一种地沟油的快速检测方法与流程

本发明涉及一种无损检测技术，特别涉及一种地沟油的快速检测方法。

背景技术：
中国作为世界上最大的食用油消费国，其对食用油的需求量可想而知，但是许多不法商贩使用劣质油牟取暴利。这些劣质油就是我们常说的地沟油，地沟油是一种泛指的概念，最初的地沟油是从下水道中的油状漂浮物经粗略加工的油，而现在的新型地沟油包括了劣质猪肉、猪皮、内脏等的提炼物及经反复油炸的废弃油，这种新型地沟油的提炼已不是简简单单的粗加工，而是经过一道道繁琐的工艺如脱渣、脱色、真空脱臭等。从外观上看，这种新型的地沟油与普通油没有什么区别，所以传统的检测方法如看透明度、闻气味、尝味道等已经很难辨别真假。虽然从外观上两者无太大差别，但是这种劣质油不仅营养上跟普通油差别很大，而且它还残留许多对人体有毒的有害成分，食用可能破坏白血球和消化道粘膜，引起食物中毒，长期食用可能会引起发育障碍、消化道及肝脏病变甚至癌症。因此，找到一种能够快速检测地沟油的方法十分重要。目前，大部分常规的地沟油检测方法如质谱仪法、气相色谱法、核磁共振法、电导率法等。质谱仪法：仪器贵重、操作复杂、费时费力；色谱法：耗时较长，操作繁琐，结果重现性较差。核磁共振法：测量精度高，重复性好，但是也存在实验仪器条件要求的苛刻。电导率法不适用于深度精炼餐厨废油脂。中国专利（公开号：CN102023143A）提出一种光散射地沟油快速检测方法，但该方法可重复性差，每测一种油就要对装置进行一次清理，清理过程又复杂、繁琐，而且其测量机理是以地沟油的纯净度高低为机理，这显然不能满足当下新型地沟油的测量。中国专利（公开号：CN102661934A）提出一种地沟油快速检测装置及其方法，该发明通过检测待检测油的透光率来实现对油脂的快速检测，但该方法同样难以实现对新型地沟油的检测，因为经一道道工艺处理后的新型地沟油其透光率是可以改变的。

技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是，针对现有地沟油检测技术存在的局限，提供一种快速检测地沟油的方法，对流向市场上的地沟油进行快速、精准地辨别，可对生产、销售食用油进行有效监督，保障人民群众的合法权益和身体健康。本发明采用以下技术方案实现上述目的。一种地沟油的快速检测方法，计算机分别连接激光器、ICCD和恒温控制器，恒温控制器连接恒温水箱，激光器的发射端依次装有半波片、偏振片、四分之一波片和第一反射镜，偏振片的一侧对应装有反射镜，反射镜对应的一侧依次设置有非球面柱透镜、F-P标准具和ICCD；第一反射镜的一侧对应装有第二反射镜，第二反射镜对应的一侧依次设置有第一透镜组凹透镜、第二透镜组凸透镜和恒温水箱，恒温水箱内安装有比色皿，比色皿与第二透镜组凸透镜相对应；检测步骤如下：1）常温下，分别以普通植物油与地沟油作为光散射介质，激光打到这些散射介质中，并激发出第一布里渊散射信号；2）信号光通过F-P标准具的分光与ICCD的光谱记录后，经计算机对这两种信号进行分析处理和数据储存；3）在相同的常温下，以待测待检测油作为散射介质，激光打到待检测油中并激发出第二布里渊散射信号；4）同样由F-P标准具分光与ICCD对光谱记录，最后经计算机对该散射信号分析处理后与先前的信号数据作对比，即可辨别待检测油是否是地沟油，得出辨别结果。所述普通植物油与所述地沟油的布里渊散射信号的频移在进行所述数据储备时，用恒温水箱调控普通植物油与地沟油的温度，从而得到各温度下第一布里渊散射信号。所述待检测油的第二布里渊散射信号测量之后，通过比对同温度下所述普通植物油与所述地沟油激发的第一布里渊散射信号，即可得出待检测油是否为地沟油。