多通道食品综合检测设备的制作方法

本实用新型涉及食品检测技术领域，具体涉及一种多通道食品检测设备。

背景技术：

近年来，食品安全问题越来越得到社会大众的广泛关注，随着人们健康意识的增强，而频频曝光的非法的食品制作工序又加重了人们对食品安全的焦虑，因此，食品监管部门迫切需要一种功能强大、检测类种齐全、操作方便快捷的食品检测仪器，对市场上的食品进行快速全面的检测，有效杜绝非法食品的生产，进而保证人们日常饮食的安全。

目前食品检测还是多采用化学方法，通过添加化学试剂来确定食品中某些特定物质的含量，但是这种检测方法主要在实验室进行，而且操作过程较为繁琐；市场上还有一些具有食品检测项目的仪器，比如气相色谱仪、质谱仪、核磁共振、红外线光谱仪等，但是这些仪器只针对一种或某几种特定的检测项目，检测范围较窄，而且普遍存在购置仪器成本高、不宜维护、操作使用程序复杂的现实情况。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种多通道食品综合检测设备，以解决现有的食品检测设备可检测出的有害成分的种类少、操作不便、而且数据保存不够安全可靠的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

设计一种多通道食品综合检测设备，包括检测模块、处理器模块、电源模块、输入终端和输出终端；检测模块包括设置有12组独立检测单元的检测槽，处理器模块包括ARM微处理器，输出终端包括显示单元、微型打印机、USB通讯接口；检测模块将样品检测数据输入处理器模块，处理器模块将处理后的样品检测数据根据输入终端的输入信息输出至所述输出终端。

优选的，ARM处理器包括Cortex-M3内核，数据处理能力强。

优选的，电源模块包括汽车电源接口和可充电锂电池，汽车电源接口方便用户用于装备流动检测车，可充电锂电池在无外接电源时，可维持超过8小时工作，使得设备方便携带，进行户外操作。

优选的，输入终端包括硅胶按键，触感好，使用寿命长。

优选的，显示单元包括320*240图形点阵液晶显示屏，全中文操作界面，使用方便。

优选的，独立检测单元包括光源、受光器和样品仓；光源包括发光二极管以及光源预热与恒温管理系统、闭环回路光源自动校准系统，受光器包括反应灵敏的硅光电传感器，将光信号转化为电信号输入至微处理器中；发光二极管发出波长460nm的蓝色光、波长525nm的绿色光、波长589nm的橙色光、波长410nm的紫色光；光源预热与恒温管理系统有效防止数据的漂移和各通道的不一致；闭环回路光源自动校准系统避免因外部条件变化导致的光源过强过弱，从而保持光源的最佳工作状态。

所述电源模块还包括内外部电源自动切换电路，内外部电源自动切换电路的MOS管Q5的源极连接可充电锂电池的正极，其漏极与二极管D6的负极和电阻R8连接，其栅极依次与二极管D6的正极、二极管D8的负极、电阻R8及R9相连；MOS管Q6的源极连接外部电源的正极，其漏端与二极管D5的负极和电阻R7的一端相连，其栅极与二极管D5的正极、电阻R7、电阻R10相连；MOS管Q8的漏极与电阻R10连接，其源极接地其栅极与电阻R11、R13及二极管D9的正极连接，R13和D9二极管的负极接地；该电路可实现外部电源和锂电池供电的无缝切换，在外接电源时优先使用外部电源供电和充电，当外部电源断开时，无缝切换到锂电池供电，防止数据丢失。

与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果在于：

1.本实用新型检测项目齐全，多组独立检测通道，可同时进行甲醛、亚硝酸盐、二氧化硫、双氧水、吊白块、蛋白质、铅、硝酸盐、硼砂、农药残留。

2.本实用新型检测精度高，利用光电传感器检测食品的特定成分，配合微处理器分析检测数据，使得结果更加精确。

3.本实用新型检测速度快，ARM处理器强大的数据处理能力能快速获得检测结果，加快检测进程。

4.本实用新型操作方便，清晰的操作按键和大屏幕液晶显示配合人性化菜单使操作更简单方便，汽车电源接口配合可充电锂电池使仪器便于携带，可以应用于各种不同的场合。

5.本实用新型便于管理，其通讯接口能与PC端强大的数据分析、处理、数据库管理应用软件结合，为数据的远程监控和管理提供了很好的基础。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型检测槽俯视图；

图3为本实用新型检测单元结构示意图；

图4为本实用新型检测功能结构示意图；

图5为电源管理模块电路结构示意图；

图6为模数转换电路结构示意图。

图中，1为检测槽，2为上盖，3为样品池，4为微型打印机，5为液晶显示屏，6为按键。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来说明本实用新型的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本实用新型，并不以任何方式限制本实用新型的范围。

以下实施例中所涉及或依赖的程序均为本技术领域的常规程序或简单程序，本领域技术人员均能根据具体应用场景做出常规选择或者适应性调整。

以下实施例中所涉及的单元模块、零部件、电路结构或传感器等，如无特别说明，则均为常规产品或结构。

实施例1：一种多通道食品综合检测设备，参见图1，包括壳体，壳体左半部分设置有检测槽1，检测槽1内部设置有样品池3，检测槽1还设置有铰接在壳体上的上盖2；壳体又半部分设置有微型打印机4，微型打印机下方为液晶显示屏5和按键6；液晶显示屏选用320*240图形点阵液晶显示屏，按键选用硅胶按键。壳体内部还设置有微处理器和电源电路，微处理器选用含有Cortex-M3内核的ARM处理器，处理速度快；电源电路包括汽车电源接口和可充电锂电池，可装备在流动检测车上，并且保证在没有外接电源的情况下可持续工作八小时。壳体的后侧面还设置有USB通讯模块，方便与上位机进行通讯，为数据的远程监控和管理提供了很好的基础。

