专利名称：一种多功能扩展式食品安全快速检测设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多功能扩展式食品安全快速检测设备，具体涉及一种集食品、水 质分析，定量检测，谱图扫描，时间扫描四大模块于一体的多功能扩展式食品安全快速检测 设备，可以检测食品成分，例如，添加剂、农药残留、二氧化硫、甲醛、各种色素等数十项食品 分析指标以及余氯、铅、六价铬、砷、汞、镉等多种水质分析指标，属于食品安全检测装置。
背景技术：
随着科技的发展，化学农药的大量使用以及食品和水质受污染途径的增多，全球 食品安全形势越来越严峻，对食品和水质的安全检测越来越重要，食品安全问题已经受到 国家、各级政府和广大人民群众的高度关注。我国目前的食品安全检测工作主要由防疫站、疾病控制中心、检验检疫局承担，这 些国家单位的设备齐全，实验室条件较好，因此以往制订的国标检测方法的出发点主要是 满足实验室条件下的要求，在方便性上考虑较少，非专业人员难于操作。传统的实验室检测仪器体积较大、分析方法复杂，缺乏通用性，无法达到快速、低 成本、便于推广应用的现场检测要求。随着市场上食品安全问题的大面积、快速爆发，各级 部门和企业迫切需要配备一种能够满足现场、快速、通用检测需求的设备。该设备既要满足 上述需求，又要达到国家技术标准和食品安全检测基准要求，尤其能够帮助食品安全管理 部门在食品生产、存储、销售现场对食品进行非实验室的、大范围的快速检测、监管、控制。 可是，目前国内在食品安全快速检测仪器的开发方面研究工作较少，主要集中在农药残留 检测仪以及一些功能单一的只能检测固定一种或数种有毒有害物质的检测仪器，不能满足 市场需求。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种集食品、水质分析，定量检 测，谱图扫描，时间扫描四大模块于一体的多功能扩展式食品安全快速检测设备。本发明中 的“食品”是各种可以食用的最终制品、半成品、食品和饮料加工原料、农渔果菜产业原始收 获产品等，具体而言，本发明中的“食品”包括但是不限于饮料、果汁、奶制品、粥、水、各种液 体、胶状、乳状可食用制品，以及固体食品、米面、肉、鱼、菜、果等各种自然产品。本发明采用友好的人机交互界面对仪器进行控制，实现数据查询、采集、统计、分 析、打印、网络传输等功能，满足不同客户的需求，可以检测食品添加剂、农药残留、二氧化 硫、甲醛、各种色素等数十项食品分析指标以及余氯、铅、六价铬、砷、汞、镉等多种水质分析 指标。该仪器具有体积小、重量轻、稳定性好、便于携带以及操作简单、检测速度快、检测结 果准确、检测效率高、自动化程度高等特点，可满足质监、工商、农业、卫生等监督执法部门 以及批发市场、超市、餐厅、家庭、酒店等单位的快速检测需求。本发明采用的测量方法是以朗伯比耳定律为理论基础，基于物质对光的选择吸收 而建立起来的分析方法，设计成一种多功能扩展式食品安全快速检测设备。采用光谱仪作为原始数据采集方式，以卤素钨灯作为光源，通过软件工作站可获取其连续谱图；采用非对 称式C-T结构光路，扫描范围覆盖可见光区，波长准确度可达0. 5nm,并且严格按照每种检 测项目的最大吸收峰进行检测。该仪器分析过程简单快捷，检测精度、波长准确度、信噪比 都远远高于目前市场上已有的仪器，解决了方法受波长限制的缺点。本发明的多功能扩展式食品安全快速检测设备包括一个生化数据采集终端101、 一个电子数据分析终端103，所述电子数据分析终端103包含一计算机主机401、一显示器 402 ；所述计算机主机401与显示器402有电连接；所述生化数据采集终端101通过USB电 源线连接到所述计算机主机401 ；所述生化数据采集终端101采用光谱仪作为原始数据采 集方式获取连续谱图，还采用非对称式C-T结构光路，扫描范围覆盖可见光区，针对每种检 测项目的最大吸收峰进行检测。
