近紅外漫反射有機磷農藥殘留快速無損檢測裝置製造方法
2023-05-08 12:21:46 2
近紅外漫反射有機磷農藥殘留快速無損檢測裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種近紅外漫反射有機磷農藥殘留快速無損檢測裝置，包括光源（1）、光纖探頭（2）、微型光譜儀（3）、主控機（4）、外殼（5），所述光源（1）、光纖探頭（2）、微型光譜儀（3）、主控機（4）集成在外殼內（5），通過USB接口將微型光譜儀（3）和主控機（4）相連，外殼（5）內還設有檢測室，檢測室內設有被檢樣品託盤（6），外殼（5）表面設有顯示屏。本發明光源（1）發出近紅外光線，通過光纖探頭（2）照射至被檢樣品表面，同時探頭中有部分光纖用於接收樣品表面的反射光線將此送入微型光譜儀（3）進行分析，並得出最終檢測結果。
【專利說明】近紅外漫反射有機磷農藥殘留快速無損檢測裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及檢測物品上殘留農藥的儀器，尤其是農副產品上農藥殘留快速無損檢測裝置。
【背景技術】
[0002]農藥及其殘留對人體健康的危害和造成對環境的汙染是人所共知的，特別是蔬菜中由於使用高毒農藥或禁用農藥而引起的中毒。目前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。生物測定技術對指示生物要求較高，檢測時間長，測定結果不能確定農藥品種；理化檢測方法精度雖高，但需要複雜的對被測物的前期處理過程且檢測耗時長，不能滿足快速檢測的需要。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，但是這些也存在靈敏度低或成本高等問題。並且以上三種檢測方式均無法實現真正的快速與無損農藥速測。
[0003]現有快速農殘檢測設備仍然通過化學試劑進行前處理，過程複雜，操作人員需要培訓，不適合田間地頭，倉儲批發等場合使用。而常用的大型近紅外光譜測試仍然停留在實驗室，且大都為近紅外光透射分析方法，樣品預處理過程較複雜，不能實時檢測市場上流通的大量農副產品。
【發明內容】
[0004]為了克服現有檢測時間長、靈敏度低、成本高的問題，本發明提供一種近紅外漫反射有機磷農藥殘留快速無損檢測裝置，能簡便、快速、靈敏的檢測農副產品表面農藥殘留。
[0005]本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:一種近紅外漫反射有機磷農藥殘留快速無損檢測裝置，包括光源、光纖探頭、微型光譜儀、主控機、外殼，所述光源、光纖探頭、微型光譜儀、主控機集成在外殼內，通過USB接口將微型光譜儀和主控機相連，外殼內還設有檢測室，檢測室內設有被檢樣品託盤，外殼表面設有顯示屏。
[0006]本發明所述主控機為嵌入式，檢測室門設置在外殼的正面或側面，檢測室內設置一個或多個光纖探頭，所述顯示屏設置在外殼的頂部、正面或側面；所述光源發射波長範圍為:200nm-1000nm或1000nm-2500nm，且在整個測量頻譜範圍內均勻分布；所述光纖探頭內含多根光纖，光纖的一端連接紅外光源和微型光譜儀，另一端為同軸形狀光學探頭，置於被檢樣品託盤下方，與被檢樣品託盤底部固定連接；所述微型光譜儀的測試範圍與光源波長範圍相對應，即200nm-1000nm或1000nm-2500nm兩種區間。
[0007]本發明檢測時，光源發出所需測試波長範圍內的均勻光線，由光纖探頭照射到被檢樣品上，同時光纖探頭中有接收光纖，接收被檢樣品表面反射的光線，並送入頻譜儀進行分析，分析結果傳至主控機進行識別，最終在主控機屏幕上顯示檢測結果。
[0008]檢測原理:基於近紅外光譜分析方法，及含磷基團農藥在近紅外光譜區的特殊吸收區間，採用漫反射分析方式，根據含磷基團在近紅外頻譜1900nm附近的合頻吸收特點，或者在近紅外頻譜(200nm-1000nm)處的高倍頻吸收特點，利用包括主成分分析、神經網絡在內的模式識別方法對含磷基團含量進行定性分析，並對常見含磷基團農藥的種類進行判另Ij，實現對農產品中有機磷農藥殘留快速無損檢測。
[0009]採用了以上技術方案，本發明的有益效果是:
1.檢測時間明顯縮短:目前以酶抑制法為主流的農藥殘留速測設備，需對被檢樣品進行前期處理，該部分約耗時30分鐘，處理完成後放入速測設備進行檢測，該部分約耗5分鐘，整個測試過程需35分鐘時間；本裝置不需對樣品進行前期處理，也不損壞樣品結構與品質，直接放入檢測裝置內，I分鐘以內即可得到檢測結果，極大縮短檢測時間。
[0010]2.被檢樣品無損:對被檢樣品無需任何前期處理，經過檢測的樣品也可繼續銷售，整個檢測過程樣品無損。
[0011]3.檢測結果更準確:近紅外光譜檢測一直在大型定量檢測設備中應用廣泛，其檢測準確度要遠高於酶抑制類檢測法。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明結構示意圖。
