用於檢測水果表面農藥殘留的旋轉定位裝置及檢測系統的製作方法
2023-10-21 03:41:02
專利名稱：用於檢測水果表面農藥殘留的旋轉定位裝置及檢測系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及農藥檢測技術領域，特別涉及一種用於檢測水果表面農藥殘留的旋轉定位裝置及檢測系統。
背景技術：
農藥一般是指用於防止危害農作物及農副產品的病蟲害、雜草及其他有害生物的化學藥劑的統稱，是重要的農業產生資料。由於人口的增長，耕地資源的緊張，我國對農藥的生產與使用的需求有增無減。據統計，我國有15個以上省份必須大量使用農藥。但是，由於長期大量的使用，農藥微量或痕量的殘留在果蔬表面，極易對人體產生急性或慢性的毒害。有研究表明，長期食用有農藥殘留的水果、蔬菜，不僅會影響人體各種生理活性的功能，還會對人體其它系統機能結構構成潛在的危害，甚至會降低機體的免疫功能，可能引起致癌、致畸、致突變的「三致」作用。因此，對農藥進行及時、準確、靈敏的監控和檢測，成為我們亟待解決的問題。目前的農藥殘留檢測方法主要分為三類生物測定技術、理化檢測方法和快速檢測法。其中生物測定技術對指示生物要求較高，測定結果不能確定農藥品種；理化檢測方法精度雖高，但是操作過程繁瑣且耗時長，不能滿足在線檢測的需要。近年來快速檢測法發展較快，如酶抑制法、免疫快速檢測法、生物傳感器技術等，但是這些方法也存在靈敏度低或成本高的問題。基於拉曼技術的農藥殘留快速、可靠、非破壞檢測技術，取代傳統的取樣檢查方法，解決常規檢測手法所不能解決的檢測時間長、用工量大、破壞樣品等問題，實現果蔬產品的高通量、實時逐一安全檢測評估，有效解決我國農產品安全問題，保障消費者安全和我國農產品國際競爭力，對我國農產品生產向優質化、安全化方向發展具有極其重要的作用。但是，由於目前沒有一種合適的旋轉定位裝置承載待測樣品，導致檢測過程時間長、工作量大，並且精度不高。
發明內容
(一 )要解決的技術問題本發明要解決的技術問題是如何提供一種用於檢測水果表面農藥殘留的旋轉定位裝置及檢測系統，以減少檢測時間，降低檢測工作量，提高檢測精度。( 二 )技術方案為解決上述技術問題，本發明還提供一種用於檢測水果表面農藥殘留的旋轉定位裝置，其包括底板、固定架、活動架和彈簧；所述底板的上部設置有底立柱；所述固定架與所述底板固定連接，並且所述固定架的上部設置有用於通過激發光的通孔； 所述活動架的上部設置有用於帶動待測樣品轉動的滾輪，下部設置有與所述底立柱相匹配的套管；所述套管套設在所述底立柱上，並且所述套管的外側設置有定位螺母；所述彈簧套設在所述套管的外部，並且設置在所述底板和所述定位螺母之間。優選地，所述裝置還包括控制器；所述控制器設置在所述活動架的上部，用於控制所述滾輪轉動。優選地，所述固定架包括兩個立杆和一個橫杆；所述兩個立杆對稱設置在所述底立柱的兩側，所述兩個立杆的內側均設置有凹槽；所述橫杆設置在所述兩個立杆的上部。優選地，所述橫杆的中部呈凹面向下的圓盤狀，所述通孔設置在所述圓盤狀的中 央。優選地，所述活動架的上部還包括一個橫板和兩個對稱設置在所述橫板的上部兩側的立板；所述滾輪設置在所述兩個立板之間。優選地，所述兩個立板的外側均設置有與所述兩個立杆上的凹槽相匹配的凸起。優選地，所述滾輪為兩個，並且所述兩個滾輪平行設置在所述兩個立板之間。