檢測過程進行控制，雲伺服器完成對中藥的主成分分析和品質因數分析，並生成中藥質量信息。本發明是基於螢光光譜的無損、準確檢測，成本低，檢測效率高。
【專利說明】多波長LED螢光光譜的雲端中藥品質檢測系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基於多波長發光二極體(Light Emitting Diode, LED)誘導突光光譜和雲端計算的檢測系統，可實現對不同中藥的品質檢測，屬光學傳感【技術領域】以及分析檢驗儀器【技術領域】。
【背景技術】
[0002]中藥是中國傳統中醫特有藥物，它按加工工藝可分為中成藥和中藥材，是中國勞動人民幾千年來與疾病鬥爭所積累的醫藥學智慧結晶。即使在西醫盛行的當代，中國的農村和城市居民依然對中藥有很大的依賴和需求。有數據顯示，我國有80%以上的城市居民自行購買過中成藥。另一方面，人們還試圖將中藥引入國際市場。
[0003]我國的中藥研究也已取得了一定的成果，中藥產業亟待進一步發展，但還存在一些問題。其中，藥材質量的鑑別和測試就是十分重要的一個方面。目前，人們主要依靠專家的評審，或者藉助一些尖端的儀器，來對中藥材或中藥產品的質量進行檢測。普通大眾則往往難以區分中藥的品種、真假和等級。這就限制了人們對中藥材的合理使用。因此，快速、有效地評估中藥種類和等級，以保證藥材質量可靠、用藥安全，是一個重要的課題。
[0004]近年來，人們已經提出了一些對中藥品質的檢測裝置和方法。如專利號為CN102621144A的顯微鑑別法，能對中藥雄黃粉末進行鑑別。又如專利CN101850070A採用色譜法對中藥唐草片進行質量檢測。還有學者提出傅立葉變換紅外光譜法進行中藥砂仁真偽的鑑別。但這些方法都存在缺陷，或者需要較為複雜的預處理過程，或者需要特定的較為昂貴的儀器。此外，這些方法只針對某一種特定的中藥進行檢測。
【發明內容】
[0005]本發明針對現有技術的不足，本發明提出了一種基於多波長LED誘導螢光和雲計算分析技術的中藥品質檢測方法和系統。
[0006]本發明採用的技術方案是:
[0007]多波長LED螢光光譜的雲端中藥品質檢測系統，由檢測終端，數據採集與控制系統，以及處理數據的雲伺服器三大部分組成。
[0008]所述的檢測終端包括多波長LED檢測探頭和濾光片輪；所述的多波長LED螢光檢測探頭，用於固定六個LED和一根大芯徑光纖，同時提供放置濾光片輪的空埠。所述的濾光片輪用於固定六個不同波段的濾光片，實現在濾光片間快速進行切換，與對應的LED配
合使用。
[0009]所述的數據採集與控制系統由微處理器，驅動電路，光譜探測器，顯示模塊和網絡傳輸埠組成；微處理器通過驅動電路控制六個LED的通斷和發光強度。由檢測終端收集的螢光信號通過光纖傳輸到光譜探測器，再經過微處理器的預處理後一方面由顯示模塊顯示，另一方面通過網絡傳輸埠傳輸到雲端伺服器。
[0010]所述的雲端伺服器包括雲端接口模塊、數據管理模塊、雲端檢測模塊。雲端接口模塊通過網絡獲取檢測終端得到的光譜信息，並保存到數據管理模塊中。雲端檢測模塊對光譜信息進行主成分分析和品質因數分析，並生成中藥質量信息。雲端接口模塊通過網絡將主成分和品質因數信息推送至檢測終端以顯示檢測結果。
[0011]利用上述系統進行中藥品質檢測方法，具體是:
[0012]步驟(1)LED選取:分別點亮單個LED，切換到相應的濾波片，觀察不同LED激發光下中藥樣本的光譜信號。
[0013]步驟(2)光譜採集:選擇能激發顯著螢光信號的幾個LED輪流點亮，採集中藥樣本300nm-lIOOnm的螢光光譜，以文件的形式存放並通過網絡傳送至雲端伺服器；
[0014]步驟(3)雲端檢測模塊進行主成分分析:對不同波長LED照射下的所有中藥樣本的螢光光譜數據進行主成分分析，將主成分按方差貢獻率由大到小排列，根據對累計貢獻率的要求，取前T個主成分；
[0015]步驟(4)雲端檢測模塊建立模型:採用留一法建立線性回歸模型:
[0016]
【權利要求】
1.多波長LED螢光光譜的雲端中藥品質檢測系統，由檢測終端，數據採集與控制系統，以及處理數據的雲伺服器三大部分組成，其特徵在於: 所述的檢測終端包括多波長LED檢測探頭和濾光片輪；所述的多波長LED螢光檢測探頭，用於固定六個LED和一根大芯徑光纖，同時提供放置濾光片輪的空埠 ；所述的濾光片輪用於固定六個不同波段的濾光片，實現在濾光片間快速進行切換，與對應的LED配合使用； 所述的數據採集與控制系統由微處理器，驅動電路，光譜探測器，顯示模塊和網絡傳輸埠組成；微處理器通過驅動電路控制六個LED的通斷和發光強度；由檢測終端收集的螢光信號通過光纖傳輸到光譜探測器，再經過微處理器的預處理後一方面由顯示模塊顯示，另一方面通過網絡傳輸埠傳輸到雲端伺服器； 所述的雲端伺服器包括雲端接口模塊、數據管理模塊、雲端檢測模塊；雲端接口模塊通過網絡獲取檢測終端得到的光譜信息，並保存到數據管理模塊中；雲端檢測模塊對光譜信息進行主成分分析和品質因數分析，並生成中藥質量信息；雲端接口模塊通過網絡將主成分和品質因數信息推送至檢測終端以顯示檢測結果。
2.利用上述系統進行中藥品質檢測方法，其特徵在於該方法具體是: 步驟(1)LED選取:分別點亮單個LED，切換到相應的濾波片，觀察不同LED激發光下中藥樣本的光譜信號； 步驟(2)光譜採集:選擇能激發顯著螢光信號的幾個LED輪流點亮，採集中藥樣本300nm-lIOOnm的螢光光譜，以文件的形式存放並通過網絡傳送至雲端伺服器； 步驟(3)雲端檢測模塊進行主成分分析:對不同波長LED照射下的所有中藥樣本的螢光光譜數據進行主成分分析，將主成分按方差貢獻率由大到小排列，根據對累計貢獻率的要求，取前T個主成分； 步驟(4)雲端檢測模塊建立模型:採用留一法建立線性回歸模型:
【文檔編號】G01N21/64GK103487422SQ201310463824
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月30日 優先權日:2013年9月30日
【發明者】何賽靈, 董泳江, 洪學智 申請人:何賽靈