一种食品重金属检测仪及食品重金属检测方法与流程

本发明涉及食品分析技术领域，尤其是一种食品重金属检测仪及食品重金属检测方法。

背景技术：

随着人们对食品安全的要求越来越高，对食品检测的需求也越来越迫切。检测食品中含有的重金属是一个重要的课题，其中溶出伏安法是一个成熟可靠的食品重金属检测方法，其检测灵敏度高，可以检测食品中含量为ppb级别的痕量重金属。食品中含有的对人体有害的重金属不止一种，因此实践中通常要对多种重金属进行检测，为了提高效率，通常要对多种重金属进行同时联合测定。但无论是溶出伏安法还是其他重金属检测方法，在每次测量过程中都会存在误差，尤其是对多种重金属进行联合测定时，误差会更大，使得效率与精度之间难以兼顾。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明的目在于提供一种食品重金属检测仪及食品重金属检测方法。

一方面，本发明的具体实施例包括一种食品重金属检测仪，包括控制模块、人机交互模块和重金属检测模块组；所述重金属检测模块组由至少一个重金属检测模块组成；

所述控制模块的第一数据端与人机交互模块的数据端连接；所述控制模块的至少一个第二数据端分别与重金属检测模块组中的各相应重金属检测模块连接；

所述人机交互模块用于获取根据食品检测要求设置的配置参数，并将所述配置参数上传到控制模块；所述配置参数中包含所要检测的重金属种类组合；

所述控制模块用于根据配置参数，生成与各重金属检测模块对应的工作任务信息，并将各工作任务信息分配到对应的重金属检测模块；所述工作任务信息用于控制相应的重金属检测模块对特定的重金属种类排列进行检测，所述重金属种类排列是所述重金属种类组合本身或其部分进行排列的结果；

所述重金属检测模块组中的各重金属检测模块用于根据分配到的工作任务信息启动进行重金属检测，并将各自的检测值上传到控制模块；

所述控制模块还用于接收各检测值，从而生成检测结果。

进一步地，各所述工作任务信息对应的重金属种类排列互不相同，且各所述工作任务信息对应的重金属种类排列中重金属种类的个数相等。

进一步地，全部所述工作任务信息对应的重金属种类排列组成了所述个数下的全部排列。

进一步地，所述检测结果是通过以下步骤计算得到的：

按照重金属种类，对各重金属检测模块检测到的检测值进行归类；

计算同一重金属种类所对应的各检测值的平均值，所述平均值作为该重金属种类的检测结果。

进一步地，所述重金属检测模块组中的各重金属检测模块均包括食品样本容器、电极探头和信号处理电路；所述食品样本容器用于安装食品样本；所述电极探头安装在食品样本容器内；所述电极探头与信号处理电路连接，所述信号处理电路与控制模块的第二数据端连接；所述信号处理电路用于根据分配到的工作任务信息控制电极探头，从而使用溶出伏安法对安装在食品样本容器内的食品样本依次进行相应种类的重金属检测，并将检测值上传到控制模块。

进一步地，所述食品重金属检测仪还包括微波消解模块，所述微波消解模块用于对各所述食品样本容器中的食品样本进行消解。

另一方面，本发明的具体实施例还包括一种食品重金属检测方法，包括以下步骤：

获取根据食品检测要求设置的配置参数；所述配置参数中包含所要检测的重金属种类组合；

根据配置参数，生成与各重金属检测模块对应的工作任务信息，并将各工作任务信息进行分配；所述工作任务信息用于控制相应的重金属检测模块对特定的重金属种类排列进行检测，所述重金属种类排列是所述重金属种类组合本身或其部分进行排列的结果；

根据分配到的工作任务信息进行重金属检测，并上传各自的检测值；

接收各检测值，从而生成检测结果。

进一步地，各所述工作任务信息对应的重金属种类排列互不相同，且各所述工作任务信息对应的重金属种类排列中重金属种类的个数相等。

进一步地，全部所述工作任务信息对应的重金属种类排列组成了所述个数下的全部排列。

进一步地，所述接收各检测值，从而生成检测结果这一步骤，具体包括：

按照重金属种类，对各重金属检测模块检测到的检测值进行归类；

计算同一重金属种类所对应的各检测值的平均值，所述平均值作为该重金属种类的检测结果。

本发明的有益效果是：通过使用多个重金属检测模块分别按不同的检测顺序对多种重金属进行检测，综合考虑多个检测结果，便可以抵消每个重金属检测模块在测量过程中产生的误差，得到精确的结果。

附图说明

图1为本发明具体实施例中食品重金属检测仪的结构框图。

具体实施方式

本实施例一种食品重金属检测仪，参照图1，包括控制模块、人机交互模块和重金属检测模块组；所述重金属检测模块组由至少一个重金属检测模块组成；

所述控制模块的第一数据端与人机交互模块的数据端连接；所述控制模块的至少一个第二数据端分别与重金属检测模块组中的各相应重金属检测模块连接；

所述人机交互模块用于获取根据食品检测要求设置的配置参数，并将所述配置参数上传到控制模块；所述配置参数中包含所要检测的重金属种类组合；

所述控制模块用于根据配置参数，生成与各重金属检测模块对应的工作任务信息，并将各工作任务信息分配到对应的重金属检测模块；所述工作任务信息用于控制相应的重金属检测模块对特定的重金属种类排列进行检测，所述重金属种类排列是所述重金属种类组合本身或其部分进行排列的结果；