所述生化数据采集终端101通过电子数据传输单元102与所述电子数据分析终端 103连接；所述计算机主机401包含电子信息处理模块403 ；所述电子数据传输单元102把 数据传输给所述电子信息处理模块403后，所述显示器402通过一图形界面显示所述电子 信息处理模块403的处理结果。所述生化数据采集终端101包括单片机信号采集部分501和光路部分502，所述光 路部分501包括光源601、光源调节及散热设备602、光源驱动电路603、分光系统604、信号 检测模块605。 所述电子数据分析终端103配置连接一个软件工作站702，所述软件工作站702包 括检测软件平台801、数据库802、数据上传软件平台803、网络通讯模块804、USB通讯模块 805,232通讯模块806 ；所述软件工作站702还连接到一个数据输入装置901。所述生化数据采集终端101包含一数据采集模块301、一定量检测模块302、一谱 图扫描模块303和一时间扫描模块304 ；所述定量检测模块302与所述数据采集模块301 有电连接，数据采集模块301接收定量检测模块302的信号并通过所述电子数据传输单元 102传送到所述电子数据分析终端103 ；所述谱图扫描模块303与所述数据采集模块301有 电连接，所述数据采集模块301所述接收所述谱图扫描模块303的信号并通过所述电子数 据传输单元102传送到所述电子数据分析终端103 ；所述时间扫描模块304与所述数据采 集模块301有电连接，所述数据采集模块301接收所述时间扫描模块304的信号并通过所 述电子数据传输单元102传送到所述电子数据分析终端103。所述生化数据采集终端101为模块化构件，包含可选配的特定功能测试试剂和附 件箱。所述生化数据采集终端101还可包括可选配的食品安全检测专用试剂和可选配的样 品预处理箱、检测项目。所述生化数据采集终端101还包含一凹面平场全息光栅，以及一钨 灯光源。具体而言，本发明的多功能扩展式食品安全快速检测设备，包括生化数据采集主 机、信息处理显示计算机、软件工作站、快速检测专用试剂箱、样品预处理箱等。如图1，所述 主机包括一个生化数据采集终端101，所述生化数据采集终端101主要包括单片机信号采 集部分501和光路部分502，光路部分501是一个光电模组，包括光源601、光源调节及散热 设备602、光源驱动电路603、分光系统604、信号检测模块605。所述光路部分501与一个 比色池701配置在同一组件中。如图1，所述电脑优选笔记本计算机，配置连接软件工作站702、电子数据传输单元102，主机和笔记本电脑通过电子数据传输单元102连接并传送电子数据，主机由USB供 电驱动控制，电脑直接供电，不需要外接工作电源或电池供电。电子数据传输单元可以单独 设置组件，也可以包含附载到生化数据采集终端101、电子数据分析终端103的构件，例如 串口、并口、USB、红外、蓝牙等通讯设备，优选为USB设备。所述电子数据传输单元102，如 为USB设备，则包含一 USB插口 201，对应地，所述电子数据分析终端103包含一个USB插口 202，且 USB 插口 201 可插入 USB 插口 202。所述软件工作站702包括如下工作模块检测软件平台801、数据库802、数据上 传软件平台803、网络通讯模块804、USB通讯模块805、232通讯模块806，所述软件工作站 702还通过计算机连接到一个数据输入装置901，如鼠标和键盘等。所述软件工作站702的 数据处理过程和结果可以通过显示器402显示。如图2，所述生化数据采集终端101包含一数据采集模块301、一定量检测模块 302、一谱图扫描模块303和一时间扫描模块304。定量检测模块302与数据采集模块301 有电连接，数据采集模块301接收定量检测模块302的信号并通过电子数据传输单元102 传送到电子数据分析终端103 ；谱图扫描模块303与数据采集模块301有电连接，数据采集 模块301接收谱图扫描模块303的信号并通过电子数据传输单元102传送到电子数据分析 终端103 ；时间扫描模块304与数据采集模块301有电连接，数据采集模块301接收时间扫 描模块304的信号并通过电子数据传输单元102传送到电子数据分析终端103。
