專利名稱：多參數便攜式自動食品安全檢測儀的制作方法
技術領域：
本發明屬于檢測設備技術領域，涉及一種食品檢測裝置的改進。
背景技術：
近年來，隨著有機磷和氨基甲酸酯類農藥、重金屬等物質在食品中殘留問題的不斷出現及其引發中毒事件的不斷發生，人們對食品中污染物殘留問題十分重視，為了確保人民群眾的身體健康、維護消費者的合法權益，農藥殘留檢測儀、重金屬檢測儀不斷應運而生，這些檢測儀均是應用比色法對食品污染物殘留進行檢測，然而目前公知的大部分比色法檢測儀存在體積大、成本高、檢測操作步驟繁瑣、檢測時間長，且一種檢測儀僅能對該種類的食品污染物進行檢測，很難達到便攜、快速、低成本、自動化簡便操作、檢測時只攜帶一臺檢測儀就能夠對多種食品污染物殘留實現現場快速檢測的要求。
發明內容
本發明的目的是提供一種多參數便攜式自動食品安全檢測儀，它可對農作物食品便攜、快速、低成本的安全檢測。本發明的技術方案是它是一種利用分光比色原理對食品中污染物殘留含量進行快速檢測的儀器。包括進樣系統，檢測和分光比色系統，控制系統，溫控系統以及人機交互系統六個部分組成。控制系統的核心CPU中控芯片焊接在一塊主電路板上，通過30芯一組的軟排線與5. 7寸液晶觸摸屏連接，構成人機交互系統；打印機控制板與打印頭連接在一起，通過一條10芯的軟排線與控制系統連接，由控制系統控制，在測量結束后實時打印測量結果；電路板上安裝有電機驅動芯片，與進樣系統的蠕動泵電機連接，由控制系統按照預先設置的進樣速度和進樣量吸入樣本；檢測系統的接收器安裝在光路后側，通過屏蔽線與控制系統的CPU中控芯片連接；溫控系統安裝在一塊單獨的電路板上，在比色杯下方安裝有加熱模塊和溫度傳感器，通過導線與溫控系統連接，保證樣本始終處于37度的恒溫環境中進行樣本測量。在分光比色系統中，分光比色系統由光源連接分光系統，光線經過流動池進入到探測器，最后進入到放大器。在控制系統中，處理器的JP9端口人機交換系統連接，J9端口通過傳感器與進樣系統對應，Jio端口通過傳感器與分光比色系統對應，J12、J13與溫控系統連接。本發明的有益效果是
1.可根據用戶的需求，在檢測不同食品污染物殘留時更換不同的波長，實現了只需攜帶一臺儀器就能夠對多種食品污染物殘留進行現場快速檢測；
2.體積小，重量輕，便于攜帶，適用于在現場對樣本進行測量；
3.測試速度快，一次測量只需要6(Γ120秒即可完成；
4.采用觸摸屏進行人機交互，操作更加簡單；測量結果可通過熱敏打印機實時打印；5.所需的樣本量和試劑量少，有效控制測量成本；
可實現單機測量，無需聯接PC機；進樣系統中的泵輪采用外置的安裝方式，便于更換。
圖I是本發明的結構原理框 圖2是本發明的儀器結構總裝 圖3是本發明的分光比色系統原理框 圖4是本發明的進樣系統結構 圖5是本發明的溫控系統結構框 圖6是本發明的控制系統結構框 圖7是本發明的檢測和分光比色系統結構框 圖8是本發明的人機交換系統結構框圖。
具體實施例方式實施例I
下面結合附圖對本發明做進一步描述
圖I為儀器結構原理圖，圖2為儀器總裝圖。該多參數便攜式自動食品安全檢測儀由進樣系統，檢測和分光比色系統，控制系統，溫控系統以及人機交互系統六個部分組成，同時由控制系統連接內置打印機，直接輸出打印檢測報告。圖3為分光比色系統原理圖，分光比色系統由光源連接分光系統，光線經過流動池進入到探測器，最后進入到放大器。圖4為進樣系統，由步進電機、蠕動泵、比色杯、廢液瓶以及吸液管組成。①為吸液管②為流通池(比色杯)③為吸液泵④為廢液瓶。進樣系統采用吸液泵外置的設計方式，使得更換更加簡單、方便；流通池(比色杯)采用鋁合金材料制作，使用壽命更長，光程為5mm，測量準確，穩定性好。圖5為溫控系統，由加熱元件帕爾帖和散熱片以及溫度傳感器組成。①為溫度傳感器②為散熱片③為帕爾帖④為流通池(比色杯)。溫度傳感器使用18B20芯片設計，輸出的是數字信號，控制精度更高，同時采用帕爾貼為加熱元件以及車載冰箱上使用的工業級器件，壽命長，精度高。圖6為控制系統。