【具體實施方式】
[0013]根據圖1所示，本發明一種近紅外漫反射有機磷農藥殘留快速無損檢測裝置，包括光源1、光纖探頭2、微型光譜儀3、主控機4、外殼5，所述光源1、光纖探頭2、微型光譜儀
3、主控機4集成在外殼5內，通過USB接口將微型光譜儀3和主控機4相連，整機最大功率不超過20W。所述外殼5採用長方體結構，外殼5內還設有檢測室，檢測室內設有被檢樣品託盤6,外殼5表面設有顯不屏。
[0014]本發明所述主控機4為嵌入式，檢測室門設置在外殼5的正面或側面，供取放被檢測樣品使用，檢測室內設置一個或多個光纖探頭2，所述顯示屏為觸摸式，設置在外殼5的頂部、正面或側面，所述顯示屏為微型光譜儀3或主控機4的顯示屏，用於控制裝置、顯示儀器運行狀態或顯示檢測結果；所述光源I發射波長範圍為:200nm-1000nm或1000nm-2500nm，且在整個測量頻譜範圍內均勻分布；所述光纖探頭2內含多根光纖，光纖的一端連接紅外光源和微型光譜儀3，另一端為同軸形狀光學探頭，置於被檢樣品託盤6下方，與被檢樣品託盤6底部固定連接，所述同軸形狀光學探頭為同軸光纖，內圈為發射光，外圈為接收光，其中部分用來傳輸光源I發出的照射光線，部分用於接收被檢樣品上的反射光線並將反射光線送入微型光譜儀3。探頭外裹橡膠墊，可以最大程度的吸收反射光線，所述光纖探頭2內分為兩種:即用來傳輸光源I發出的照射光線和用於接收被檢樣品上的反射光線並將反射光線送入微型光譜儀3 ;所述微型光譜儀3的測試範圍與光源I波長範圍相對應，即200nm-1000nm或1000nm-2500nm兩種區間，任一區間光譜均可完成檢測。微型光譜儀3主要檢測反射光譜，通過處理微型光譜儀3輸出吸收圖譜。所述主控機4用於對微型光譜儀3輸出的反射圖譜進行預處理、模式識別以及樣品集、預測集對比；利用一階導、二階導、三階導、矢量歸一化和最大最小歸一化進行消除噪聲，再對最終信息進行判斷分析，微型光譜儀3所得光譜信息由嵌入式主控機獲得並進行分析判斷。
[0015]本發明外殼5作用一是整合固定光源1、光纖探頭2、微型光譜儀3、主控機4 ;二是提供一個無外部光線的全黑檢測環境減少幹擾；三是外殼5內部鋪設吸光材料，用於吸收光纖探頭2照射到被檢樣品上的散射光，進一步減少幹擾。
[0016]本發明光源I發出近紅外光線，通過光纖探頭2照射至被檢樣品表面，同時光纖探頭2中有部分光纖用於接收樣品表面的反射光線將此送入微型光譜儀3進行分析，光譜的獲得是採用照射和反射一體光纖探頭，直接照射被測物體，獲取漫反射光譜圖。微型光譜儀3形成反射圖譜並傳送至主控機4進行進一步比對與識別，並得出最終檢測結果。通過比對不同含磷農藥的光譜吸收特性，可是實現對常用有機磷農藥的分類檢測。
[0017]本發明在檢測時，操作人員將被檢樣品置於設備檢測室內，並將光纖探頭2貼近樣品，閉合檢測室門後開始檢測，為保證檢測準確性，本裝置內可放置多個光纖探頭2並且每個光纖探頭2檢測多次，最終取其平均值顯示檢測結果。
【權利要求】
1.一種近紅外漫反射有機磷農藥殘留快速無損檢測裝置，其特徵是:包括光源(I)、光纖探頭(2)、微型光譜儀(3)、主控機(4)、外殼(5)，所述光源(I)、光纖探頭(2)、微型光譜儀(3)、主控機(4)集成在外殼內(5)，通過USB接口將微型光譜儀(3)和主控機(4)相連，外殼內(5)還設有檢測室,檢測室內設有被檢樣品託盤(6),外殼(15)表面設有顯不屏。
2.根據權利要求1所述的一種近紅外漫反射有機磷農藥殘留快速無損檢測裝置，其特徵是:所述主控機(4)為嵌入式，檢測室門設置在外殼(5)的正面或側面，檢測室內設置一個或多個光纖探頭(2)，所述顯示屏為觸摸式，設置在外殼(5)的頂部、正面或側面。
3.根據權利要求1所述的一種近紅外漫反射有機磷農藥殘留快速無損檢測裝置，其特徵是:所述光源(I)發射波長範圍為:200nm-1000nm或1000nm-2500nm，且在整個測量頻譜範圍內均勻分布。
4.根據權利要求1所述的一種近紅外漫反射有機磷農藥殘留快速無損檢測裝置，其特徵是:所述光纖探頭(2)內含多根光纖，光纖的一端連接光源(I)和微型光譜儀(3)，另一端為同軸形狀光學探頭，置於被檢樣品託盤(6)下方，與被檢樣品託盤(6)底部固定連接。
5.根據權利要求1所述的一種近紅外漫反射有機磷農藥殘留快速無損檢測裝置，其特徵是:所述微型光譜儀(3)的測試範圍與光源(I)波長範圍相對應，即200nm-1000nm或1000nm-2500nm 兩種區間。
【文檔編號】G01N21/359GK104007084SQ201410195136
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月9日 優先權日:2014年5月9日
【發明者】燕斌, 嚴利, 徐冬寅, 王富國, 陸全華 申請人:江蘇農牧科技職業學院