一种便携式荧光增白剂检测仪的制作方法

本实用新型涉及荧光增白剂检测领域，具体涉及一种便携式荧光增白剂检测仪。

背景技术：

近年来，由于食品包装引发的食品安全问题层出不穷。“塑化剂”风波、毒奶瓶双酚A事件、保鲜膜DEHA(己二酸二异辛酯)污染、尿素甲醛树脂取代密胺餐具释放有毒物质等，一系列食品包装引发的食品安全问题会对人们的健康造成严重的影响。近期，食品荧光增白剂问题频发，“荧光剂混入爆米花桶事件”、“康师傅、统一方便面杯检出荧光剂”、“上海多家食品企业陷入荧光剂罗生门”、“口蘑中检出荧光剂”，愈发引起人们对食品中荧光增白剂物质的担忧。荧光增白剂(FWAs)是含有芳香胺基结构和苯乙烯结构的苯环类有机物，它会削弱伤口的愈合能力；同时，荧光增白剂会在体内蓄积，是潜在致癌因素之一，国家严禁在食品及食品相关产品加工中使用荧光增白剂。通过食品包装引入食品的荧光增白剂一方面是由于生产企业对包装材料使用不当，一方面是违规添加禁用助剂造成。通用级的聚苯乙烯树脂每吨在1.2万元左右，食品级每吨在1.4万元，外购废塑料每吨在5000—8000元之间，与之相似，食品级的纸包装材料要求使用100％原木浆生产，出于成本考虑促使一些不法商人非法使用工业滑石粉、回收废料用于生产食品包装材料，带来有毒物质安全隐患。目前，国外关于荧光增白剂(FWAs)的检测方法主要有紫外灯法、荧光法、色谱法。国内对包材中荧光增白剂检测手段主要采用紫外灯法和荧光法，该方法适用于产品中一定含量的荧光增白剂定性检测，不能用于鉴别种类和定量检测，不适于食品中的微量检测。在食品方面，尚未建立相应的食品中荧光增白剂检测方法，也未见对食品中荧光增白剂物质污染情况及本底情况的研究报道，这与近年来频发的荧光增白剂事件不相符合，也不能反应食品中荧光增白剂的风险情况，无法缓解人们对食品中荧光增白剂现状的担忧和满足迫切的知情要求。本方案针对食品包材荧光增白剂物质检测方法落后、缺乏准确有效的定量手段、误差大、易造成误判引发争议、难以满足现今人们对食品安全背景下提出的新要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：针对食品包材荧光增白剂物质检测方法落后、缺乏准确有效的定量手段、误差大、易造成误判引发争议、难以满足现今人们对食品安全要求的技术问题，提供一种便携式的荧光增白剂监测仪，并进一步通过结构设计实现双波段或多波段荧光检测。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种便携式荧光增白剂检测仪，包括壳体、分别设置在壳体内的荧光探头和依次电连接的数据采集放大单元、数据处理单元和电路板，所述荧光探头由内设有光路通道的主暗盒、以及从下到上分别设置在主暗盒内的激发光源、光源支座、第一荧光透镜、第一滤光片和光电信号接收器构成；激发光源为多个作为测量波长光源的半导体发光二极管和多个作为参比波长光源的半导体发光二极管构成，该两种半导体发光二极管相互交替且对称设置在光源支座底部，光源支座中心设置有荧光通孔；光电信号接收器与数据采集放大单元电连接。

进一步地，主暗盒内的第一荧光透镜与第一滤光片之间设置有一个二色镜，主暗盒内的第一滤光片与光电信号接收器之间设置有第二荧光透镜，主暗盒侧壁上与二色镜位置相对应处设置有分光孔；主暗盒的分光孔上连接有副暗盒，副暗盒内从接近分光孔一端起，依次设置有第二滤光片、第三荧光透镜和光电信号接收器，该光电信号接收器与数据采集放大单元电连接。