本發明還提供一種包括所述旋轉定位裝置的檢測系統，其還包括激發裝置、信號檢測裝置和信號處理裝置；所述激發裝置，用於將輸出的激發光通過所述旋轉定位裝置的通孔引導至待測樣品表面，並接收所述待測樣品產生的帶有樣品信息的拉曼散射信號；所述信號檢測裝置連接所述激發裝置，用於將所述拉曼散射信號轉換為光譜圖像，並將所述光譜圖像轉換為數字電信號；所述信號處理裝置連接所述信號檢測裝置，用於對所述數字電信號進行處理，以確定所述待測樣品表面的農藥種類及濃度大小。優選地，所述激發裝置包括雷射器、Y型光纖和拉曼探針；所述雷射器連接所述Y型光纖的第一端，用於產生激發光；所述Y型光纖的第二端連接所述拉曼探針，第三端連接所述信號檢測裝置；所述Y型光纖用於將所述激發光引導至所述拉曼探針，並將所述拉曼探針接收的拉曼散射信號發送至所述信號檢測裝置；所述拉曼探針用於將所述激發光通過所述旋轉定位裝置的通孔引導至待所述待測樣品表面，並接收所述待測樣品在所述激發光的激發作用下產生的拉曼散射信號。優選地，所述信號檢測裝置包括拉曼分光儀和CXD相機；所述拉曼分光儀連接所述Y型光纖的第三端和所述CCD相機，用於將所述拉曼散射信號轉換為光譜圖像；所述CXD相機連接所述信號處理裝置，用於將所述光譜圖像轉換為數字電信號，並將所述數字電信號發送給所述信號處理裝置。(三)有益效果 本發明的檢測水果表面農藥殘留的旋轉定位裝置及檢測系統，可以方便快捷地對蘋果、梨子、橙子、桔子等多種曲面不規則的水果表面進行逐點掃描，有效保證拉曼探針到水果表面的工作距離一定，減少掃描誤差，從而以較少的檢測時間、較低的檢測工作量和更高的檢測精度實現了對水果表面農藥殘留的無損檢測。
圖I是本發明實施例所述用於檢測水果表面農藥殘留的旋轉定位裝置的結構示意圖；圖2是本發明所述用於檢測水果表面農藥殘留的檢測系統的模塊結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施例用於說明本發明，但不用來限制本發明的範圍。圖I是本發明實施例所述用於檢測水果表面農藥殘留的旋轉定位裝置的結構示意圖。如圖I所示，所述旋轉定位裝置包括底板110、固定架、活動架、彈簧140和控制器150。所述底板110的上部中央設置有底立柱111。 所述固定架進一步包括兩個立杆120和一個橫杆121。所述兩個立杆120對稱設置在所述底立柱111的兩側，與所述底板110固定連接；所述橫杆121設置在所述兩個立杆120的上部。所述兩個立杆120的內側均設置有凹槽。所述橫杆121的中部呈凹面朝下的圓盤狀，並且在所述圓盤狀結構的中央設置有通孔122，所述通孔122也位於所述橫杆121的正中央。所述活動架的上部呈凹字形，包括一個橫板130和兩個對稱設置在所述橫板130的上部兩側的立板131 ;所述活動架的下部中央設置有與所述底立柱111相匹配的套管132，所述套管132套設在所述底立柱111上，所述套管132的外側通過螺紋連接定位螺母133。所述兩個立板131的外側均設置有與所述兩個立杆120的凹槽相匹配的凸起，所述活動架能夠沿所述凹槽上下滑動。所述活動架還包括兩個滾輪134，所述兩個滾輪134平行設置在所述兩個立板131之間，與所述兩個立板131轉動連接。待測樣品160放置在所述兩個滾輪134的上部，並且在所述兩個滾輪134的帶動下轉動。所述彈簧140套設在所述套管132的外部，並且設置在所述底板110和所述定位螺母133之間。所述控制器150設置在所述活動架的上部的內側，用於控制所述兩個滾輪134轉動。所述控制器150包括用於驅動所述兩個滾輪134轉動的電機，以及決定所述電機旋轉速度等參數的控制單元。圖2是本發明所述用於檢測水果表面農藥殘留的檢測系統的模塊結構示意圖。