专利名称：多参数便携式自动食品安全检测仪的制作方法
技术领域：
本发明属于检测设备技术领域，涉及一种食品检测装置的改进。
背景技术：
近年来，随着有机磷和氨基甲酸酯类农药、重金属等物质在食品中残留问题的不断出现及其引发中毒事件的不断发生，人们对食品中污染物残留问题十分重视，为了确保人民群众的身体健康、维护消费者的合法权益，农药残留检测仪、重金属检测仪不断应运而生，这些检测仪均是应用比色法对食品污染物残留进行检测，然而目前公知的大部分比色法检测仪存在体积大、成本高、检测操作步骤繁琐、检测时间长，且一种检测仪仅能对该种类的食品污染物进行检测，很难达到便携、快速、低成本、自动化简便操作、检测时只携带一台检测仪就能够对多种食品污染物残留实现现场快速检测的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种多参数便携式自动食品安全检测仪，它可对农作物食品便携、快速、低成本的安全检测。本发明的技术方案是它是一种利用分光比色原理对食品中污染物残留含量进行快速检测的仪器。包括进样系统，检测和分光比色系统，控制系统，温控系统以及人机交互系统六个部分组成。控制系统的核心CPU中控芯片焊接在一块主电路板上，通过30芯一组的软排线与5. 7寸液晶触摸屏连接，构成人机交互系统；打印机控制板与打印头连接在一起，通过一条10芯的软排线与控制系统连接，由控制系统控制，在测量结束后实时打印测量结果；电路板上安装有电机驱动芯片，与进样系统的蠕动泵电机连接，由控制系统按照预先设置的进样速度和进样量吸入样本；检测系统的接收器安装在光路后侧，通过屏蔽线与控制系统的CPU中控芯片连接；温控系统安装在一块单独的电路板上，在比色杯下方安装有加热模块和温度传感器，通过导线与温控系统连接，保证样本始终处于37度的恒温环境中进行样本测量。在分光比色系统中，分光比色系统由光源连接分光系统，光线经过流动池进入到探测器，最后进入到放大器。在控制系统中，处理器的JP9端口人机交换系统连接，J9端口通过传感器与进样系统对应，Jio端口通过传感器与分光比色系统对应，J12、J13与温控系统连接。本发明的有益效果是
1.可根据用户的需求，在检测不同食品污染物残留时更换不同的波长，实现了只需携带一台仪器就能够对多种食品污染物残留进行现场快速检测；
2.体积小，重量轻，便于携带，适用于在现场对样本进行测量；
3.测试速度快，一次测量只需要6(Γ120秒即可完成；
4.采用触摸屏进行人机交互，操作更加简单；测量结果可通过热敏打印机实时打印；5.所需的样本量和试剂量少，有效控制测量成本；
可实现单机测量，无需联接PC机；进样系统中的泵轮采用外置的安装方式，便于更换。
图I是本发明的结构原理框 图2是本发明的仪器结构总装 图3是本发明的分光比色系统原理框 图4是本发明的进样系统结构 图5是本发明的温控系统结构框 图6是本发明的控制系统结构框 图7是本发明的检测和分光比色系统结构框 图8是本发明的人机交换系统结构框图。
具体实施例方式实施例I
下面结合附图对本发明做进一步描述
图I为仪器结构原理图，图2为仪器总装图。该多参数便携式自动食品安全检测仪由进样系统，检测和分光比色系统，控制系统，温控系统以及人机交互系统六个部分组成，同时由控制系统连接内置打印机，直接输出打印检测报告。图3为分光比色系统原理图，分光比色系统由光源连接分光系统，光线经过流动池进入到探测器，最后进入到放大器。图4为进样系统，由步进电机、蠕动泵、比色杯、废液瓶以及吸液管组成。①为吸液管②为流通池(比色杯)③为吸液泵④为废液瓶。进样系统采用吸液泵外置的设计方式，使得更换更加简单、方便；流通池(比色杯)采用铝合金材料制作，使用寿命更长，光程为5mm，测量准确，稳定性好。图5为温控系统，由加热元件帕尔帖和散热片以及温度传感器组成。①为温度传感器②为散热片③为帕尔帖④为流通池(比色杯)。温度传感器使用18B20芯片设计，输出的是数字信号，控制精度更高，同时采用帕尔贴为加热元件以及车载冰箱上使用的工业级器件，寿命长，精度高。