基于色差法的牛奶细菌浓度测量装置的研究

论文摘要

近年来,我国牛奶类产业取得了很大的发展,目前牛奶类总产量已突破1000万吨大关,为国民健康、人民生活做出了重要贡献,但同时伴随着牛奶中毒事件在我国的时有发生。调查表明:造成牛奶中毒的主要原因是原料奶细菌浓度严重超标。因而要想控制好牛奶类产品的质量必须严格从源头上杜绝不合格的原料奶。然而目前我国传统的牛奶细菌浓度测量技术和设备,要么有的操作复杂、有的虽然操作简单,但是又存在测量周期长等缺点,这些传统的检测手段主要用于乳制品成品的质量测量,显然这些测量手段无法从源头上确保原料奶的品质安全。国外的一些先进的牛奶细菌浓度测量仪器虽然操作比较方便,测量速度比较快,但价格比较高、而且测量费用高。国内的大型乳品企业虽然拥有这些先进牛奶细菌检测仪器,但由于其检测费较高,也只能用于乳制品成品的质量检测而非原奶。鉴于这种现状,本文详细探讨了一种能够方便快速测量牛奶细菌浓度的测量仪器的研制。该测量系统的原理是不同细菌浓度的牛奶溶液中加入刃天青后的颜色不同,同时通过图像传感器获得加入化学药品刃天青(resazurin)前后牛奶溶液的颜色信息,利用数据拟合软件建立了牛奶细菌浓度与牛奶溶液颜色变化量之间的关系模型。实验表明本测量系统虽然不能给出比较满意的测量结果,但进一步研究可以使这一方法逐渐成熟。从而可以从源头上控制牛奶质量,减少各种问题牛奶的混入和牛奶中毒事件的发生。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外牛奶细菌浓度测量技术及仪器现状
• 1.2.1 直接计数法
• 1.2.2 需要培养基的方法
• 1.2.3 微生物的生长代谢测量法及仪器
• 1.3 本课题研究的意义
• 1.4 本课题主要研究内容
• 第2章 色差法用于测量牛奶细菌浓度的可行性分析
• 2.1 可行性分析
• 2.2 影响系统的因素及解决方案
• 2.3 牛奶细菌浓度关系模型的建立
• 2.3.1 建模分析
• 2.3.2 牛奶细菌浓度关系模型的选择
• 2.4 牛奶细菌浓度测量系统的设计方案
• 2.5 本章小结
• 第3章 牛奶细菌浓度测量系统的硬件电路设计
• 3.1 牛奶细菌浓度测量系统的构成
• 3.2 测量系统的照明模块
• 3.3 测量系统的图像采集模块
• 3.3.1 OV7620 的特点
• 3.3.2 EZ-USB FX2 的特点
• 3.3.3 CY7C68013 功能介绍
• 3.3.4 由CY7C68013 和OV7620 构成的图像采集模块
• 3.4 扩展存储器电路
• 3.5 USB 接口电路
• 3.6 测量系统的摄像装置
• 3.7 本章小结
• 第4章 牛奶细菌浓度测量系统软件设计
• 4.1 测量系统的固件程序设计
• 4.2 上位机驱动程序
• 4.3 上位机应用程序
• 4.3.1 应用程序界面说明
• 4.3.2 用户界面功能测试
• 4.4 本章小结
• 第5章 实验结果及分析
• 5.1 实验结果及分析
• 5.2 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