控制系統為程序控制系統，處理器采用Atmegal280芯片，運算速度快、性能穩定、功能豐富等特點，具有在線仿真功能，易于處理器程序的編寫、調試和修改，具有優秀的保密性質。溫控部分采用Atmegal6L芯片，通過自主設計的程序和控制單元(溫控系統)，將比色杯內的溫度控制在恒溫37 °C附近。電源供電部分，儀器內部沒有開關電源等設備，采用外接電源適配器的供電方式。圖7為檢測和分光比色系統。①為燈源②為透鏡③為比色杯(流通池)④為透鏡⑤為探測器⑥為檢測系統。燈源采用LED冷光源，可根據用戶的需求，在檢測不同食品污染物殘留時更換不同的波長。透鏡兩塊，凸面鏡，起到聚光的作用，減少光源通過比色杯時的能量損失。比色杯采用石英材質，鋁合金外殼，光程5_。探測器即光電池，是一種高靈敏度光子接收器。檢測系統就是把電壓信號轉換成數字信號，是由芯片和程序軟件完成的，芯片采用“CA3140”，〃CD4051〃，〃74HC245〃，〃89C51F350〃。儀器工作時先在比色杯內吸入蒸餾水，光源通過蒸餾水后，探測器接收到一定的電壓值Yl，然后在比色杯內吸入樣本，光源通過樣本后得到另一個電壓值Y2，Y1 —定大于Υ2，兩個電壓值經檢測系統傳輸給控制系統，經過一系列的數據處理后得出的結果就是該樣本的農藥殘留量。圖8為人機交換系統。人機交互系統由5. 7寸液晶觸摸屏和熱敏打印機組成。由控制系統通過自主開發的程序，在屏幕上顯示測試項目，測試進度等，用戶可根據屏幕上的提示進行相關的操作。屏幕采用電阻式觸摸屏。打印機分兩個部分，一部分是熱敏式打印頭，一部分是控制板，用LB1836芯片控制打印頭上的步進電機。儀器工作流程
開機育溫30分鐘后，吸入兩次蒸餾水對比色杯進行清洗；開始測量，首先，吸入蒸餾水，儀器進行初始化，此時，光源穿過蒸餾水，得到的電壓值被接收器接收，儀器對該電壓值進行處理，將電壓值轉換成吸光度值ABSl ;將處理好的樣本和相應的試劑混合，根據屏幕 上的提示吸入樣本液，樣本液在比色杯內恒溫37°C的環境下育溫3(Γ60秒(具體時間在開始測量前設定好)，育溫后，光源穿過樣本液，得到另一個電壓值，被接收器接收后，儀器對電壓值進行處理，將電壓值轉換成吸光度值ABS2 ;然后對兩次得到的吸光度值做差；取差的絕對值，然后與該項目的系數相乘，得到的就是該樣本的農藥殘留值；測量時，得到的吸光度值會在屏幕上畫出相應的變化率曲線，便于觀察樣本在37°C環境下的抑制率變化。
權利要求
1.一種多參數便攜式自動食品安全檢測儀，其特征控制系統的CPU中控芯片通過軟排線與液晶觸摸屏連接，打印機控制板與打印頭連接，電機驅動芯片與進樣系統的蠕動泵電機連接，檢測系統的接收器安裝在光路后側，通過屏蔽線與控制系統的CPU中控芯片連接；溫控系統安裝在一塊單獨的電路板上，在比色杯下方安裝有加熱模塊和溫度傳感器，通過導線與溫控系統連接。
2.如權利要求I所述的一種多參數便攜式自動食品安全檢測儀，其特征在分光比色系統中，分光比色系統由光源連接分光系統，光線經過流動池進入到探測器，最后進入到放大器。
全文摘要
一種多參數便攜式自動食品安全檢測儀，涉及一種食品檢測裝置的改進，其特征控制系統的CPU中控芯片通過軟排線與液晶觸摸屏連接，打印機控制板與打印頭連接，電機驅動芯片與進樣系統的蠕動泵電機連接，檢測系統的接收器安裝在光路后側，通過屏蔽線與控制系統的CPU中控芯片連接；溫控系統安裝在一塊單獨的電路板上，在比色杯下方安裝有加熱模塊和溫度傳感器，通過導線與溫控系統連接。有益效果是只需攜帶一臺儀器就能夠對多種食品污染物殘留進行現場快速檢測；體積小，重量輕，便于攜帶，適用于在現場對樣本進行測量；測試速度快，一次測量只需要60~120秒即可完成；所需的樣本量和試劑量少，有效控制測量成本。
文檔編號G01N21/31GK102890063SQ20121038093
公開日2013年1月23日 申請日期2012年10月10日 優先權日2012年10月10日
發明者于源華, 于化東, 張昊, 周帥, 喬玉龍, 王保學, 張曉 申請人:長春理工大學