所述生化数据采集终端101为模块化构件，包含可选配的特定功能测试试剂和附 件箱、可选配的食品安全检测专用试剂和可选配的样品预处理箱、检测项目。所述生化数据采集终端101还包含一凹面平场全息光栅、一钨灯光源。所述电子数据传输单元102与电子数据分析终端103相结合，可实现数据查询、采 集、统计、分析、打印、网络传输等功能。通过简单易学的WINDOWS操作界面，可得到完全直 观的中文报告。如图2，所述电子数据分析终端103包含一计算机主机401、一显示器402。计算 机主机401与显示器402有电连接；计算机主机401包含一获取、分析从电子数据传输单元 102传送来的电子信息的处理模块403 ；处理模块403的数据处理结果在显示器402通过一 图形界面得以显示，显示器402可以显示、比对至少一个检测项目的质量指标标准曲线。本发明公开的多功能扩展式食品安全快速检测设备采用国际上先进的高集成度 的光电子元器件和计算机技术，实现仪器的数字化、智能化，操作简单，适用于非专业人员 的现场快速测定。样品处理后加入所要检测项目的检测试剂，放入仪器检测池内，通过工作 站软件操作，可得到检测结果并自动判断。该检测仪具有结果直读、人机界面友好、操作方 便的特点，它能同时进行食品和水质等数十个检测项目的现场快速测定。本发明可满足质 监、工商、农业、卫生等监督执法部门以及集贸市场、果蔬批发市场、超市、餐厅、酒店等单位 的快速检测需求。仪器的分析方法大多采用国家标准分析方法，检测结果与国家推荐标准 方法具有可比性，多项技术指标处于国内领先地位。
图1为本发明的多功能扩展式食品安全快速检测设备组成框架图。图2为本发明的多功能扩展式食品安全快速检测设备光电组件和软件工作站结构图。
具体实施例方式实施例1如图1所示，一种多功能扩展式食品安全快速检测设备，包括生化数据采集终端101、电子数据传输单元102和电子数据分析终端103。生化数据采集终端101通过电子数据 传输单元102连接到电子数据分析终端103并向其传送电子数据；电子数据分析终端103 通过电子数据传输单元102向生化数据采集终端101提供电力，无需外用工作电源。电子 数据传输单元102包含一 USB插口 201，电子数据分析终端103包含一个USB插口 202，且 USB插口 201可插入SB插口 202。在使用本系统前首先安装应用程序，连接数据采集端。在电子数据分析终端103 设置所要检测的项目，按照所选项目的操作方法对样品进行简单的前处理，加入对应的检 测试剂后置于生化数据采集终端101，通过电子数据传输单元102，检测结果直接读数于电 子数据分析终端103的电脑显示器上。实施例2利用多功能扩展式食品安全快速检测设备检测火腿中的亚硝酸盐含量。首先，对火腿样品进行简单的预处理，得到火腿样品的待测溶液。开机，进入电子 数据分析终端103的检测主界面，点击“食品质量分析”模块，进入“定量检测”界面，将“检 测项目，，设置为亚硝酸盐，“产品类型”设置为火腿。然后按照该仪器软件“定量检测”界面 上的亚硝酸盐检测说明书的步骤进行操作。最后从电子数据分析终端103的界面上直接读 出检测结果。结果可以保存、打印和上传。应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明的技术方案并 不限于上述实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直 接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
权利要求
一种多功能扩展式食品安全快速检测设备，其特征在于，所述检测设备包括一个生化数据采集终端(101)、一个电子数据分析终端(103)，所述电子数据分析终端(103)包含一计算机主机(401)、一显示器(402)；所述计算机主机(401)与显示器(402)有电连接；所述生化数据采集终端(101)通过USB电源线连接到所述计算机主机(401)；所述生化数据采集终端(101)采用光谱仪作为原始数据采集方式获取连续谱图，还采用非对称式C-T结构光路，扫描范围覆盖可见光区，针对每种检测项目的最大吸收峰进行检测。
