本实用新型属于食品质量安全检测领域，涉及一种光谱采样装置，特别涉及一种薯片中丙烯酰胺含量的快速检测装置。
背景技术：
薯片是人们喜爱的食品，其主要原料是土豆。常见薯片是由土豆经过切片，然后在高温下与油一起加工制成。由于薯片富含淀粉且经过高温加工处理，会产生含量不等的丙烯酰胺。丙烯酰胺是一种中等毒性的亲神经毒物，长期接触会导致周围神经和中枢神经系统损伤。此外，丙烯酰胺具有致癌性，过量会使人们身体产生癌症。因此，为保障人们的身体健康，非常有必要寻找一种薯片中丙烯酰胺含量的快速检测方法和装置，可以快速监测薯片中的丙烯酰胺含量。
目前，食品中丙烯酰胺含量的主要检测方法有液相色谱法、气相色谱法、液质联用技术、毛细管电泳法和酶联免疫分析法等。上述方法存在样品前处理繁琐、分析仪器昂贵、检测时间长及操作复杂等缺点，不能满足薯片中丙烯酰胺含量的快速检测的需要。
拉曼光谱分析技术是一种新兴的无损光谱分析技术，其原理是基于拉曼散射效应，即对与入射光频率不同的散射光谱进行分析，以确定物质的分子结构及定性定量分析物质的含量。拉曼光谱分析技术具有不需要样品前处理、测定时间短、操作简便及灵敏度高等优点，可以满足薯片中丙烯酰胺含量的快速检测的需要。但是目前对于如何获取光谱数据进行薯片的拉曼光谱分析并没有标准的光谱采样装置。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于解决现有的薯片中丙烯酰胺含量测量方法复杂，而拉曼光谱分析缺乏标准光谱采样装置的问题，提供一种薯片中丙烯酰胺含量的快速检测装置，可以从多个角度获取薯片样品的散射光谱数据，提高数据的准确性，为后续的薯片中丙烯酰胺含量分析提供数据支持。
本实用新型采用的技术方案如下：一种薯片中丙烯酰胺含量的快速检测装置，其特征在于，包括载物台，载物台上放置装有磨碎薯片样本的样品槽，样品槽正上方设置有激光光源，环绕样品槽在水平方向均布设置有若干光纤探头，各光纤探头分别通过光纤汇总连接到CCD光谱仪，CCD光谱仪连接到储存数据的计算机。本装置采用上部俯射，多侧向获取散射光谱数据的形式，减小了散射光谱的不确定性，提高了数据的可信度，为后续分析提供更准确的数据支持。
作为优选，各所述光纤探头设置在固定套筒中，固定套筒内部在光纤探头和样品槽之间依次设置用于聚光的凸透镜和与激光光源波长对应的低通滤波器。
作为优选，所述样品槽正上方设置反射镜，反射镜的一侧设置激光器，激光器发射的激光光源通过反射镜反射后照射样品槽。
作为优选，所述反射镜和样品槽之间还设有扩束器。
作为优选，其特征在于所述激光器为1064 nm激光器。
作为优选，其特征在于，所述样品槽为石英器皿。
作为优选，所述光纤探头设置两个，在样品槽的两侧对称设置，两个光纤探头通过Y型光纤汇总连接CCD光谱仪。
将磨碎薯片样本置于石英器皿中，打开1064 nm激光器，产生的激光器光束经反射镜，再由扩束器扩束，然后照射到磨碎薯片样本，产生拉曼散射光。石英器皿左右两侧的拉曼散射光，分别先经1064 nm低通滤波器，去除激光器本身的光信号及部分杂散光，然后经凸透镜汇聚到Y型光纤的光纤探头上，两侧光纤探头获取的数据汇总后进入CCD光谱仪，从而获得样本的拉曼光谱信号。
本装置采用单光源激发，多光纤探头采集的散射光谱数据采集模式，提高了数据获取的准确性，为后续薯片中丙烯酰胺含量分析提供更准确的数据支持。
附图说明
图1 是本实用新型一种结构示意图。
图中：1、1064 nm激光器；2、反射镜；3、扩束器；4、1064 nm低通滤波器A；5、凸透镜A；6、光纤探头A；7、固定套筒A；8、Y型光纤；9、载物台；10、计算机；11、CCD光谱仪；12、固定套筒B；13、光纤探头B；14、凸透镜B；15、1064 nm低通滤波器B；16、磨碎薯片样本；17、石英器皿。
具体实施方式
下面通过具体实施例结合附图对本实用新型做进一步说明。
实施例：一种薯片中丙烯酰胺含量的快速检测装置，如图1所示。本装置包括石英器皿17，石英器皿内装有磨碎薯片样本16，石英器皿放置于载物台9上。石英器皿的左右两侧对称设置固定套筒A7和固定套筒B12。以靠近石英器皿一侧为内侧，固定套筒A中从内到外依次安置1064 nm低通滤波器A4、凸透镜A5及光纤探头A6，固定套筒B中从内到外依次安置1064 nm低通滤波器B15、凸透镜B14及光纤探头B13。光纤探头A6和光纤探头B13通过Y型光纤8汇总后连接CCD光谱仪11，CCD光谱仪连接计算机10。石英器皿上方从下往上依次设置扩束器3和反射镜2，反射镜左侧设置1064 nm激光器1。激光器发出的激光光源通过反射镜反射后，经过扩束器扩束照射到磨碎薯片样本16上。
将磨碎薯片样本16置于石英器皿17中，打开1064 nm激光器1，产生的激光器光束经反射镜2，再由扩束器3扩束，然后照射到磨碎薯片样本16，产生拉曼散射光。石英器皿17左侧的拉曼散射光，先经1064 nm低通滤波器A4，去除激光器本身的光信号及部分杂散光，然后经凸透镜A5汇聚到Y型光纤8的纤探头A6上；石英器皿17右侧的拉曼散射光，先经1064 nm低通滤波器A15，去除激光器本身的光信号及部分杂散光，然后经凸透镜A14汇聚到Y型光纤8的光纤探头B13上；两个光纤探头采集的拉曼散射光再由Y型光纤8进入CCD光谱仪11，从而获得样本的拉曼光谱信号。
采用上述装置的薯片中丙烯酰胺含量的检测模型建立步骤如下：
步骤1，收集n个含有丙烯酰胺的薯片样本N1，N2，N3……Nn；
步骤2，将薯片样本N1磨碎，并放置于石英器皿中；
步骤3，拉曼光谱检测时，打开1064 nm激光器，产生的激光器光束经反射镜，再由扩束器扩束，然后照射到磨碎薯片样本N1，产生拉曼散射光；产生的拉曼散射光先经左右两侧的1064 nm低通滤波器去除激光器本身的光信号及部分杂散光，然后经凸透镜汇聚到Y型光纤8的探头上，最后进入CCD光谱仪，获得磨碎薯片样本N1的拉曼光谱S1；
步骤4，对于薯片样本N2-Nn，重复操作步骤2、3，依次采集样本的拉曼光谱S2-Sn；
步骤5，采用国家标准方法GB 5009.204-2014测定薯片样本中的真实丙烯酰胺含量；
步骤6，对于样本的拉曼光谱S1-Sn，采用平滑和基线校正方法去除噪声和背景信号，并将处理后的样本拉曼光谱记为S1’-Sn’；
步骤7，采用BP神经网络方法将样本拉曼光谱S1’-Sn’与其真实的丙烯酰胺含量进行关联，建立薯片中丙烯酰胺含量的检测模型。
将样本的拉曼光谱信号传输给计算机10，再输入到存储在计算机中的检测模型，即可获得样本的丙烯酰胺含量。