进一步地，激发光源发射光线与样品法线间之间的夹角即入射角为30～60度。

进一步地，激发光源中作为测量波长光源的半导体发光二极管和作为参比波长光源的半导体发光二极管各设置3个。

进一步地，荧光探头正下方的壳体上设置有光源滤光镜。

进一步地，光电信号接收器为硅光电二极管。

进一步地，激发光源中作为测量波长光源的半导体发光二极管，其波长为254～365nm。

进一步地，激发光源中作为参比光源的半导体发光二极管，其波长为420～880nm。

进一步地，激发光源正下方的壳体外部设置有底盖。

进一步地，电路板上集成设置有可充电电源、蓝牙发射器、电源开关按钮、电源灯、蓝牙灯和检测转态灯；该蓝牙发射器与数据处理单元连接。

进一步地，壳体顶部一体化设置有手持部，以便于手持操作。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1.本方案所述荧光增白剂检测仪，通过设置了多个测量波长的激发光源，荧光信号强，增强多波段荧光检测检测的稳定性，同时设置了多个参比波长的激发光源，二者共同结合，作为测量波长和参比波长同时测量一个样品，以一定的时间间隙交替照射样品表面，并通过选择最大激发光波长和样品背景光反射波长，消除和最大限度地减少了因光源的闪烁漂移，样品池的伤痕和污染，可有效地扣除表面不均匀度和背景干扰，消除了由于不同样品表面的颗粒度、密度和湿度对检测精密度的影响，从而确保了检测的稳定性和精确性。

2.本方案所述荧光增白剂检测仪，通过在主暗盒内设置多个二色镜并设置多个副暗盒，选择不同波长的滤光片及相应的荧光透镜和光电信号接收器来实现多波段荧光检测，为实际工作中不同检测条件下提供了灵活的仪器改进基础。

3.本方案所述荧光增白剂检测仪，其处理结果通过蓝牙的方式输出至可移动显示设备，为现场快速荧光增白剂检测提供了有利条件，同时该可以在此基础上进行改进，设置USB、无线网信号等将信号处理结果输出至显示设备。

4.本方案所述荧光增白剂检测仪，其结构简单，体积较小，便于携带；此外多个激发光源共同作用，荧光信号强，检测的稳定性和精确度好。

附图说明

图1是本实用新型实施例1所述荧光增白剂检测仪的结构示意图；

图2是本实用新型实施例1所述激发光源在光源支座上的布局图；

图3是本实用新型实施例1所述激发光源在光源支座上的剖视图；

图4是本实用新型实施例2所述荧光增白剂检测仪的结构示意图；

图5是本实用新型实施例2所述双波段检测荧光探头的结构示意图；

图6是本实用新型所述定位器的平面结构示意图。

图中标记为：1-壳体，2-数据采集放大单元，3-数据处理单元，4-电路板，5-主暗盒，6-测量波长光源，7-参比波长光源，8-光源支座，9-第一荧光透镜，10-第一滤光片，11-光电信号接收器，12-光源滤光镜，13-底盖，14-手持部，15-二色镜，16-分光孔，17-定位器，18-定位孔，41-电源开关按钮，42-电源灯，43-蓝牙灯，44-检测转态灯，51-副暗盒，91-第二荧光透镜，92-第三荧光透镜，101-第二滤光片。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

下面结合附图对本实用新型作详细说明。

实施例1

请参照图1～3所示，本方案所述的荧光增白剂检测仪，包括壳体1、分别设置在壳体1内的荧光探头、数据采集放大单元2、数据处理单元3和电路板4。

所述荧光探头由主暗盒5、以及从下到上分别设置在主暗盒5内的激发光源、光源支座8、第一荧光透镜9、第一滤光片10和光电信号接收器11构成。主暗盒5通过一体设置在壳体1内的限位件限位，主暗盒5内设有光路通道。激发光源通过所述光源支座8设置在主暗盒5底端；光源支座8通过螺栓固定在主暗盒5上，其中心设置有荧光通孔。所述激发光源选用6个半导体发光二极管作为激发光源，其中3个作为测量波长光源6的半导体发光二极管，其可选择波长为254～365nm，另外3个作为参比波长光源7的半导体发光二极管，其波长为420～880nm。需要说明的是，两种半导体发光二极管的波长，根据实际需要选择合适的最大激发光波长和样品背景光反射波长的半导体发光二极管。采用两个不同波长的半导体发光二极管，作为测量波长和参比波长同时测量一个样品，以一定的时间间隙交替照射样品表面，并通过选择最大激发光波长和样品背景光反射波长，消除和最大限度地减少了因光源的闪烁漂移，样品池的伤痕和污染，可有效地扣除表面不均匀度和背景干扰，消除了由于不同样品表面的颗粒度、密度和湿度对检测精密度的影响，从而确保了检测的稳定性和精确性。