2.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述生化数据采集终端(101)通过电 子数据传输单元(102)与所述电子数据分析终端(103)连接；所述计算机主机(401)包含 电子信息处理模块(403)；所述电子数据传输单元(102)把数据传输给所述电子信息处理 模块(403)后，所述显示器(402)通过一图形界面显示所述电子信息处理模块(403)的处 理结果。
3.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述生化数据采集终端(101)包括单 片机信号采集部分(501)和光路部分(502)，所述光路部分(501)包括光源601、光源调节 及散热设备602、光源驱动电路(603)、分光系统(604)、信号检测模块(605)。
4.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述电子数据分析终端(103)配置连 接一个软件工作站(702)，所述软件工作站(702)包括检测软件平台(801)、数据库(802)、 数据上传软件平台(803)、网络通讯模块(804)、USB通讯模块(805)、232通讯模块(806)； 所述软件工作站(702)还连接到一个数据输入装置(901)。
5.根据权利要求2所述的检测设备，其特征在于，所述生化数据采集终端(101)包含 一数据采集模块(301)、一定量检测模块(302)、一谱图扫描模块(303)和一时间扫描模 块(304)；所述定量检测模块(302)与所述数据采集模块(301)有电连接，数据采集模块 (301)接收定量检测模块(302)的信号并通过所述电子数据传输单元(102)传送到所述电 子数据分析终端(103)；所述谱图扫描模块(303)与所述数据采集模块(301)有电连接，所 述数据采集模块(301)所述接收所述谱图扫描模块(303)的信号并通过所述电子数据传输 单元(102)传送到所述电子数据分析终端(103)；所述时间扫描模块(304)与所述数据采 集模块(301)有电连接，所述数据采集模块(301)接收所述时间扫描模块(304)的信号并 通过所述电子数据传输单元(102)传送到所述电子数据分析终端(103)。
6.根据权利要求1至5的任一项所述的检测设备，其特征在于，所述生化数据采集终端 (101)为模块化构件，包含可选配的特定功能测试试剂和附件箱。
7.根据权利要求1至5的任一项所述的检测设备，其特征在于，所述生化数据采集终端 (101)包括可选配的食品安全检测专用试剂和可选配的样品预处理箱、检测项目。
8.根据权利要求6或7所述的检测设备，其特征在于，所述生化数据采集终端(101)还 包含一凹面平场全息光栅，以及一钨灯光源。
9.根据权利要求1至5的任一项所述的检测设备，其特征在于，所述的电子数据分析终 端(103)包含一个计算机主机；所述计算机主机通过USB电源线为所述的生化数据采集终 端供电，不需要外接工作电源或电池供电。
全文摘要
本发明涉及一种多功能扩展式食品安全快速检测设备，其特征在于，该设备包括一个生化数据采集终端(101)、一个电子数据分析终端(103)，所述电子数据分析终端(103)包含一计算机主机(401)、一显示器(402)；所述计算机主机(401)与显示器(402)有电连接；所述生化数据采集终端(101)通过USB电源线连接到所述计算机主机(401)；所述生化数据采集终端(101)采用光谱仪作为原始数据采集方式获取连续谱图，还采用非对称式C-T结构光路，扫描范围覆盖可见光区，针对每种检测项目的最大吸收峰进行检测。本发明的设备适合非实验室条件下的组配、扩展应用，能进行通用、快速、大规模、全面的食品安全检测。
文档编号G01N21/31GK101832914SQ20091007987
公开日2010年9月15日 申请日期2009年3月13日 优先权日2009年3月13日
发明者于宽, 付晓春, 桑华春 申请人:桑华春