一种快速检测果蔬产品中农药残留的设备及方法与流程

本发明涉及农药残留检测装置技术领域，具体是涉及一种快速检测果蔬产品中农药残留的设备及方法。

背景技术：

我国是农业大国，农药的生产和使用在我国非常普遍广泛，尤其是高毒性的有机磷和氨基甲酸酯类农药，是我国目前生产和使用量最大的农药。农药的大面积使用和滥用，加之社会上缺乏对农药有效快速的现场检测手段而导致的监管不到位，使得我国蔬菜、水果等农产品中残留农药超标的现象相当严重，同时也导致了农药对我国地表水和地下水的污染。另一方面，随着我国人民生活水平的不断提高，人们越来越关注饮食安全问题。在此情况下，研究和开发能够对果蔬产品残留农药和水体所含农药进行现场快速准确检测的方法和仪器具有十分重要的社会意义和实用价值。

当前，农药残留检测的样品前处理方法一般是按国标(gb/t5009.199-2003)中的步骤进行，其过程为：取样、粉碎、萃取、提纯。该过程如果全部采用人工进行，相当耗时。然而，后续酶抑制法检测农药残留流程已高度集成化，每小时检测样本数可达300～400个(剔除前处理时间)。要发挥这些高通量的检测设备的整体效率，只有在前处理环节增加人员，缩短前处理时间，才能达到整体高效的目的。应该说，果蔬产品的前处理环节已成为农残检测的限速步骤。

林外，我国主要使用气相色谱法、液相色谱法和气相色谱-质谱连用法对蔬菜、水果等农产品中残留农药以及水体中所含农药进行检测。虽然这些大型仪器灵敏度高，检测结果准确可靠，但存在仪器价格昂贵，操作复杂，样品需前处理，检测成本高，检测时间长，不适合现场快速检测等缺点。

因此亟需设计一种能够快速自动处理待测样品且检测结果更加精确的设备及方法。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是提供了能够自动处理待测样品且检测结果更加精确的快速检测果蔬产品中农药残留的设备及方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种快速检测果蔬产品中农药残留的设备，主要是由待测样液制备装置、分装装置、传送装置、待测样液存放装置、转盘和检验分析装置组成，所述待测样液制备装置包括微型破碎机、微型离心机、微型匀浆机、萃取溶剂存储装置、大孔吸附树脂吸附装置、待测样液制备装置电源、缓冲液存储装置、样液配制装置、第一搁板和第二搁板，所述第一搁板位于待测样液制备装置的左侧偏上位置，所述第二搁板位于待测样液制备装置的右侧偏下位置，所述微型破碎机上部设有微型破碎机端盖，下部设有微型破碎机电机，微型破碎机置于第一搁板上，微型破碎机穿过待测样液制备装置的上表面，使所述微型破碎机端盖位于待测样液制备装置的上表面之上，所述微型离心机、微型匀浆机、大孔吸附树脂吸附装置从左向右依次置于所述第二搁板上，所述萃取溶剂存储装置位于微型匀浆机的上方，萃取溶剂存储装置上部穿过待测样液制备装置，使其上部的萃取溶剂存储装置顶盖位于待测样液制备装置的上表面之上，所述微型离心机内设有离心管，底部设有微型离心机电机，所述微型匀浆机底部设有微型匀浆机电机，所述微型破碎机通过导管一连接至所述微型离心机，所述萃取溶剂存储装置通过萃取液导入管连接至微型离心机，微型离心机通过导管二连接至所述微型匀浆机，在所述导管二上设有微型泵，所述微型匀浆机通过导管三连接至所述大孔吸附树脂吸附装置，所述样液配制装置、缓冲液存储装置和待测样液制备装置电源均位于第二搁板的下方，且样液配制装置、缓冲液存储装置和待测样液制备装置电源从右向左依次放置，大孔吸附树脂吸附装置的底部通过导管五与样液配制装置连接，样液配制装置与缓冲液存储装置之间通过导管四连接，所述微型破碎机电机、微型离心机电机、微型匀浆机电机以及样液配制装置的电机均通过导线连接至待测样液制备装置电源，所述样液配制装置右端设有导管六，所述导管六从右侧穿出待测样液制备装置的右侧面且通过管接头连接至所述分装装置，通过分装装置将待测样液分装在所述待测样液存放装置内，所述待测样液存放装置依次通过所述传送装置传送至所述转盘，所述检验分析装置位于转盘的右侧，检验分析装置左侧设有机械臂，内部设有光学检测设备和主机，光学检测设备为光学传感检测仪，通过所述机械臂将转盘上的待测样液存放装置送至所述光学检测设备内，所述光学检测设备通过传导线连接至所述主机。