所述重金属检测模块组中的各重金属检测模块用于根据分配到的工作任务信息启动进行重金属检测，并将各自的检测值上传到控制模块；

所述控制模块还用于接收各检测值，从而生成检测结果。

本实施例中，控制模块可以是pc机，也可以是工业控制主机；人机交互模块可以是触摸屏，也可以是键盘。

本实施例中，所述控制模块的第一数据端和至少一个第二数据端为usb接口或其它热插拔接口。即所述控制模块具有多个usb接口，所述控制模块通过各usb接口分别与人机交互模块和各重金属检测模块连接。

通过使用热插拔接口将控制模块与各重金属检测模块连接，可以保持控制模块和各重金属检测模块之间的相对独立性，当某重金属检测模块发生故障时，可以在带电工作的情况下将该发生故障的模块从检测仪中拆除，同时不影响检测仪的正常工作。

本实施例中的重金属检测模块在对食物样本进行检测时所依赖的物理或化学处理技术以及其工作原理本身属于现有技术。

优选地，本实施例中的重金属检测模块是基于溶出伏安法的多金属联合测定器，每一个多金属联合测定器都包括一个食品样本容器、一个电极探头和信号处理电路，优选地，所述电极探头为无汞电极探头。溶出伏安法的原理是：将食品样本放入食品样本容器内，使得电极探头与食品样本接触；信号处理电路向电极探头输出电压，电极探头在食品样本内产生一定的电位，食品样本内含有的重金属离子被还原成重金属并溶入电极或在电极表面析出，此时信号处理电路电极探头输出反向电压，使电极上析出的待检测重金属被氧化而产生氧化电流，这一氧化电流被电极探头探测到之后上传到信号处理电路；信号处理电路向电极探头输出的电压和反向电压与所要检测的重金属有关，在本实施例中，该电压和反向电压是由信号处理电路根据接收到的工作任务信息确定的，这样，信号处理电路通过查找相应重金属的氧化过程电流-电压曲线以及重金属浓度对照表，即可得到该重金属在食品样本中的浓度，得到该重金属的检测值。本实施例不涉及对上述溶出伏安法本身的改进。

由于多金属联合测定器要检测的重金属种类与电极探头上的电压和反向电压有关，因此通过在工作任务信息中编制与电压和反向电压有关的控制指令，可以实现对各种不同种类的重金属的检测。如果工作任务信息中包含多对电压和反向电压控制指令，每对电压和反向电压控制指令都与一种重金属对应，这些控制指令按照一定的顺序排列起来，将这一工作任务信息传送到多金属联合测定器中，就能控制该多金属联合测定器按照一定的顺序先后对多种重金属进行检测，即实现对多种重金属的联合测定。

在实际应用当中，需要检测的重金属包括铬、镍、汞、砷、锌、铅、铜和镉等。

本实施例中，所述重金属检测模块组共有8个重金属检测模块，即第一重金属检测模块、第二重金属检测模块、第三重金属检测模块、第四重金属检测模块、第五重金属检测模块、第六重金属检测模块、第七重金属检测模块和第八重金属检测模块，每个重金属检测模块都具有一个食品样本容器。

使用者将8份相同的食品样本分别放入第一重金属检测模块、第二重金属检测模块、第三重金属检测模块、第四重金属检测模块、第五重金属检测模块、第六重金属检测模块、第七重金属检测模块和第八重金属检测模块的食品样本容器内。然后设定配置参数，所述配置参数中包含所要检测的重金属种类组合，本实施例中，使用者需要检测食品样本中的铬、镍、汞、砷、锌、铅、铜和镉含量。

本实施例中，检测仪工作时，首先通过人机交互模块获取使用者设定的配置参数，然后分别为第一重金属检测模块、第二重金属检测模块、第三重金属检测模块、第四重金属检测模块、第五重金属检测模块、第六重金属检测模块、第七重金属检测模块和第八重金属检测模块生成工作任务信息。每个重金属检测模块对应的工作任务信息都不完全相同，即每个重金属检测模块分配到的重金属种类排列，即所要检测的重金属种类以及检测顺序都不完全相同。