检测槽内部结构参见图2，样品池3为长方体凹槽状，分两列6行排列，由下往上由左又往左依次编号，右下为1，左上为12，每个样品池均为独立的检测单元，每个单元均含有一组独立的检测单元如图3，发光二极管组成的光源发出特定波长的入射光线照射到样品上，经反射衰减生成出射光线进入受光器，受光器包括硅光电传感器，将感应到的光信号转换为电信号，得到的电信号为模拟信号，需要经过处理器外接的AD转换器进行转换为数字信号才能送入ARM微处理器进行处理。在此过程中光源通过预热与恒温管理系统防止数据的漂移和各通道的不一致，通过闭环回路自动校准系统避免因外部条件变化导致的光源过强过弱，从而保持光源的最佳工作状态。12个样品池可同时检测相同样品的不同检测项或不同样品的同一检测项或不同样品的不同检测项，如此分类在增多检测项目的同时又便于数据的整理和查看。

上述检测设备内部功能模块结构参见图4，电源管理模块在接通电源时可以判断输入电源是外接直流电源还是内置充电锂电池供电，发光二极管发出特定波长的光经样品反射后衰减进入光电检测电池，光电检测电池将接受的到的光信号转换为电信号输入微处理器进行处理，在此过程中根据液晶显示屏提示的选项按下操作按键即可。待检测完成后，所要查看的检测结果经输出接口在液晶显示屏上显示或通过微型打印机打印或通过USB接口上传至上位机。

电源管理模块如图5，焊盘B4接锂电池组负极和尾部供电负极，外部供电的正极接焊盘B3，电池组的正极接焊盘B2，输出正极为焊盘B1，负极为焊盘B4，当外部供电存在时，Q5的V_gs小于V_gs（th），Q5关闭，同时R11和R13分压使Q8导通，R7和R10分压使得Q6导通，外部供电接通输出，当外部供电不存在或撤离时，Q8的驱动电压为0V，Q8关断,Q6也关断，外部供电回路被切断，Q5驱动端V_gs大于V_gs（th），锂电池供电回路接通，无缝切换到电池组输出。

模数转换电路如图6，选用模数转换芯片ADC0809，IN1-IN7分别接受光器产生的模拟量信号，CLK通过分频器与STM32单片机的PA.8引脚相连提供时钟信号，ADDA-C为通道选择引脚，ALE置为高电平时将ADDA-C送进的通道选择变量所存，经译码后送到内部转换单元，START获得正脉冲时，上升沿清零，下降沿开始转换，转换期间START保持低电平，EOC为转换结束信号，当EOC为高电平时表示转换结束，转换接收后将OE设置为1，微处理器就可以读取D0-D7端输出的转换数据了。

上述多通道食品综合检测设备的操作使用方法如下：开机后，首先根据是否插电源适配器系统自动识别是从外部电源还是从备用锂电供电；然后设备自动对样品池中各通道的灯光进行自检和校正，确保测试前系统正常；进入主界面后，液晶菜单界面清晰显示出所有的操作功能，用户根据测试需要和检测流程操作按键，从而执行不同的测试项功能；接下来等待检测完成，之后对测试结果可以选择是否打印数据和存储；对历史数据也可以通过按键进行查看和打印；如果此时通过通讯接口和上位机PC软件连接，可以将数据上传PC进行后续的管理。

本例中的食品综合检测设备检测项目齐全，12组独立检测通道，可同时进行甲醛、亚硝酸盐、二氧化硫、双氧水、吊白块、蛋白质、铅、硝酸盐、硼砂、农药残留共10项测试，技术参数如下：1、农残：检测下限：抑制率5%，检测范围：抑制率（0～100%）2、甲醛：检测下限：1mg/kg，检测范围：（0～100）mg/kg 3、亚硝酸盐：检测下限：1mg/kg，检测范围：（0～100）mg/kg 4、二氧化硫：检测下限：1mg/kg，5mg/kg，检测范围：（0～100）mg/kg,0~500）mg/kg 5、吊白块：检测下限：5mg/kg，检测范围：（0～500）mg/kg 6、蛋白质：检测下限：0.5%，检测范围：（0～50）% 7、硝酸盐：检测下限：10mg/kg，40mg/kg，检测范围：（0～1000）mg/kg,0＃4000）mg/kg 8、重金属铅：检测下限：0.5mg/kg，0.2mg/kg，检测范围：（0～50）mg/kg,0～20）mg/kg 9、硼砂：检测下限：5mg/kg，检测范围：（0～100）mg/kg 10、双氧水：检测下限：5mg/kg，10mg/kg，100mg/kg，检测范围：（0～500）mg/kg,（0～1000）mg/kg，（0～10000）mg/kg

上面结合附图和实施例对本实用新型作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本实用新型宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本实用新型的常见变化范围，在此不再一一详述。