进一步地，在上述方案中，所述萃取溶剂存储装置分为三部分，在萃取溶剂存储装置顶盖上设有与所述三部分相对应的萃取溶剂加药口，所述萃取液导入管分三路分别与所述三部分相连通，可以在三部分内加入不同的萃取溶剂，在连续检测多个样品时，便于根据不同的萃取需要进行选择，减少对萃取溶剂存储装置的清洗次数。

进一步地，在上述方案中，在所述待测样液制备装置内还设有反冲洗水箱，所述反冲洗水箱通过反冲洗管连接至所述导管六，在所述反冲洗管与导管六相连接的地方设有三通阀，可以利用反冲洗水箱内的水对整个测样液制备装置内的微型破碎机、微型离心机、微型匀浆机、大孔吸附树脂吸附装置、以及样液配制装置进行反冲洗，反冲洗管路上可以设置循环泵，反冲洗出水可以从微型破碎机端盖导出来。

进一步地，在上述方案中所述传送装置底部设有机架，所述传送装置还外接传送装置驱动电机图上未示出。

进一步地，在上述方案中，在所述待测样液存放装置的侧面上贴有条码。

进一步地，在上述方案中，在所述检验分析装置上还设有rfid条码读取装置，通过rfid条码读取装置读取条码信息，可便于对检测数据进行计算处理。

进一步地，在上述方案中，所述机械臂包括横向伸缩臂和竖向伸缩臂，所述横向伸缩臂安装在检验分析装置的左上方，所述竖向伸缩臂安装在横向伸缩臂的左端下方且垂直于横向伸缩臂，在竖向伸缩臂的最下端设有机械抓手，所述机械臂通过位于检验分析装置内的伸缩臂控制电机来控制，所述伸缩臂控制电机的右侧设有检验分析装置电源，伸缩臂控制电机和连接至光学检测设备均连接至所述检验分析装置电源。

利用所述的一种快速检测果蔬产品中农药残留的设备进行农药残留检测的方法，包括以下步骤：

s1：打开待测样液制备装置电源，由待测样液制备装置电源为所述微型破碎机电机供电，将待检测样品置于所述微型破碎机内，经过微型破碎机进行粉碎，同时通过萃取溶剂加药口向所述萃取溶剂存储装置内倒入萃取溶剂；

s2：由导管一将粉碎后的待测样品导入至微型离心机内，由萃取液导入管将萃取溶剂存储装置内的萃取液也导入至微型离心机内，由待测样液制备装置电源为所述微型离心机电机供电，开启微型离心机进行离心，离心速度为800-1000r/min，离心时间为5-20min；

s3：通过导管二及其上设置的微型泵将微型离心机内的上清液吸入至微型匀浆机，由待测样液制备装置电源为所述微型匀浆机电机供电，开启微型匀浆机进行匀浆萃取，得到萃取液；

s4：通过导管三将萃取液导入至大孔吸附树脂吸附装置内进行吸附提纯，得到净化后的萃取液；

s5：通过导管五将净化后的萃取液导入至样液配制装置，同时通过导管四将缓冲液存储装置内的缓冲液也导入至样液配制装置，在所述导管四和导管五上均设有流量控制阀，用于控制净化后的萃取液与缓冲液的比例，由待测样液制备装置电源为所述样液配制装置的电机供电，将净化后的萃取液与缓冲液按比例混合搅拌均匀，配制得到待测样液；

s6：将待测样液通过导管六送至分装装置，将待测样液分装在待测样液存放装置内；通过人工或者机器操作在待测样液存放装置的侧面贴上条码；

s7：贴上条码后的待测样液存放装置被依次传送装置传送至转盘；

s8：通过机械臂底部的机械抓手将转盘上的待测样液存放装置送至光学检测设备内，光学检测设备对待测样液存放装置内的待测样液进行检测分析，并将检测的数据通过传导线传输至主机；

s9：主机内设有cpu、数据存储单元、数据分析单元和数据处理单元，所述数据存储单元将光学检测设备检测得到的数据进行存储，并发送至所述数据分析单元，对所检测的数据进行分析，然后在发送至所述数据处理单元，通过数据处理单元将测得的数据以每10-30组数据为单位计算其平均值，所得到的平均值作为检测结果输出。

进一步地，打开所述三通阀，利用反冲洗水箱内的水对整个测样液制备装置内的微型破碎机、微型离心机、微型匀浆机、大孔吸附树脂吸附装置、以及样液配制装置进行反冲洗，反冲洗管路上可以设置循环泵，反冲洗出水可以从微型破碎机端盖导出来，反冲洗完成后，可以进行下一个待测样品的检测。

