摘 要:本文介绍了计算机视频数据采集技术在饲料工业数据采集中的应用设计与实现,重点阐述计算机视频数据采集技术在饲料工业数据查询中的设计思想和体系架构,并对其中涉及的若干关键技术进行了较为详细的介绍。
关键词:计算机视频;数据;采集;饲料工业
1 前 言
计算机视频数据采集技术是20 世纪60 年代兴起的一种新的数据采集分析技术。该技术最早用于玉米中水分、蛋白质的测定。20世纪80年代中后期,随着计算机技术的发展和化学计量学研究的深入,加之计算机视频数据采集仪器制造技术的日趋完善,计算机视频数据采集技术逐渐成为近年来发展最快的快速分析测试技术,并被广泛应用于各个领域,特别是在欧美及日本等发达国家。尽管该技术在饲料工业上的应用起步较晚,但它正在越来越被人们所重视。
2 计算机视频数据采集技术的特点
2.1 计算机视频数据采集技术的优点
①简单,无繁琐的前处理且不消耗样品;②快速;③光程的精确度要求不高;④所用视频材料便宜;⑤计算机视频数据采集技术穿透性高,可用透射模式直接分析固体样品;⑥高效,可同时完成多个样品不同化学指标的检测;⑦环保,检测过程无污染;⑧仪器的构造比较简单,易于维护;⑨应用广泛,可不断拓展检测范围。
2.2 计算机视频数据采集技术的缺点
①由于测定的是倍频及合频吸收,灵敏度差;②建模难度大,定标模型的适用范围、基础数据的准确性,即选择计量学方法的合理性,都将直接影响最终的分析结果。
3 计算机视频数据采集技术在饲料检测中的应用
3.1 常规成分的检测
最早由视频数据采集应用测定了谷物类原料中的粗蛋白质、水分和脂肪含量,其后利用该技术分析鉴定了饲草原料的品质。随着该技术的应用发展,又测定了豆类的氮含量,建立了良好的定标模型,都取得了良好的效果。
3.2 氨基酸的检测
氨基酸的测定在动物饲养、蛋白质代谢模型的研究以及生产实践中都有重要意义。目前,国际上测定了玉米中赖氨酸、精氨酸、苏氨酸等的定标,相关系数在0.84~0.97。相关研究表明,利用计算机视频数据采集技术测定饲料原料氨基酸含量,具有快速、准确、成本低的特点。饲料厂可以利用该技术对主要饲料原料氨基酸含量进行在线监测,调整配方和采购策略,降低生产成本,提高产品质量。
3.3 矿物质和维生素的检测
计算机视频数据采集技术是通过其与有机物质结构的联系,检测饲草中的矿物质含量,但其应用在微量矿物质的检测还是一项新兴技术,直到2000年国际上首次对大豆进行了Na、S、Cu、Fe、Mn、Zn和B的测定,每千克干物质中定标相关系数和变异系数标准差Na和S分别为0.83(0.8)、0.86(2.5),每千克干物质B、Zn、Mn、Cu和Fe分别为0.80(4.4)、0.80(10.6)、0.78(22.9)、0.76(0.83)、0.57(25.7),S、Na和B的预测标准差分别为5.5、1.2和4.2,达到了满意的结果。证明视频数据采集技术是一种有应用价值的监测手段。
3.4 饲料品质的评价
计算机视频数据采集技术在评定植物、草料和饲料的品质及预测饲粮的质量方面,已作为一种快速且行之有效的办法,提供给家畜营养学家、研究员、农业顾问、饲料原料咨询者等。通过分析饲料组织结构的直接方法和从动物排泄物中预测饲粮品质的间接方法,可以检测饲料中的主要指标,例如粗蛋白质、消化率、酸性纤维、中型纤维、单宁酸、矿物质等,从而综合评价饲料的营养价值。
目前,国外科学家已经把检测重点和难点从单一原料、饲草饲料、青贮饲料转移到混合饲料品质的检测,通过不断丰富检测样品的种属分类,扩充不同生长阶段和地域的样品,及样品的收获期和水分含量,取得不同模型的定标方程,建立了完善的模型数据库。
4 计算机视频数据采集技术应用前景与存在问题
饲料工业需快速而准确地获得与饲料营养价值有关的数据,可根据其营养价值对一种饲料原料的合理价格进行谈判,在满足动物营养需要的情况下获得最低成本配方。计算机视频数据采集技术具有快速、简便的优点,随着各种技术、理论及方法的不断发展,其应用领域也越来越广。在饲料分析方面,不仅能用于饲料常量成分分析,也能用于微量成分、有毒有害成分的检测, 检测预混添加剂和预混料中的微量成分和含量,及评价饲料的营养价值。除此以外,饲料厂可以利用计算机视频数据采集技术进行在线监测,调整配方和采购策略,降低生产成本,提高产品质量。因此,计算机视频数据采集技术有着广阔的应用前景。
5 结束语
当然计算机视频数据采集技术在应用中也受到诸多因素的影响,如定标样品的选择、制备、精确的化学分析、近红外仪器操作技术、计算机及其配套软件等,尤其是其准确性不能比它所依赖的化学分析法更好,所以在推广应用该技术时,必须使用准确、精确的化学分析值及适当的定标操作技术,即计算机视频数据采集技术必须实行系统的标准化操作。同时,许多饲料厂还没有能力购买计算机视频数据采集分析仪器,有些饲料厂虽然拥有自己的计算机视频数据采集分析仪器,却没有能力建立可靠的定标方程,在一定程度上也限制了计算机视频数据采集技术的推广。
(参考文献略)