本实施例中：

第一重金属检测模块所要检测的重金属种类排列是铬、镍、汞、砷；

第二重金属检测模块所要检测的重金属种类排列是铬、汞、镍、砷；

第三重金属检测模块所要检测的重金属种类排列是镍、铬、汞、砷；

第四重金属检测模块所要检测的重金属种类排列是砷、铬、镍、汞；

第五重金属检测模块所要检测的重金属种类排列是锌、铅、铜、镉；

第六重金属检测模块所要检测的重金属种类排列是铅、锌、铜、镉；

第七重金属检测模块所要检测的重金属种类排列是锌、铜、铅、镉；

第八重金属检测模块所要检测的重金属种类排列是镉、锌、铅、铜。

本实施例中，每个重金属检测模块所要检测的重金属种类排列，是重金属种类组合铬、镍、汞、砷、锌、铅、铜和镉中的部分进行排列的结果。

进一步作为优选的实施方式，各所述工作任务信息对应的重金属种类排列互不相同，且各所述工作任务信息对应的重金属种类排列中重金属种类的个数相等。本实施例中，第一重金属检测模块至第八重金属检测模块所要检测的重金属种类排列互不相同，而且所要检测的重金属种类均为4种。在使用本发明检测仪时，可以根据实际需要或者科学原理而对检测种类和顺序进行相应调整，例如，将第一重金属检测模块所要检测的重金属种类排列设置为铬、镍、汞、砷，将第二重金属检测模块所要检测的重金属种类排列设置为铬、镍、汞、砷，将第三重金属检测模块所要检测的重金属种类排列是镍、铬、汞。

进一步作为优选的实施方式，全部所述工作任务信息对应的重金属种类排列组成了所述个数下的全部排列。一般来说样本越大则检测结果越精确，因此所检测的重金属种类排列越多越好，但这要求本发明检测仪设置更多的重金属检测模块来保证。在实践中，一般需要对铬、汞、铅和镉这四种危害较大的重金属进行检测，这四种重金属将产生种重金属种类排列，可以设置24个重金属检测模块，分别检测其中一种重金属种类排列。

进一步作为优选的实施方式，所述检测结果是通过以下步骤计算得到的：

按照重金属种类，对各重金属检测模块检测到的检测值进行归类；

计算同一重金属种类所对应的各检测值的平均值，所述平均值作为该重金属种类的检测结果。

本实施例中，第一重金属检测模块检测到了食品样本中铬、镍、汞、砷的含量，第二重金属检测模块检测到了食品样本中铬、汞、镍、砷的含量，第三重金属检测模块检测到了食品样本中镍、铬、汞、砷的含量，第四重金属检测模块检测到了食品样本中砷、铬、镍、汞；第五重金属检测模块检测到了食品样本中锌、铅、铜、镉的含量，第六重金属检测模块检测到了食品样本中铅、锌、铜、镉的含量，第七重金属检测模块检测到了食品样本中锌、铜、铅、镉的含量，第八重金属检测模块检测到了食品样本中镉、锌、铅、铜的含量。根据第一重金属检测模块、第二重金属检测模块、第三重金属检测模块和第四重金属检测模块分别检测到的铬含量，求取平均值即可得到作为检测结果的铬含量；根据第五重金属检测模块、第六重金属检测模块、第七重金属检测模块和第八重金属检测模块分别检测到的铅含量，求取平均值即可得到作为检测结果的铅含量。

本发明的原理在于：应用溶出伏安法先后对多种重金属进行检测时，由于在先检测的重金属会污染电极，影响在后的检测精度。通过使用多个重金属检测模块分别按不同的检测顺序对多种重金属进行检测，然后计算同一种重金属的多个检测值的平均值，便可以抵消由于检测顺序不同造成的误差，得到精确的结果。

进一步作为优选的实施方式，所述食品重金属检测仪还包括微波消解模块，所述微波消解模块用于对各所述食品样本容器中的食品样本进行消解。将食品样本消解后再进行重金属检测，可以提高检测精度。

本发明还包括一种食品重金属检测方法。本发明的方法实施例可以使用产品实施例中的检测仪来实现。

本实施例食品重金属检测方法，包括以下步骤：

s1.获取根据食品检测要求设置的配置参数；所述配置参数中包含所要检测的重金属种类组合；

s2.根据配置参数，生成与各重金属检测模块对应的工作任务信息，并将各工作任务信息进行分配；所述工作任务信息用于控制相应的重金属检测模块对特定的重金属种类排列进行检测，所述重金属种类排列是所述重金属种类组合本身或其部分进行排列的结果；

s3.根据分配到的工作任务信息进行重金属检测，并上传各自的检测值；

s4.接收各检测值，从而生成检测结果。

其中，步骤s1可以由本发明产品实施例中的人机交互模块和控制模块执行；步骤s2和s4可以由本发明产品实施例中的控制模块组执行；步骤s3可以由本发明产品实施例中的重金属检测模块组执行。

进一步作为优选的实施方式，各所述工作任务信息对应的重金属种类排列互不相同，且各所述工作任务信息对应的重金属种类排列中重金属种类的个数相等。

进一步作为优选的实施方式，全部所述工作任务信息对应的重金属种类排列组成了所述个数下的全部排列。

进一步作为优选的实施方式，所述步骤s4，即接收各检测值，从而生成检测结果这一步骤，具体包括：

s401.按照重金属种类，对各重金属检测模块检测到的检测值进行归类；

s402.计算同一重金属种类所对应的各检测值的平均值，所述平均值作为该重金属种类的检测结果。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但对本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。