油菜硫甙芥酸測量儀的製作方法
2023-10-10 15:54:24 3
專利名稱：油菜硫甙芥酸測量儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於油菜籽中硫甙、芥酸含量進行精確、快速測定的儀器，它的應用能有效促進雙低油菜的推廣和發展，從而提高油菜的內在品質。
背景技術：
油菜是我國第一大油料作物，菜籽油佔我國食用植物油總量的60％，而菜籽餅粕則是飼料業的優質蛋白源。油菜籽中硫甙、芥酸的含量是評價油菜籽品質好壞的一個指標。優質油菜為低硫甙、低芥酸油菜，通稱雙低油菜。由雙低油菜榨制的菜籽油芥酸含量低，營養價值高，有益於人體健康；菜籽餅粕中硫甙的含量低，毒性低，蛋白含量高，胺基酸組成平衡，是優質的飼料蛋白源。因而雙低油菜是當前油料發展的方向。然而，要發展雙低油菜，對油菜籽中芥酸、硫甙的含量進行快速、精確測定是相當重要的一個環節。通過對油菜籽中芥酸、硫甙含量進行快速、精確測定，可以將雙低油菜與普通油菜準確區分，實行分開收購、單獨加工，實現雙低油菜的優質優用。現有技術對油菜籽中芥酸、硫甙含量的精確測定是用不同方法，分開來進行的。市場上已分別有可以精確測定芥酸含量的氣相色譜儀和可以精確測定硫甙含量的液相色譜儀。這些測量用儀器價格昂貴，若要實現對芥酸、硫甙的同時測定需兩臺儀器並用，不僅儀器成本高，而且測定程序複雜，耗時長，費用高，不適於在分布面廣、檢測量大的種植和收購現場使用。
發明內容
本實用新型所要解決的技術問題是針對上述現有技術存在的不足而提供一種既能實現硫甙、芥酸快速同機測定，又便於現場使用的油菜硫甙、芥酸測量儀。
本實用新型為解決上述提出的問題所採用的技術方案為包括有由兩個獨立的測定光路組成的光學測量裝置、由一A/D轉換器和一單片機組成的數據處理裝置、與單片機相連的測量結果輸出裝置，所述兩個獨立的測定光路為硫甙測定光路A1、芥酸測定光路A2，所述各測定光路的輸出端分別通過信號放大裝置與所述A/D轉換器相連。
按照上述技術方案，所述硫甙測定光路A1包括有光源、聚焦透鏡、樣品池、濾色鏡、矽探測器；所述芥酸測定光路A2包括有光源、聚焦透鏡、樣品槽、矽探測器。所述單片機中預裝有芥酸、硫甙標準曲線。
本實用新型的設計機理是在用特異性外源酶與專用顯色劑反應測定硫甙和用比濁法測定芥酸技術研究的基礎上，集成了現代光、機、電、計算機等技術手段，將樣品酶反應和濁反應後生成的反應物予以快速量化和直接表達，達到速測硫甙、芥酸含量的目的。具體而言，本實用新型的測定裝置中硫甙測定光路A1依據定波長分光光度法設計而成。若要測定硫甙含量，將待測油菜籽中硫甙與特異性酶和專用顯色劑反應後生成的有色產物置入硫甙測定光路A1中的樣品池，光源發出的光束經聚焦透鏡聚焦，穿過樣品池中的有色產物後經濾色鏡到達矽探測器，矽探測器根據吸收光強弱產生相應的電信號，將電信號通過信號放大裝置輸入數據處理裝置，經單片機處理且與硫甙標準曲線對比後，便可輸出硫甙測量結果，達到硫甙速測目的；芥酸測定光路A2依據漫反射比濁法設計而成，若要測定芥酸含量，將待測油菜籽中芥酸濁反應後生成的反應物裝入芥酸測定光路A2中的樣品槽，光源發出的光束經聚焦透鏡聚焦，穿過樣品槽中的反應物經折射到達矽探測器，矽探測器根據漫反射光強弱產生相應的電信號，將電信號通過信號放大裝置輸入數據處理裝置，經單片機處理且與芥酸標準曲線對比後，便可輸出芥酸測量結果，達到芥酸速測目的。
本實用新型取得的有益效果在於1、本實用新型包含兩個獨立的測定光路，實現了用化學法對芥酸、硫甙的同機測定，簡化了操作，加快了測試速度；2、由於本實用新型專用於芥酸、硫甙含量的快速測定，儀器性能穩定，測定結果準確，特別適用於優質油菜籽品質指標芥酸、硫甙的測試；3、本實用新型通過優化光路設計，系統化集成，體積較小，方便攜帶並可直接顯示輸出芥酸、硫甙的含量結果，便於在現場使用，增強了實用性。
圖1為本實用新型實施例的正視結構圖。
圖2為本實用新型實施例的結構原理圖。
圖3為圖2中A1的光路原理圖。
圖4為圖2中A2的光路原理圖。
圖5為圖2中信號放大裝置與A/D轉換器間的電路連接圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的實施例作進一步說明。
如圖2所示，本實施例在結構上包括有光學測量裝置，信號放大裝置，數據處理裝置，測量結果輸出裝置，以及鍵盤3等裝置。本實施例是採用不同的光學結構來實現芥酸、硫甙的同機測定的，所述光學測量裝置包含兩套獨立的測定光路，分別為硫甙測定光路A1與芥酸測定光路A2；所述信號放大裝置包括兩組放大線路；所述數據處理裝置包括-A/D轉換晶片和一單片機；所述測量結果輸出裝置包括有顯示器1，印表機2。所述硫甙測定光路A1通過一組信號放大線路與數據處理裝置中的A/D轉換晶片相聯，芥酸測定光路A2通過另外一組信號放大線路與數據處理裝置中的A/D轉換晶片相聯，測量結果輸出裝置中的顯示器1，印表機2與數據處理裝置中的單片機相聯。