这两种类型的半导体发光二极管交叉且相互对称设置在光源支座8底部，即相邻两个相同半导体发光二极管之间的夹角为120度。6个半导体发光二极管的入射角设置为30～60度，该入射角为发射光线与样品法线间的夹角。在光源支座8正下方的壳体1底部设置有光源滤光镜12，且壳体1底部设置有保护该光源滤光镜12的底盖13，该底盖13可通过过盈配合或螺纹连接的方式可拆卸设置在壳体1上。

光电信号接收器11用于将产生的荧光信号转换成电信号，并传输至数据采集放大单元2。该光电信号接收器11可选用光电倍增管和硅光电二极管，由于在便携仪器和现场检测仪器中，仪器常常需要携带或搬运，因此容易发生振动，因此优选为价格较低，体积较小和光谱稳定性好及不易碎的硅光电二极管。本实施例中，选用的是TSL230系列的硅光电二极管，用于将光信号直接转换为频率信号输出。

光电信号接收器11、数据采集放大单元2、数据处理单元3和电路板4之间依次电连接。光电信号接收器11将产生的荧光信号转换成电信号后，传输给数据采集放大单元2进行信号放大处理后，再由数据处理单元3进行处理后输出。数据处理单元3可与专用显示器连接，也可通过USB接口、蓝牙和无线网络与手机、平板电脑等显示器连接。而本实施例中采用蓝牙的方式与便于携带的手机或平板电脑连接，以便于现场检测。

所述电路板4还集成设置有可充电电源、蓝牙发射器、电源开关按钮41、电源灯42、蓝牙灯43和检测转态灯44。该蓝牙发射器与数据处理单元3连接，以将处理后的数据信号发射给手机或平板电脑等蓝牙显示设备。

所述壳体1侧壁上设置有4个窗口，电源开关按钮41、电源灯42、蓝牙灯43和检测转态灯44从下到上依次延伸至4个窗口中，且电源开关按钮41延伸出壳体1外部，便于观察或按压。所述激发光源与电路板4连接，由电路板4控制供电。

所述壳体1顶部设置有手持部14，该手持部14与壳体1一体成型，便于手持操作。

请参照图6所示，本方案所述荧光增白剂检测仪还配套设置有一个定位器17，该定位器17由黑色无荧光材质制成，定位器17上设置有多个定位孔18，检测时将荧光探头对准定位孔18进行检测，避免其他反射的杂散光的干扰。

实施例2

请参照图4和图5所示，为了实现荧光增白剂的多波段检测，本实施例对实施例1所述荧光增白剂检测仪进行了进步改进，具体改进为：主暗盒5内的第一荧光透镜9与第一滤光片10之间设置有一个二色镜15，主暗盒5内的第一滤光片10与光电信号接收器11之间设置有第二荧光透镜91，主暗盒5侧壁上与二色镜15位置相对应处设置有分光孔16；主暗盒5的分光孔16上连接有副暗盒51，副暗盒51内从接近分光孔16一端起，依次设置有第二滤光片101、第三荧光透镜92和光电信号接收器11；该光电信号接收器11与数据采集放大单元2电连接。其原理为检测样品返回的荧光经第一荧光透镜9后传播到二色镜15上，分成相互垂直的两路荧光，一路继续从主暗盒5内传播，被第一滤光片10和第二荧光透镜91处理后传递给主暗盒5内的光电信号接收器11处理，而另一路荧光从分光孔16进入副暗盒51内，并依次经第二滤光片101、第三荧光透镜92和副暗盒51内的光电信号接收器11处理，实现双波段的荧光检测。

此外，还可以按照上述方式在主暗盒内继续设置多个二色镜并设置多个副暗盒实现多个副暗盒，选择不同波长的滤光片实现多波段荧光检测。

本方案所述荧光增白剂检测仪，通过设置了多个测量波长的激发光源，荧光信号强，增强多波段荧光检测检测的稳定性，同时设置了多个参比波长的激发光源，二者共同结合，作为测量波长和参比波长同时测量一个样品，以一定的时间间隙交替照射样品表面，并通过选择最大激发光波长和样品背景光反射波长，消除和最大限度地减少了因光源的闪烁漂移，样品池的伤痕和污染，可有效地扣除表面不均匀度和背景干扰，消除了由于不同样品表面的颗粒度、密度和湿度对检测精密度的影响，从而确保了检测的稳定性和精确性。

采用本方案设计的荧光增白剂检测仪，其结构简单，体积较小，便于携带，适用于现场检测。

以上为本方案的主要特征及其有益效果，本行业的技术人员应该了解，本方案不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本方案的原理，在不脱离本方案精神和范围的前提下，本方案还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本方案要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中介媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。