此(ci)外(wai)，全(quan)球(qiu)化(hua)和(he)國(guo)際(ji)貿(mao)易(yi)的(de)增(zeng)長(chang)正(zheng)在(zai)從(cong)根(gen)本(ben)上(shang)改(gai)變(bian)食(shi)品(pin)行(xing)業(ye)。隨(sui)著(zhe)食(shi)品(pin)生(sheng)產(chan)跨(kua)越(yue)國(guo)界(jie)
，供(gong)應(ying)鏈(lian)變(bian)得(de)越(yue)來(lai)越(yue)複(fu)雜(za)且(qie)難(nan)以(yi)追(zhui)蹤(zong)。這(zhe)種(zhong)轉(zhuan)變(bian)導(dao)致(zhi)政(zheng)府(fu)對(dui)食(shi)品(pin)安(an)全(quan)、健康和可追溯性製定了更嚴格的法規。

 

所(suo)幸(xing)，隨(sui)著(zhe)近(jin)年(nian)來(lai)成(cheng)像(xiang)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan)
，食(shi)品(pin)加(jia)工(gong)業(ye)現(xian)在(zai)投(tou)資(zi)確(que)保(bao)食(shi)品(pin)安(an)全(quan)和(he)質(zhi)量(liang)的(de)新(xin)技(ji)術(shu)具(ju)有(you)更(geng)大(da)的(de)成(cheng)本(ben)效(xiao)益(yi)。過(guo)去(qu)，食(shi)品(pin)檢(jian)驗(yan)需(xu)要(yao)經(jing)過(guo)培(pei)訓(xun)的(de)人(ren)工(gong)檢(jian)驗(yan)員(yuan)進(jin)行(xing)目(mu)視(shi)篩(shai)選(xuan)。這(zhe)些(xie)訓(xun)練(lian)有(you)素(su)的(de)檢(jian)測(ce)員(yuan)掃(sao)描(miao)傳(chuan)送(song)帶(dai)以(yi)識(shi)別(bie)有(you)缺(que)陷(xian)的(de)產(chan)品(pin)
，並(bing)將(jiang)它(ta)們(men)剔(ti)除(chu)——由於人眼的限製

、人因失誤和人員疲勞，整個過程相對緩慢和低效。當今的一些視覺係統不僅可以更快、更準確地檢測，還可以“看到”產品表麵以下，從而發現人眼看不到的、隱藏的化學缺陷。因此，自動食品分揀係統提供了一種更有效的解決方案
，因為它們能夠更快、更準確地過濾掉不符合質量標準的缺陷產品。

 

食品分揀係統的類型和構成

 

chengxiangxitong，yichengweiguangxuefenjianji，yichengweishipinjiancedeshouxuanjiejuefangan。zheshiyinweitamenkeyiduishipinjinxingwusunjiancebingbaochirenleishijiaogenbenwufazuodaodekeguanxing。guangxueshipinfenjianxitonghainenggouzuidaxiandudijianshaolangfeihelaodonglichengben。shipinfenjianxitongtongchangfenweiziyouluotixitong
、傳chuan送song帶dai係xi統tong和he通tong道dao係xi統tong。自zi由you落luo體ti係xi統tong特te別bie適shi用yong於yu分fen揀jian種zhong子zi和he穀gu物wu
，傳chuan送song帶dai係xi統tong主zhu要yao用yong於yu分fen揀jian鹹xian菜cai和he水shui果guo幹gan，而er通tong道dao係xi統tong主zhu要yao用yong於yu分fen揀jian新xin鮮xian農nong產chan品pin。無wu論lun被bei檢jian測ce的de食shi品pin是shi什shen麼me，大da多duo數shu食shi品pin分fen揀jian係xi統tong都dou由you四si個ge主zhu要yao部bu分fen組zu成cheng。第di一yi個ge部bu分fen是shi進jin料liao係xi統tong。進jin料liao係xi統tong有you助zhu於yu將jiang產chan品pin均jun勻yun地di鋪pu在zai傳chuan送song帶dai、通道或自由落體滑槽上。然後，光學係統（可以由彩色（可見光）、高光譜或 X 射線成像係統組成）被bei放fang置zhi在zai被bei檢jian測ce產chan品pin的de上shang方fang或huo下xia方fang等deng關guan鍵jian位wei置zhi。它ta掃sao描miao通tong過guo滑hua槽cao或huo沿yan傳chuan送song帶dai上shang移yi動dong的de產chan品pin以yi檢jian測ce它ta們men是shi否fou存cun在zai缺que陷xian。第di三san個ge部bu分fen是shi圖tu像xiang處chu理li軟ruan件jian，它ta將jiang傳chuan送song帶dai