如圖3所示，所述硫甙測定光路A1包括有光源、聚焦透鏡、樣品池、濾色鏡、矽探測器。光源安設在聚焦透鏡的前方，樣品池安設在聚焦透鏡與濾色鏡之間，濾色鏡後方為矽探測器。如圖4所示，所述芥酸測定光路A2包括有光源、聚焦透鏡、樣品槽、矽探測器，聚焦透鏡安設在光源與樣品槽之間，矽探測器安設在樣品槽側面，使得光源、樣品槽、矽探測器三者以樣品槽為頂角呈90℃排列。設計獨立的兩套測定光路目的是使之互不幹擾。兩個光源都採用12W鎢燈，其供電可以使用高精度的集成穩壓電路，來確保儀器本身的穩定性。在結構上，兩個光源都能確保進行準確調焦，其三維坐標都能單獨調節並鎖定。在本實施例中設置聚焦透鏡是為了獲得高質量的平行光束。樣品池與樣品槽分別用來放置油菜籽樣品酶反應和濁反應後生成的反應物。硫甙測定光路A1中的濾色鏡採用490nm濾色鏡。兩個光路中的矽探測器均使用光電池，可將光信號轉化成電流信號。由於溫度直接影響芥酸測定結果，在本實施例芥酸測定光路中採取了隔熱、通風以及降低熱輻射措施以保持溫度的相對穩定。為減少光的反射和雜散，本實施例中全部光路用特殊表面處理鋁材製造，光路元件的表面黑度很高。芥酸測定樣品池採用高消光效果材料製成，以降低矽光電池的背景電位。
本實施例中信號放大器裝置中信號放大器型號均為美國TEXAS公司生產的TLC4502，屬於可自校準、低噪聲、高精度的集成運算放大器。
本實施例中數據處理裝置中的A/D轉換器採用美國TEXAS公司生產的型號為TLC1542的10位A/D轉換晶片，單片機採用美國ATMFL公司生產的型號為AT89C55的單片機，單片機中預裝有芥酸、硫甙標準曲線，可以對所有測量數據進行必要的處理包括與芥酸、硫甙標準曲線進行比較。
本實施例中測量結果輸出裝置中的顯示器1採用了點陣式圖形液晶顯示器DG-16080，可用漢字直接顯示硫甙含量(μmol/g)、芥酸含量(％)，印表機2採用了MP-A40漢字印表機及日本愛普生M-16列印頭，可以將測量結果直接列印輸出。當然，本實用新型也可以只配置顯示器1。
如圖5所示，本實施例中信號放大裝置包括兩組信號放大線路。U1A、U1B是硫甙檢測通道信號放大器，可調電阻RP1用來調節放大倍數，與R1～R6、C1、C2一起組成硫甙檢測通道信號放大線路；U2A、U2B是芥酸檢測通道信號放大器，可調電阻RP2用來調節放大倍數，與R7～R12、C3、C4一起組成芥酸檢測通道信號放大線路。兩組信號放大線路各使用一條模擬信號埠與A/D轉換晶片TLC1542相接，分別為A0、A1埠。LM385為精密穩壓晶片，為A/D轉換晶片提供精密參考電壓。
權利要求1.一種油菜硫甙芥酸速測儀，其特徵在於包括有由兩個獨立的測定光路組成的光學測量裝置、由一A/D轉換器和一單片機組成的數據處理裝置、與單片機相連的測量結果輸出裝置，所述兩個獨立的測定光路為硫甙測定光路A1、芥酸測定光路A2，所述各測定光路A1、A2的輸出端分別通過信號放大器與所述A/D轉換器相連。
2.按權利要求1所述的油菜硫甙芥酸速測儀，其特徵在於所述的硫甙測定光路A1包括有依次排列的光源、聚焦透鏡、樣品池、濾色鏡、矽探測器。
3.按權利要求1所述的油菜硫甙芥酸速測儀，其特徵在於所述芥酸測定光路A2包括有依次排列的光源、聚焦透鏡、樣品槽、矽探測器，其中光源、樣品槽、矽探測器三者以樣品槽為頂角呈90℃排列。
4.按權利要求1所述的油菜硫甙芥酸速測儀，其特徵在於所述單片機中預裝有芥酸、硫甙標準曲線。
5.按權利要求2或3所述的油菜硫甙芥酸速測儀，其特徵在於所述的矽探測器均為光電池。
6.按權利要求1所述的油菜硫甙芥酸速測儀，其特徵在於所述測量結果輸出裝置為顯示器。
7.按權利要求1所述的油菜硫甙芥酸速測儀，其特徵在於所述測量結果輸出裝置為顯示器與印表機。
專利摘要本實用新型涉及一種用於油菜籽中硫甙、芥酸含量進行精確、快速測定的儀器，包括有由兩個獨立的測定光路組成的光學測量裝置、由一A/D轉換器和一單片機組成的數據處理裝置、與單片機相連的測量結果輸出裝置，所述兩個獨立的測定光路為硫甙測定光路A1、芥酸測定光路A2，所述各測定光路的輸出端分別通過信號放大裝置與所述A/D轉換器相連。它既能實現硫甙、芥酸同機快速測定，又因體積較小，方便攜帶並可直接顯示輸出芥酸、硫甙的含量結果，便於現場使用。
文檔編號G01N21/25GK2672647SQ0324129
公開日2005年1月19日 申請日期2003年4月17日 優先權日2003年4月17日
發明者李培武, 孟子園, 周霞, 仝乘風, 李光明, 吳渝, 張文, 汪雪芳, 楊湄, 甘冬生 申請人:中國農業科學院油料作物研究所