一种农药残留检测仪的制作方法

本实用新型涉及质量检测技术领域，尤其是一种农药残留检测仪。

背景技术：

众所周知，随着农业产业化的发展和人类生活质量的不断提高，食品安全问题已经成为人们关注的焦点。由于农产品生产环节中农药的误用和滥用，农产品农药残留超标已经成为不容忽视的问题。有机磷农药作为农药残留超标的主要来源，目前传统检测手段大多采用生物化学和色谱检测法进行定性定量的分析，优点在于检测限低、精度高、灵敏度也较强；缺点是使用场合有限，在进行实地检测时，其体积笨重、操作要求高，需要相关专业人员协同操作，不能满足现场快速检测的要求。电流型酶电极生物传感器的出现，很大程度上简化了以往的检测过程，能精确实现对果蔬农药残留量进行定量检测，而且操作简单，实用性强，在现实中具有重要应用前景。

技术实现要素：

针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种农药残留检测仪。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种农药残留检测仪，它包括恒电位仪、酶电极传感器、I/V变换电路、差分放大电路、低通滤波电路、A/D转换电路、微处理器、上位机、液晶显示器、按键和打印机；

所述恒电位仪产生恒电流信号并将信号输入至酶电极传感器，所述酶电极传感器检测有机磷农药浓度信号并将信号输入至I/V变换电路，所述I/V变换电路将信号进行I/V转换并将转换后的信号输入至差分放大电路，所述差分放大电路将信号进行差分放大并将放大后的信号输入至低通滤波电路，所述低通滤波电路将信号进行低通滤波处理并将信号输入至A/D转换电路，所述A/D转换电路将信号进行A/D转换并将转换后的信号输入至微处理器，所述微处理器将信号进行整理并将信号反馈给上位机、液晶显示器和打印机，所述微处理器与按键电性连接。

优选地，所述I/V变换电路包括运算放大器，所述运算放大器为AD8571运算放大器，所述运算放大器的-INA端脚与酶电极传感器连接，所述运算放大器的OUTA端脚与差分放大电路连接，所述运算放大器的-INA端脚和OUTA端脚并联有第一可调电阻，所述第一可调电阻并联有第一电容。

优选地，所述差分放大电路包括第一仪表放大器，所述低通滤波电路包括第二仪表放大器，所述第一仪表放大器和第二仪表放大器均为AD622仪表放大器，所述第一仪表放大器的1端脚和8端脚并联有微调电阻，所述第二仪表放大器的IN+端脚通过依次串联的第二电阻和第一电阻与第一仪表放大器的OUTA端脚连接并第二电容接地，所述第一电阻和第二电阻之间通过第三电容与第二仪表放大器的OUT端脚连接，所述第二仪表放大器的OUT端脚与A/D转换电路连接。

优选地，所述A/D转换电路包括AD7705转换器，所述微处理器为STC12C5A60S2处理器。

由于采用了上述方案，本实用新型通过恒电位仪为酶电极传感器提供恒 电流，利用具有恒流供电的酶电极传感器检测有机磷农药的残留含量；同时，利用I/V变换电路、差分放大电路和低通滤波电路将所检测到的浓度信号进行信号调理；并且，利用上位机实现人工数据操作、利用打印机实现数据信息的实时打印、利用液晶显示器实现数据信息的实时显示，其结构简单，操作方便，具有很强的实用性。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构原理示意图；

图2是本实用新型实施例的恒电位仪的原理示意图；

图3是本实用新型实施例的I/V变换电路的原理示意图；

图4是本实用新型实施例的差分放大电路的原理示意图；

图5是本实用新型实施例的低通滤波电路的原理示意图；

图6是本实用新型实施例的A/D转换电路的原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1至图5并结合图6所示，本实施例提供的一种农药残留检测仪，它包括恒电位仪1、酶电极传感器2、I/V变换电路3、差分放大电路4、低通滤波电路5、A/D转换电路6、微处理器7(STC12C5A60S2处理器)、上位机8、液晶显示器9、按键11和打印机10；

恒电位仪1产生恒电流信号并将信号输入至酶电极传感器2，酶电极传感器2检测有机磷农药浓度信号并将信号输入至I/V变换电路3，I/V变换电路3将信号进行I/V转换并将转换后的信号输入至差分放大电路4，差分放大电 路4将信号进行差分放大并将放大后的信号输入至低通滤波电路5，低通滤波电路5将信号进行低通滤波处理并将信号输入至A/D转换电路6，A/D转换电路6将信号进行A/D转换并将转换后的信号输入至微处理器7，微处理器7将信号进行整理并将信号反馈给上位机8、液晶显示器9和打印机10，微处理器7与按键11电性连接。

本实施例工作时，由恒电位仪1为酶电极传感器提供恒电流，利用具有恒流供电的酶电极传感器2检测有机磷农药的残留含量；同时，利用I/V变换电路3、差分放大电路4和低通滤波电路5将所检测到的浓度信号进行信号调理；并且，利用串口通信(如RS-232、RS-485等)将信号输入至上位机8，上位机8则实现人工数据操作。当检测的数据需要打印时，本实施例则利用打印机10将数据信息通过纸条打印出，此外，为方便用户的使用，则利用液晶显示器9实现数据信息的实时显示、利用按键11到达对系统工作的直接调控。

本实施例的酶电极传感器2的电位稳定性对测量结果的精确度有很大影响。因此恒电位仪1的电路的设计至关重要。经过实验验证后，本实施例采用如图2所示的电路结构，此电路有较宽的电压输出范围100～1000mV，通过第八电阻R8和第十电阻R10为可调节电阻，利用电阻值的调节可以选择合适的电位。达到控制酶电极传感器2的电流信号输出的大小，提高测量精度

本实施例的I/V变换电路3可采用如图3所示的电路结构，即包括运算放大器U1，运算放大器U1为AD8571运算放大器，运算放大器U1的-INA端脚与酶电极传感器2连接，运算放大器U1的OUTA端脚与差分放大电路3连接，运算放大器U1的-INA端脚和OUTA端脚并联有第一可调电阻RW1，第一可调电阻RW1并联有第一电容C1。

本实施例的差分放大电路3可采用如图4所示的电路结构、低通滤波电路4可采用如图5所示的电路结构，差分放大电路3包括第一仪表放大器U3，低通滤波电路包括第二仪表放大器U2，第一仪表放大器U3和第二仪表放大器 U2均为AD622仪表放大器，第一仪表放大器U3的1端脚和8端脚并联有微调电阻RV，第二仪表放大器U2的IN+端脚通过依次串联的第二电阻R2和第一电阻R1与第一仪表放大器U3的OUTA端脚连接并第二电容C2接地，第一电阻R1和第二电阻R2之间通过第三电容C3与第二仪表放大器U2的OUT端脚连接，第二仪表放大器U2的OUT端脚与A/D转换电路6连接。本实施例差分放大电路4采用高共模抑制比运放AD622设计，差分放大倍数A＝1+50.5k12/RV通过改变微调电阻RV的阻值，调整第一仪表放大器U3的倍数，改变输出电压的大小，最后得到0～5V范围的电压。本实施例的低通滤波电路5采用二阶有源低通滤波进行滤波，其中取第一电阻R1和第二电阻R2的阻值相同，第二电容C2和第三电容C3的电容值相同。

本实施例的A/D转换电路6包括AD7705转换器U4，A/D转换电路6的电路结构可采用如图6所示的电路结构。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。