如圖2所示，所述檢測系統包括所述旋轉定位裝置100、激發裝置200、信號檢測裝置300和信號處理裝置400。所述激發裝置200進一步包括雷射器210、Y型光纖220和拉曼探針230。所述信號檢測裝置300進一步包括拉曼分光儀310和CCD (Charge-coupled Device,電荷耦合元件)相機320。所述雷射器210連接所述Y型光纖220的第一端，用於產生激發光。所述Y型光纖220的第二端連接所述拉曼探針230，第三端連接所述信號檢測裝置300中的拉曼分光儀310。所述Y型光纖220用於將所述激發光引導至所述拉曼探針230，並將所述拉曼探針230接收的拉曼散射信號發送至所述拉曼分光儀310。所述拉曼探針230用於將所述激發光通過所述旋轉定位裝置100的橫杆121上的通孔122引導至所述待測樣品160表面，並接收所述待測樣品160在所述激發光的激發作用下產生的拉曼散射信號。所述拉曼分光儀310還連接所述CCD相機320，用於將所述拉曼散射信號轉換為光譜圖像後發送給所述CXD相機320。
所述CXD相機320連接所述信號處理裝置400，用於將所述光譜圖像轉換為數字電信號，並將所述數字電信號發送給所述信號處理裝置400。所述信號處理裝置400通過內置運算模型對所述數字電信號進行處理，以確定所述待測樣品160表面的農藥種類及濃度大小。需要說明的是，由於本發明實施例重點不在於如何建立確定農藥種類及濃度大小的運算模型，因此，在此不對如何建立確定農藥種類及濃度大小的具體方法進行詳細說明，本領域技術人員可根據現有技術選擇建立合適的模型，從而確定農藥的種類及濃度大小。下面結合本發明實施例所述檢測系統對所述旋轉定位裝置的工作過程補充說明如下將待測樣品160放置於所述兩個滾輪134的上部，調節所述定位螺母133到合適位置，使所述待測樣品160表面貼於所述橫杆121上的圓盤狀結構的凹面，然後固定所述定位螺母133 ;接下來啟動所述控制器150使所述兩個滾輪134帶動所述待測樣品160以一定的速度按照「旋轉一暫停一旋轉」的模式轉動，此時由於所述彈簧140的緩衝作用，可保證所述待測樣品160在旋轉過程中一直貼近所述圓盤狀結構的凹面，所述待測樣品160表面到所述圓盤狀結構上的通孔122的上沿的距離一定；在所述待測樣品160旋轉過程中，所述拉曼探針230通過所述通孔122將激發光引導至所述待測樣品160的表面，並接收所述待測樣品160在所述激發光的激發作用下產生的拉曼散射信號(後續處理步驟前文已經描述，在此不再贅述)。可以看到，所述旋轉定位裝置100有效保證了所述拉曼探針230到所述待測樣品160表面的工作距離一定，減少了掃描誤差。本發明實施例所述用於檢測水果表面農藥殘留的旋轉定位裝置及檢測系統，可以方便快捷地對蘋果、梨子、橙子、桔子等多種曲面不規則的水果表面進行逐點掃描，有效保證拉曼探針到水果表面的工作距離一定，減少掃描誤差，從而以較少的檢測時間、較低的檢測工作量和更高的檢測精度實現了對水果表面農藥殘留的無損檢測。以上實施方式僅用於說明本發明，而並非對本發明的限制，有關技術領域的普通技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術方案也屬於本發明的範疇，本發明的專利保護範圍應由權利要求限定。
權利要求
1.一種用於檢測水果表面農藥殘留的旋轉定位裝置，其特徵在於，包括底板、固定架、活動架和彈簧； 所述底板的上部設置有底立柱； 所述固定架與所述底板固定連接，並且所述固定架的上部設置有用於通過激發光的通孔； 所述活動架的上部設置有用於帶動待測樣品轉動的滾輪，下部設置有與所述底立柱相匹配的套管；所述套管套設在所述底立柱上，並且所述套管的外側設置有定位螺母； 所述彈簧套設在所述套管的外部，並且設置在所述底板和所述定位螺母之間。