在分析布里渊散射信号的数据时，可通过分析布里渊散射信号的频移量或线宽量检测油品。本发明的优点在于，对待检测油进行检测时，无需对待检测油进行预处理，激光打到待检测油中便立刻产生散射信号，反应迅速，时效性强，可应用在对市场上流通的待检测油进行快速检测。附图说明图1为本发明的地沟油快速检测装置示意图。图2为本发明的地沟油快速检测方法流程图。图3为油中布里渊散射信号的频谱图。图4为不同植物油中布里渊散射信号的频移与温度的关系图。图中：1.激光器，2.半波片，3.偏振片，4.四分之一波片，5.第一反射镜，6.第二反射镜，7.第一透镜组凹透镜，8.第二透镜组凸透镜，9.恒温水箱，10.恒温控制器，11.第三反射镜，12.非球面柱透镜，13.F-P标准具，14.ICCD，15.计算机，16.比色皿。具体实施方式现结构附图对本发明作进一步说明。参见图1和图2，一种地沟油的快速检测方法，计算机15分别连接激光器1、ICCD14和恒温控制器10，恒温控制器10连接恒温水箱9，激光器1的发射端依次装有半波片2、偏振片3、四分之一波片4和第一反射镜5，偏振片3的一侧对应装有反射镜11，反射镜11对应的一侧依次设置有非球面柱透镜12、F-P标准具13和ICCD14；第一反射镜5的一侧对应装有第二反射镜6，第二反射镜6对应的一侧依次设置有第一透镜组凹透镜7、第二透镜组凸透镜8和恒温水箱9，恒温水箱9内安装有比色皿16，比色皿16与第二透镜组凸透镜8相对应。检测步骤如下：1）常温下，分别以普通植物油201与地沟油205作为光散射介质，激光打到这些散射介质中，并激发出第一布里渊散射信号202；2）信号光通过F-P标准具13的分光与ICCD14的光谱记录后，经计算机15对这两种信号进行分析处理203和数据储存204；3）在相同的常温下，以待测待检测油206作为散射介质，激光打到待测待检测油206中并激发出第二布里渊散射信号207；4）同样由F-P标准具13分光与ICCD14对光谱记录，最后经计算机15对该散射信号分析处理203后与先前的信号数据208作对比，即可辨别待检测油是否是地沟油，得出辨别结果209。所述普通植物油201与所述地沟油205的布里渊散射信号的频移在进行所述数据储备204时，用恒温水箱9调控普通植物油201与地沟油205的温度，从而得到各温度下第一布里渊散射信号202。所述待检测油206的第二布里渊散射信号207测量之后，通过比对同温度下所述普通植物油201与所述地沟油205激发的第一布里渊散射信号202，即可得出待检测油是否为地沟油。在分析布里渊散射信号的数据时，可通过分析布里渊散射信号的频移量或线宽量检测油品。实施例：本发明的一个较佳实施方式如下，本发明的装置如图1所示，采用一台计算机15通过线路（图1中用虚线表示）控制激光器1、ICCD14与恒温控制器10，恒温控制器10连接恒温水箱9，恒温控制器10的型号为SLDX-25控制器，计算机15通过对恒温控制器10控制恒温水箱9的温度；激光器1射出光束并依次透过半波片2、偏振片3、四分之一波片4、第一反射镜5、第二反光镜6、第一透镜组凹透镜7、第二透镜组凸透镜8并射到比色皿16的油品中，产生后向布里渊散射信号，散射信号按原光路返回，再经过偏振片3与反射镜11的反射透过非球面柱透镜12、F-P标准具13并由ICCD14、计算机15进行记录和分析光谱。