本发明的有益效果是：本发明集待测样品的粉碎、萃取、提纯净化、样液配制、样液分装、样液传送及样液检测于一体，自动化程度高，操作便捷，可以快速有效地对待测样品上的农药残留进行检测，而且本发明的检验分析装置将将测得的数据以每10-30组数据为单位计算其平均值，所得到的平均值作为检测结果进行输出，可以有效降低误差，使检测结果更加精确，另外，本发明具备反冲洗功能，可以在短时间内连续进行多个不同待测样品的农药残留检测，效率高。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是待测样液制备装置的结构示意图；

其中，1-待测样液制备装置、2-分装装置、3-传送装置、4-待测样液存放装置、5-转盘、6-检验分析装置、11-微型破碎机、111-微型破碎机端盖、112-微型破碎机电机、113-导管一、114-第一搁板、115-第二搁板、12-微型离心机、121-离心管、122-导管二、123-萃取液导入管、124-微型泵、125-微型离心机电机、13-微型匀浆机、131-导管三、132-微型匀浆机电机、14-萃取溶剂存储装置、141-萃取溶剂存储装置顶盖、142-萃取溶剂加药口、15-大孔吸附树脂吸附装置、16-待测样液制备装置电源、17-缓冲液存储装置、171-导管四、18-样液配制装置、181-导管五、182-导管六、19-反冲洗水箱、191-反冲洗管、192-三通阀、20-管接头、31-机架、51-转盘底座、61-机械臂、611-横向伸缩臂、612-竖向伸缩臂、62-机械抓手、63-伸缩臂控制电机、64-检验分析装置电源、65-光学检测设备、66-传导线、67-主机、68-开孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来对本发明进行更进一步详细的说明。

如图1所示的一种快速检测果蔬产品中农药残留的设备，主要是由待测样液制备装置1、分装装置2、传送装置3、待测样液存放装置4、转盘5和检验分析装置6组成，待测样液制备装置1包括微型破碎机11、微型离心机12、微型匀浆机13、萃取溶剂存储装置14、大孔吸附树脂吸附装置15、待测样液制备装置电源16、缓冲液存储装置17、样液配制装置18、第一搁板114和第二搁板115，第一搁板114位于待测样液制备装置1的左侧偏上位置，第二搁板115位于待测样液制备装置1的右侧偏下位置，微型破碎机11上部设有微型破碎机端盖111，下部设有微型破碎机电机112，微型破碎机11置于第一搁板114上，微型破碎机11穿过待测样液制备装置1的上表面，使微型破碎机端盖111位于待测样液制备装置1的上表面之上，微型离心机12、微型匀浆机13、大孔吸附树脂吸附装置15从左向右依次置于第二搁板115上，萃取溶剂存储装置14位于微型匀浆机13的上方，萃取溶剂存储装置14上部穿过待测样液制备装置1，使其上部的萃取溶剂存储装置顶盖141位于待测样液制备装置1的上表面之上，微型离心机12内设有离心管121，底部设有微型离心机电机125，微型匀浆机13底部设有微型匀浆机电机132，微型破碎机11通过导管一113连接至微型离心机12，萃取溶剂存储装置14通过萃取液导入管123连接至微型离心机12，微型离心机12通过导管二122连接至微型匀浆机13，在导管二122上设有微型泵124，微型匀浆机13通过导管三131连接至大孔吸附树脂吸附装置15，样液配制装置18、缓冲液存储装置17和待测样液制备装置电源16均位于第二搁板115的下方，且样液配制装置18、缓冲液存储装置17和待测样液制备装置电源16从右向左依次放置，大孔吸附树脂吸附装置15的底部通过导管五181与样液配制装置18连接，样液配制装置18与缓冲液存储装置17之间通过导管四171连接，微型破碎机电机112、微型离心机电机125、微型匀浆机电机132以及样液配制装置183的电机均通过导线连接至待测样液制备装置电源16，样液配制装置18右端设有导管六182，导管六182从右侧穿出待测样液制备装置1的右侧面且通过管接头20连接至分装装置2，通过分装装置2将待测样液分装在待测样液存放装置4内，待测样液存放装置4依次通过传送装置3传送至转盘5，检验分析装置6位于转盘5的右侧，检验分析装置6左侧设有机械臂61，内部设有光学检测设备65和主机67，光学检测设备65为光学传感检测仪；通过机械臂61将转盘5上的待测样液存放装置4送至光学检测设备65内，光学检测设备65通过传导线66连接至主机67。

其中，萃取溶剂存储装置14分为三部分，在萃取溶剂存储装置顶盖141上设有与三部分相对应的萃取溶剂加药口142，萃取液导入管123分三路分别与三部分相连通，可以在三部分内加入不同的萃取溶剂，在连续检测多个样品时，便于根据不同的萃取需要进行选择，减少对萃取溶剂存储装置14的清洗次数。