、通道或斜槽上的物體與用戶定義的合格閾值進行比較，從而對移動物體進行分級。

 

這些閾值可能基於光譜
、大小、形xing狀zhuang或huo其qi他ta取qu決jue於yu食shi物wu類lei型xing的de具ju體ti因yin素su。最zui後hou一yi個ge部bu分fen是shi分fen離li係xi統tong，它ta可ke以yi采cai用yong小xiao型xing產chan品pin使shi用yong壓ya縮suo空kong氣qi或huo較jiao大da產chan品pin使shi用yong機ji械xie設she備bei的de形xing式shi
，精jing確que定ding位wei缺que陷xian和he偏pian差cha，或huo將jiang缺que陷xian產chan品pin轉zhuan送song至zhi廢fei品pin堆dui。

 

 

典型的異物和食品缺陷

 

缺陷通常分為兩類：可見缺陷和不可見缺陷。可見缺陷是人眼很容易發現的缺陷。例如：變色、瑕疵、破損或開裂的物體，以及不能滿足特定長度
、寬度、直徑或麵積的物體。不可見缺陷是人眼無法輕鬆地檢測到的缺陷，這可能包括較軟、發黴或腐爛的食物或異物（如可以進入食品內部的蠕蟲、蝸牛或小塑料、金屬和玻璃等）。通常
，彩色成像係統用於發現可見缺陷，而高光譜成像能夠同時發現可見和不可見的缺陷。

 

彩色成像係統

 

彩cai色se分fen揀jian是shi當dang今jin使shi用yong的de主zhu要yao技ji術shu。當dang前qian的de食shi品pin檢jian測ce係xi統tong使shi用yong彩cai色se成cheng像xiang來lai檢jian測ce傳chuan送song帶dai上shang移yi動dong的de產chan品pin的de缺que陷xian。這zhe些xie成cheng像xiang係xi統tong基ji本ben上shang可ke以yi看kan到dao人ren眼yan也ye能neng發fa現xian的de缺que陷xian，但dan可ke以yi更geng快kuai、gengkeguandiwancheng，congerzuidaxianduditigaochanchuliang。tongguojiangshipindeyanseyumouxieyudingdeyansebiaozhunjinxingbijiao，zhexiechengxiangxitongkeyiyouxiaodiduishipinjinxingfenleihefenji。caisechengxiangxitongtongchangnenggoujiancexiacihuoyushangdengquexian

，yijijianguo
、蔬菜、水果、肉類和海鮮的成熟度或新鮮度。這些成像係統還能夠識別異物（例如可能在大量農產品中存在的塑料和木頭碎片）。

 

目前用於食品檢測的彩色成像係統中使用的一些技術是三片式相機和三線相機。三片式相機使用三個獨立的電荷耦合元件 (CCD) 或 CMOS 傳感器
，每個傳感器分別接收紅色、綠色或藍色 (RGB)。當光線進入鏡頭時，基於棱鏡的分束器將光線分成三個不同的波段。然後使用三個 CCD 或 CMOS 生成的輸出重新構建最終的彩色圖像。該技術可生成具有完整物理分辨率的高質量彩色圖像。

 

像 Teledyne DALSAPiranha4 RGB彩色 相機的三線相機，每個傳感器配備分別對紅色、綠lv色se和he藍lan色se都dou有you靈ling敏min響xiang應ying的de三san條tiao線xian。三san個ge陣zhen列lie同tong時shi捕bu獲huo三san種zhong不bu同tong的de顏yan色se，但dan在zai物wu體ti從cong滑hua道dao上shang掉diao下xia來lai或huo經jing過guo傳chuan送song帶dai時shi，位wei置zhi略lve有you不bu同tong。為wei了le形xing成cheng完wan整zheng的de圖tu像xiang，相xiang機ji必bi須xu通tong過guo緩huan衝chong第di一yi個ge和he第di二er個ge陣zhen列lie以yi匹pi配pei第di三san個ge陣zhen列lie來lai補bu償chang空kong間jian分fen離li（也稱為空間校正）。

