農藥殘留檢測儀的製作方法

2023-11-04 23:01:26 1

本實用新型屬於檢測儀器領域；具體涉及一種農藥殘留檢測儀。

背景技術：

農藥殘留是施用於作物上的農藥，其中一部分附著於作物上，一部分散落在土壤、大氣和水等環境中，環境殘存的農藥中的一部分又會被植物吸收。殘留農藥直接通過植物果實或水、大氣到達人、畜體內，或通過環境、食物鏈最終傳遞給人、畜。人體每天都根從食物中攝取營養素滿足身體的需要，根據中國營養學會推薦人體需要1斤左右的蔬菜水果，蔬菜水果是維生素C的主要來源，人體每天殘留農藥的類型主要是有機磷類和有機氯類。食用少量的殘留農藥，人體自身會降解，不會突然引起急性中毒，但長期食用沒有清洗乾淨帶有殘留農藥的農產品，必然會對人體健康帶來極大的危害。

傳統的農藥殘留檢測儀採用酶抑制原理和光電比色法原理研製而成。在一定條件下，有機磷和氨基甲酸類農藥對膽鹼酯酶正常功能有抑制作用，其抑制率與農藥的濃度呈正相關。正常情況下，酶催化神經傳導代謝產物(乙醯膽鹼)水解，其水解產物與顯色劑反應，產生黃色物質，用分光光度計測定412nm下吸光度隨時間的變化值，計算出抑制率，通過抑制率可以判斷出樣品中是否含有有機磷或氨基甲酸酯類農藥的殘留。可以實現有機磷及氨基甲酸酯類農藥殘留量的現場快速檢測，優點在於檢測限低、精度高、靈敏度也較強；缺點是使用場合有限，在進行實地檢測時，其體積笨重、操作要求高，需要相關專業人員協同操作，不能滿足現場快速檢測的要求。

技術實現要素：

本實用新型目的是提供一種電流型酶電極生物傳感器的農藥殘留檢測儀，簡化了以往的檢測過程，能精確實現對果蔬農藥殘留量進行定量檢測，而且操作簡單，實用性強。

上述的目的通過以下技術方案實現：

一種農藥殘留檢測儀，包括酶電極傳感器，所述的酶電極傳感器的一端連接恆電位儀，所述的酶電極傳感器的另一端連接電流電壓轉換電路，所述的電流電壓轉換電路連接二級放大電路，所述的二級放大電路連接二級低通濾波電路，所述的二級低通濾波電路連接AD轉換電路，所述的AD轉換電路連接單片機控制電路，所述的單片機控制電路連接液晶顯示屏、印表機、按鍵、電源、溫度傳感器，所述的溫度傳感器連接加熱器。

本實用新型所述的農藥殘留檢測儀，所述的恆電位儀電位輸出電壓為100～1000mV。當給酶電極提供1V的工作電壓時,待測液中的對硝基苯酚在該電極電勢下發生相對不可逆的氧化還原反應,由此產生待檢測的微弱電流信號通過檢測電路對該信號進行電流電壓轉換、二級放大和低通濾波、能夠輸出範圍在0～5V之間的電壓至A/D轉換器。

本實用新型所述的農藥殘留檢測儀，所述的電流電壓轉換電路中的運算放大器是OP07低噪聲雙極性運算放大器，其差分輸入電阻為33MΩ，偏置電流為1.8nA，增益典型值為104dB，共模抑制比110dB，具有非常低的輸入失調電壓，最大為25μV。

本實用新型所述的農藥殘留檢測儀，所述的二級放大電路中的運算放大器是AD622運算放大電路；通過改變RV的阻值，調整儀表放大器的倍數，改變輸出電壓的大小，最後得到0～5V範圍的電壓。

本實用新型所述的農藥殘留檢測儀，所述的二級低通濾波電路是有源電路，通過引入適當的正反饋,使得濾波電路有一定的放大作用,又不產生自激振蕩而導致電路不穩定。

本實用新型所述的農藥殘留檢測儀，所述的AD轉換電路中的轉換晶片是16位A/D轉換晶片AD7705，該晶片內置可編程的增益放大器、數字濾波器和校準選項，提高了系統的檢測精度。

本實用新型所述的農藥殘留檢測儀，所述的單片機控制電路中的單片機型號是STC89C52。在本實用新型酶電極與待測液反應後的微電流信號經檢測電路放大，濾波後,得到的電壓信號經過採樣送至單片機處理，最後以待測液中有機磷農藥濃度的形式顯示出來。所述的單片機控制電路控制液晶顯示屏、印表機、按鍵、電源、溫度傳感器和加熱器。

本實用新型所述的農藥殘留檢測儀，所述的酶電極傳感器上滴加農藥檢測樣本。水解酶電極測試一致性好，檢測結果具有可重複性；通過電流電壓轉換電路、次級放大電路和低通濾波電路，能很好的提取酶電極反應得到的零到幾百納安之間的微電流信號；簡化了以往的檢測過程，能精確實現對果蔬農藥殘留量進行定量檢測，精度高，而且操作簡單，實用性強。

附圖說明

圖1為本實用新型的系統工作原理框圖；

圖2為本實用新型的電流電壓轉換電路圖；

圖3為本實用新型的二級放大電路圖；

圖4為本實用新型的二級低通濾波電路圖；

圖5為本實用新型的AD轉換電路；

圖6為本實用新型的單片機控制電路圖。

具體實施方式

具體實施方式一：

一種農藥殘留檢測儀，包括酶電極傳感器1，所述的酶電極傳感器的一端連接恆電位儀2，所述的酶電極傳感器的另一端連接電流電壓轉換電路4，所述的電流電壓轉換電路連接二級放大電路5，所述的二級放大電路連接二級低通濾波電路6，所述的二級低通濾波電路連接AD轉換電路7，所述的AD轉換電路連接單片機控制電路8，所述的單片機控制電路連接液晶顯示屏9、印表機10、按鍵11、電源12、溫度傳感器13，所述的溫度傳感器連接加熱器14。

本實施方式所述的農藥殘留檢測儀，所述的恆電位儀的輸出電壓為100～1000mV；所述的電流電壓轉換電路中的運算放大器是OP07低噪聲雙極性運算放大器；所述的二級放大電路中的運算放大器是AD622運算放大電路；所述的二級低通濾波電路是有源電路；所述的AD轉換電路中的轉換晶片是16位A/D轉換晶片AD7705；所述的單片機控制電路中的單片機型號是STC89C52。

本實施方式所述的農藥殘留檢測儀，所述的酶電極傳感器上滴加農藥檢測樣本。

具體實施方式二：

根據實施方式一所述的農藥殘留檢測儀，所述的電流電壓轉換電路Rf反饋電阻阻值為100kΩ，Cf反饋電容取值為100nF，R3為晶片內部的電晶體提供一個合適的靜態偏置，控制零點誤差的平衡電阻，可調電阻用來給OP07調零,使零輸入時輸出也相應為零。

具體實施方式三：

根據實施方式一所述的農藥殘留檢測儀，所述的二級低通濾波電路濾波電路截止頻率fP＝50Hz,濾波電路的最適品質因數Q＝0.7，C1＝C2＝1μF，R1＝R2＝R3＝R4＝10KΩ。

具體實施方式四：

根據實施方式一所述的農藥殘留檢測儀，所述的加熱器能夠加熱待測液體，保持待測溶液在恆定的溫度下進行檢測，減小測量誤差。