在待测样液制备装置1内设有反冲洗水箱19，反冲洗水箱19通过反冲洗管191连接至导管六182，在反冲洗管191与导管六182相连接的地方设有三通阀192，可以利用反冲洗水箱19内的水对整个测样液制备装置1内的微型破碎机11、微型离心机12、微型匀浆机13、大孔吸附树脂吸附装置15、以及样液配制装置18进行反冲洗，反冲洗管路上可以设置循环泵，反冲洗出水可以从微型破碎机端盖111导出来。

传送装置3底部设有机架31，传送装置3还外接传送装置驱动电机图上未示出。

在待测样液存放装置4的侧面上贴有条码。在检验分析装置6上还设有rfid条码读取装置，通过rfid条码读取装置读取条码信息，可便于对检测数据进行计算处理。

其中，机械臂61包括横向伸缩臂611和竖向伸缩臂612，横向伸缩臂611安装在检验分析装置6的左上方，竖向伸缩臂612安装在横向伸缩臂611的左端下方且垂直于横向伸缩臂611，在竖向伸缩臂612的最下端设有机械抓手62，机械臂61通过位于检验分析装置6内的伸缩臂控制电机63来控制，伸缩臂控制电机63的右侧设有检验分析装置电源64，伸缩臂控制电机63和连接至光学检测设备65均连接至检验分析装置电源64。

利用上述的一种快速检测果蔬产品中农药残留的设备进行农药残留检测的方法，包括以下步骤：

s1：打开待测样液制备装置电源16，由待测样液制备装置电源16为微型破碎机电机112供电，将待检测样品置于微型破碎机11内，经过微型破碎机11进行粉碎，同时通过萃取溶剂加药口142向萃取溶剂存储装置14内倒入萃取溶剂；

s2：由导管一113将粉碎后的待测样品导入至微型离心机12内，由萃取液导入管123将萃取溶剂存储装置14内的萃取液也导入至微型离心机12内，由待测样液制备装置电源16为微型离心机电机125供电，开启微型离心机12进行离心，离心速度为800-1000r/min，离心时间为5-20min；

s3：通过导管二122及其上设置的微型泵124将微型离心机12内的上清液吸入至微型匀浆机13，由待测样液制备装置电源16为微型匀浆机电机132供电，开启微型匀浆机13进行匀浆萃取，得到萃取液；

s4：通过导管三131将萃取液导入至大孔吸附树脂吸附装置15内进行吸附提纯，得到净化后的萃取液；

s5：通过导管五181将净化后的萃取液导入至样液配制装置18，同时通过导管四171将缓冲液存储装置17内的缓冲液也导入至样液配制装置18，在导管四171和导管五181上均设有流量控制阀，用于控制净化后的萃取液与缓冲液的比例，由待测样液制备装置电源16为样液配制装置18的电机供电，将净化后的萃取液与缓冲液按比例混合搅拌均匀，配制得到待测样液；

s6：将待测样液通过导管六182送至分装装置2，将待测样液分装在待测样液存放装置4内；通过人工或者机器操作在待测样液存放装置4的侧面贴上条码；

s7：贴上条码后的待测样液存放装置4被依次传送装置3传送至转盘5；

s8：通过机械臂61底部的机械抓手62将转盘5上的待测样液存放装置4送至光学检测设备65内，光学检测设备65对待测样液存放装置4内的待测样液进行检测分析，并将检测的数据通过传导线66传输至主机67；

s9：主机67内设有cpu、数据存储单元、数据分析单元和数据处理单元，数据存储单元将光学检测设备65检测得到的数据进行存储，并发送至数据分析单元，对所检测的数据进行分析，然后在发送至数据处理单元，通过数据处理单元将测得的数据以每10-30组数据为单位计算其平均值，所得到的平均值作为检测结果输出；

s10：打开三通阀192，利用反冲洗水箱19内的水对整个测样液制备装置1内的微型破碎机11、微型离心机12、微型匀浆机13、大孔吸附树脂吸附装置15、以及样液配制装置18进行反冲洗，反冲洗管路上可以设置循环泵，反冲洗出水可以从微型破碎机端盖111导出来，反冲洗完成后，可以进行下一个待测样品的检测。

本设备集待测样品的粉碎、萃取、提纯净化、样液配制、样液分装、样液传送及样液检测于一体，自动化程度高，操作便捷，可以快速有效地对待测样品上的农药残留进行检测，而且本发明的检验分析装置将将测得的数据以每10-30组数据为单位计算其平均值，所得到的平均值作为检测结果进行输出，可以有效降低误差，使检测结果更加精确，另外，本发明具备反冲洗功能，可以在短时间内连续进行多个不同待测样品的农药残留检测，效率高。

效果验证：利用本发明的设备对15种果蔬产品进行农药残留检测，通过检测结果发现，本发明的设备检测效率高，而且检测结果准确度高达98.3％以上。

以上所述仅是本发明的实施方式的举例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。