 

食品分揀的主要要求是低成本。Teledyne DALSA 正在設計一種新的、低成本的 CMOS 顏色傳感器，非常適合用於分揀。

 

高光譜和多光譜成像係統

 

高光譜和多光譜成像使用更多的波段，而不僅僅是 RGB 顏(yan)色(se)。與(yu)將(jiang)光(guang)分(fen)成(cheng)三(san)個(ge)陣(zhen)列(lie)的(de)三(san)線(xian)相(xiang)機(ji)不(bu)同(tong)
，高(gao)光(guang)譜(pu)成(cheng)像(xiang)傳(chuan)感(gan)器(qi)在(zai)電(dian)磁(ci)波(bo)譜(pu)中(zhong)數(shu)百(bai)個(ge)密(mi)集(ji)的(de)窄(zhai)帶(dai)內(nei)收(shou)集(ji)數(shu)據(ju)。一(yi)旦(dan)收(shou)集(ji)到(dao)這(zhe)些(xie)圖(tu)像(xiang)，它(ta)們(men)就(jiu)會(hui)被(bei)組(zu)合(he)起(qi)來(lai)形(xing)成(cheng)一(yi)個(ge)可(ke)以(yi)進(jin)行(xing)分(fen)析(xi)的(de)圖(tu)像(xiang)立(li)方(fang)體(ti)。

 

gaoguangpuchengxiangtebieshiyongyushipinjiance
，yinweitanenggouwusunjiancehequedingchanpindehuaxuehewulichengfen。zaishipinxingyezhong，chanpinbiaomianheneibudoukenengcunzaiquexian，yinciyongyouyigekeyijiancenei、外部缺陷的係統非常有用。不同的有機物質根據其成分吸收電磁波譜中不同波長的光。這使每種物質都具有特定的
、可被識別的“指紋”。用(yong)戶(hu)可(ke)以(yi)在(zai)檢(jian)測(ce)前(qian)指(zhi)定(ding)接(jie)受(shou)或(huo)拒(ju)絕(jue)的(de)閾(yu)值(zhi)，然(ran)後(hou)，高(gao)光(guang)譜(pu)成(cheng)像(xiang)分(fen)揀(jian)機(ji)能(neng)夠(gou)使(shi)用(yong)這(zhe)些(xie)指(zhi)紋(wen)根(gen)據(ju)產(chan)品(pin)的(de)化(hua)學(xue)成(cheng)分(fen)進(jin)行(xing)產(chan)品(pin)分(fen)揀(jian)
，這(zhe)一(yi)技(ji)能(neng)非(fei)常(chang)適(shi)用(yong)於(yu)分(fen)揀(jian)無(wu)法(fa)簡(jian)單(dan)地(di)根(gen)據(ju)RGB 顏色或形狀等物理特征進行分類的物品。此外

，使用傳統成像方法無法輕鬆識別某些汙染物（如塑料碎片、木頭和黴菌）。最後，高光譜成像有助於檢測農產品中的密度差異和葉綠素水平、被bei黃huang曲qu黴mei毒du素su等deng毒du素su汙wu染ran的de農nong產chan品pin，並bing且qie有you助zhu於yu根gen據ju含han水shui量liang分fen揀jian農nong產chan品pin。由you於yu所suo有you這zhe些xie對dui人ren眼yan來lai說shuo都dou是shi不bu可ke見jian的de，因yin此ci高gao光guang譜pu成cheng像xiang是shi食shi品pin行xing業ye中zhong的de絕jue佳jia檢jian測ce係xi統tong。

 