本发明的工作原理：由计算机15控制的激光器1发出532nm的竖直偏振光由实线代表光路；竖直偏振光经半波片2后以水平偏振光透射并以极高的透射率透过偏振片3；水平偏振光以椭圆偏振态透过四分之一波片4并经第一、二反射镜5、6的两次反射后射入第一、二透镜组7、8；经第一、二透镜组7、8的扩束与聚焦射到盛有油品的比色皿16中并激发出后向布里渊散射信号；散射信号按原光路返回，当再次透过四分之一波片4时以竖直偏振态射出；竖直偏振的散射光经只对水平偏振态高透的偏振片3时反射到反射镜11并依次透过非球面柱透镜12和F-P标准具13后，由ICCD14对光谱记录并由计算机15对信号进行处理。本发明的操作过程：1)打开计算机15及恒温水箱9、恒温控制器10，通过电脑设定恒温水箱9的温度为30℃；2)将普通植物油201放入比色皿16中，待普通植物油201达到恒温控制器10所设定的温度30℃后，打开激光器1并输出激光；3)计算机15通过控制ICCD14对第一布里渊散射信号202进行信号采集；4)计算机15对第一布里渊散射信号202进行分析处理203，并进行布里渊散射信号频移量的数据储备204；5)将地沟油205放入比色皿16中，待地沟油温度达到设定温度30℃后重复3）、4）步骤，建立起地沟油与普通植物油的布里渊散射频移数据库；6)对待检测油206进行检测，将待检测油206放入比色皿16中，待待检测油达到设定的温度30℃后，重复步骤3）、4）；7)通过待检测油206产生的第二布里渊散射信号207的分析处理203得到信号数据208并与建立的布里渊散射频移数据库作比对，即可辨别待检测油206是否为地沟油。采用种子注入式脉冲Nd：YAG调Q激光器1，激光光源波长为532nm，F-P标准具13的平面镜反射率为99.5%，自由光谱范围为19.8GHz，扫描周期为100s。ICCD14型号为PrincetonInstrumentsPI-MAX1024B。如图2所示，首先分别以普通植物油201和新型地沟油205作为光散射介质，经过非球面柱透镜12的消差和F-P扫描干涉仪13的分光后由ICCD14对信号光进行光谱记录，计算机15对信号进行自动的处理分析203和储存建立信号数据库。然后，以待检测油206作为光散射介质，计算机15对产生的散射信号做自动处理并与信号库作比对，即可得出待检测油206是否是地沟油209。图3是油中受激布里渊散射信号的光谱图。检测装置201中的非球面柱透镜12使原本的双环光谱结构变成双点光谱结构，其中每一级内侧的小亮点代表瑞利信号，大亮点代表布里渊散射信号；双点光谱结构不仅仅提高了信噪比，而且便于测量布里渊散射信号的频移量和线宽量，通过对不同油品产生的布里渊散射信号的频移量或线宽量的分析即可得出油品的种类。图4是不同种植物油激发的布里渊散射信号的频移量与温度的关系图，通过观察可知相同温度下，不同种植物油激发的布里渊散射信号的频移量是不同的，由此也可通过对某温度下不同油品激发的布里渊散射信号的频移量来定位油品的种类。布里渊散射是入射光场与介质内的弹性声波场相互作用而产生的一种光散射现象。散射光的频率相对于入射光的频率发生变化，并且这种变化的大小与散射角和散射介质内的声波场特性有关。通过接收油品的后向散射信号可消除散射角对布里渊散射信号的影响，通过对不同油品的布里渊散射信号的频移测量，辨别出地沟油205与普通植物油201。控制油温可通过恒温水箱9进行调节，可得到不同温度下的散射信号，不局限与常温下的测量，可以对任何温度下的待检测油206进行检测，大大增加本发明的适用范围。测量中所用的地沟油205包括餐饮废弃油和用动物皮肉等加工的劣质油，满足对新型地沟油205的测量。在F-P标准具13前加一个非球面柱透镜12，提高布里渊散射信号的信噪比。