2.如權利要求I所述的旋轉定位裝置，其特徵在於，所述裝置還包括控制器；所述控制器設置在所述活動架的上部，用於控制所述滾輪轉動。
3.如權利要求I所述的旋轉定位裝置，其特徵在於，所述固定架包括兩個立杆和一個橫杆；所述兩個立杆對稱設置在所述底立柱的兩側，所述兩個立杆的內側均設置有凹槽；所述橫杆設置在所述兩個立杆的上部。
4.如權利要求3所述的旋轉定位裝置，其特徵在於，所述橫杆的中部呈凹面向下的圓盤狀，所述通孔設置在所述圓盤狀的中央。
5.如權利要求3所述的旋轉定位裝置，其特徵在於，所述活動架的上部還包括一個橫板和兩個對稱設置在所述橫板的上部兩側的立板；所述滾輪設置在所述兩個立板之間。
6.如權利要求5所述的旋轉定位裝置，其特徵在於，所述兩個立板的外側均設置有與所述兩個立杆上的凹槽相匹配的凸起。
7.如權利要求5所述的旋轉定位裝置，其特徵在於，所述滾輪為兩個，並且所述兩個滾輪平行設置在所述兩個立板之間。
8.一種包括權利要求I至7之一所述旋轉定位裝置的檢測系統，其特徵在於，所述檢測系統還包括激發裝置、信號檢測裝置和信號處理裝置； 所述激發裝置，用於將輸出的激發光通過所述旋轉定位裝置的通孔引導至待測樣品表面，並接收所述待測樣品產生的帶有樣品信息的拉曼散射信號； 所述信號檢測裝置連接所述激發裝置，用於將所述拉曼散射信號轉換為光譜圖像，並將所述光譜圖像轉換為數字電信號； 所述信號處理裝置連接所述信號檢測裝置，用於對所述數字電信號進行處理，以確定所述待測樣品表面的農藥種類及濃度大小。
9.如權利要求8所述的檢測系統，其特徵在於，所述激發裝置包括雷射器、Y型光纖和拉曼探針； 所述雷射器連接所述Y型光纖的第一端，用於產生激發光； 所述Y型光纖的第二端連接所述拉曼探針，第三端連接所述信號檢測裝置；所述Y型光纖用於將所述激發光引導至所述拉曼探針，並將所述拉曼探針接收的拉曼散射信號發送至所述信號檢測裝置； 所述拉曼探針用於將所述激發光通過所述旋轉定位裝置的通孔引導至待所述待測樣品表面，並接收所述待測樣品在所述激發光的激發作用下產生的拉曼散射信號。
10.如權利要求9所述的檢測系統，其特徵在於，所述信號檢測裝置包括拉曼分光儀和CXD相機；所述拉曼分光儀連接所述Y型光纖的第三端和所述CCD相機，用於將所述拉曼散射信號轉換為光譜圖像； 所述CCD相機連接所述信號處理裝置，用於將所述光譜圖像轉換為數字電信號，並將所述數字電信號發送給所述信號處理裝置。
全文摘要
本發明公開了一種用於檢測水果表面農藥殘留的旋轉定位裝置及檢測系統，涉及農藥檢測領域。所述旋轉定位裝置包括底板、固定架、活動架和彈簧；所述底板的上部設置有底立柱；所述固定架與所述底板固定連接，並且所述固定架的上部設置有用於通過激發光的通孔；所述活動架的上部設置有用於帶動待測樣品轉動的滾輪，下部設置有與所述底立柱相匹配的套管；所述套管套設在所述底立柱上，並且所述套管的外側設置有定位螺母；所述彈簧套設在所述套管的外部，並且設置在所述底板和所述定位螺母之間。所述旋轉定位裝置及檢測系統，以較少的檢測時間、較低的檢測工作量和更高的檢測精度實現了對水果表面農藥殘留的無損檢測。
文檔編號G01N21/01GK102645405SQ20121008904
公開日2012年8月22日 申請日期2012年3月29日 優先權日2012年3月29日
發明者孫云云, 彭彥昆, 李永玉, 薩科, 陳菁菁 申請人:中國農業大學