然ran而er，高gao光guang譜pu成cheng像xiang在zai數shu據ju處chu理li能neng力li和he成cheng本ben方fang麵mian仍reng麵mian臨lin挑tiao戰zhan。這zhe種zhong方fang法fa需xu要yao實shi時shi處chu理li大da量liang數shu據ju
，而er這zhe可ke能neng會hui受shou到dao計ji算suan能neng力li的de限xian製zhi。這zhe就jiu是shi多duo光guang譜pu成cheng像xiang係xi統tong（例如 Teledyne DALSA 的 Piranha 4 Multispectral 2k RGB+NIR 相機）使用較少波段並已成功應用於食品分揀的原因。

 

在新的 CMOS 傳感器係列中
，Teledyne DALSA 還計劃在分揀應用中采用低成本的 RGB+NIR 多光譜傳感器。

 

X 射線檢測係統

 

X 射線長期以來一直用於醫療
，但也越來越多地用於食品加工行業。X 射線是一種不可見的電磁輻射。X 射線波長短、能量高
，可以穿透大多數食品
，是一種理想的無損食品檢測方法。當 X 射線進入食物時，它會失去一些電磁能
，當它離開食品時，檢測係統中的傳感器隨後能夠將 X 射線轉換為顯示食品內部的灰度圖像。食品中的密集汙染物在灰度圖像上顯得更暗，便於識別。

 

X 射線係統在食品檢測過程中應用於許多場合，例如檢測嬰兒食品中的金屬等異物以及檢測產品密封和包裝。X 射線係統還廣泛用於檢測幹果

、堅果和海鮮。先進的 X 射線係統可以同時執行在線質量檢測、測量產品質量
、產品計數、識別丟失或損壞的產品以及監控料位。X 射線的所有這些特性使其成為極具成本效益且高效的食品檢測係統。

 

雖然許多消費者擔心他們的食物會受到輻射，但值得注意的是
，當食物接受X射線係統檢測時，它們在 X 射線束中的時間通常不會超過一秒，因此受到的輻射幾乎無害且劑量極低。還有人擔心 X 射線係統操作員會暴露在大量輻射中。但已有研究表明，在正常情況下，X 射線係統的操作員所接受的輻射比一年內來自自然環境的輻射要少
，這使其成為一種相對安全的檢測方法。

 

檢測係統符合法規，滿足客戶期望

 

隨sui著zhe食shi品pin和he飲yin料liao行xing業ye繼ji續xu麵mian臨lin提ti供gong更geng高gao質zhi量liang和he更geng安an全quan產chan品pin的de壓ya力li
，生sheng產chan商shang需xu要yao采cai用yong改gai進jin的de檢jian測ce和he分fen揀jian係xi統tong以yi滿man足zu這zhe些xie標biao準zhun。此ci外wai
，麵mian臨lin產chan品pin召zhao回hui帶dai來lai的de品pin牌pai形xing象xiang受shou損sun的de風feng險xian是shi食shi品pin生sheng產chan商shang尋xun求qiu更geng可ke靠kao的de檢jian測ce係xi統tong的de另ling一yi個ge原yuan因yin，這zhe些xie係xi統tong可ke以yi保bao證zheng檢jian測ce產chan品pin缺que陷xian時shi充chong足zu的de質zhi量liang保bao證zheng和he信xin心xin。考kao慮lv到dao所suo有you這zhe些xie因yin素su，先xian進jin成cheng像xiang技ji術shu將jiang越yue來lai越yue多duo地di在zai食shi品pin檢jian驗yan中zhong使shi用yong
，因yin為wei這zhe些xie係xi統tong使shi生sheng產chan商shang能neng夠gou遵zun守shou日ri益yi嚴yan格ge的de政zheng府fu法fa規gui和he消xiao費fei者zhe日ri益yi增zeng長chang的de期qi望wang。食shi品pin分fen揀jian的de關guan鍵jian要yao求qiu之zhi一yi是shi係xi統tong成cheng本ben。Teledyne DALSA 目前正在與市場上的主要客戶合作，設計全新的 CMOS 傳感器係列，以滿足行業對性能、體積和成本的要求。隨著技術的不斷發展，請繼續關注食品檢測的新進展。

 

（來源：Teledyne DALSA ，作者：銷售兼應用支持經理 Glen Ahearn 撰寫）