图6为控制系统。控制系统为程序控制系统，处理器采用Atmegal280芯片，运算速度快、性能稳定、功能丰富等特点，具有在线仿真功能，易于处理器程序的编写、调试和修改，具有优秀的保密性质。温控部分采用Atmegal6L芯片，通过自主设计的程序和控制单元(温控系统)，将比色杯内的温度控制在恒温37 °C附近。电源供电部分，仪器内部没有开关电源等设备，采用外接电源适配器的供电方式。图7为检测和分光比色系统。①为灯源②为透镜③为比色杯(流通池)④为透镜⑤为探测器⑥为检测系统。灯源采用LED冷光源，可根据用户的需求，在检测不同食品污染物残留时更换不同的波长。透镜两块，凸面镜，起到聚光的作用，减少光源通过比色杯时的能量损失。比色杯采用石英材质，铝合金外壳，光程5_。探测器即光电池，是一种高灵敏度光子接收器。检测系统就是把电压信号转换成数字信号，是由芯片和程序软件完成的，芯片采用“CA3140”，〃CD4051〃，〃74HC245〃，〃89C51F350〃。仪器工作时先在比色杯内吸入蒸馏水，光源通过蒸馏水后，探测器接收到一定的电压值Yl，然后在比色杯内吸入样本，光源通过样本后得到另一个电压值Y2，Y1 —定大于Υ2，两个电压值经检测系统传输给控制系统，经过一系列的数据处理后得出的结果就是该样本的农药残留量。图8为人机交换系统。人机交互系统由5. 7寸液晶触摸屏和热敏打印机组成。由控制系统通过自主开发的程序，在屏幕上显示测试项目，测试进度等，用户可根据屏幕上的提示进行相关的操作。屏幕采用电阻式触摸屏。打印机分两个部分，一部分是热敏式打印头，一部分是控制板，用LB1836芯片控制打印头上的步进电机。仪器工作流程
开机育温30分钟后，吸入两次蒸馏水对比色杯进行清洗；开始测量，首先，吸入蒸馏水，仪器进行初始化，此时，光源穿过蒸馏水，得到的电压值被接收器接收，仪器对该电压值进行处理，将电压值转换成吸光度值ABSl ;将处理好的样本和相应的试剂混合，根据屏幕 上的提示吸入样本液，样本液在比色杯内恒温37°C的环境下育温3(Γ60秒(具体时间在开始测量前设定好)，育温后，光源穿过样本液，得到另一个电压值，被接收器接收后，仪器对电压值进行处理，将电压值转换成吸光度值ABS2 ;然后对两次得到的吸光度值做差；取差的绝对值，然后与该项目的系数相乘，得到的就是该样本的农药残留值；测量时，得到的吸光度值会在屏幕上画出相应的变化率曲线，便于观察样本在37°C环境下的抑制率变化。
权利要求
1.一种多参数便携式自动食品安全检测仪，其特征控制系统的CPU中控芯片通过软排线与液晶触摸屏连接，打印机控制板与打印头连接，电机驱动芯片与进样系统的蠕动泵电机连接，检测系统的接收器安装在光路后侧，通过屏蔽线与控制系统的CPU中控芯片连接；温控系统安装在一块单独的电路板上，在比色杯下方安装有加热模块和温度传感器，通过导线与温控系统连接。
2.如权利要求I所述的一种多参数便携式自动食品安全检测仪，其特征在分光比色系统中，分光比色系统由光源连接分光系统，光线经过流动池进入到探测器，最后进入到放大器。
全文摘要
一种多参数便携式自动食品安全检测仪，涉及一种食品检测装置的改进，其特征控制系统的CPU中控芯片通过软排线与液晶触摸屏连接，打印机控制板与打印头连接，电机驱动芯片与进样系统的蠕动泵电机连接，检测系统的接收器安装在光路后侧，通过屏蔽线与控制系统的CPU中控芯片连接；温控系统安装在一块单独的电路板上，在比色杯下方安装有加热模块和温度传感器，通过导线与温控系统连接。有益效果是只需携带一台仪器就能够对多种食品污染物残留进行现场快速检测；体积小，重量轻，便于携带，适用于在现场对样本进行测量；测试速度快，一次测量只需要60~120秒即可完成；所需的样本量和试剂量少，有效控制测量成本。
文档编号G01N21/31GK102890063SQ20121038093
公开日2013年1月23日 申请日期2012年10月10日 优先权日2012年10月10日
发明者于源华, 于化东, 张昊, 周帅, 乔玉龙, 王保学, 张晓 申请人:长春理工大学