一种高精度残余农药检定系统的制作方法

本发明涉及农产品领域，尤其涉及一种高精度残余农药检定系统。

背景技术：

现有技术中，在对农产品的残余农药进行检测时，检测方法较为繁琐，智能化程度不高，且检测精度不高，例如，在使用比色卡对残余农药进行检测时，操作步骤繁琐，且比对结果精度不高，又例如，使用色谱法对残余农药进行检测时，气相色谱法无法检测易分解或不易挥发的化合物，hplc(高效液相色谱法)则是针对不易挥发或者不稳定的农药化合物。当然高效液相色谱也是色谱法的一种基本原理与气相色谱相同，不同的是这种方法采用高压输液系统，以液体为流动载体，利用吸附能力不同进行分离，然后检测，对于有机磷农药的检测高效液相色谱法将不同的物质分离出来后，可以采用紫外分光光度法进行检测。高效液相色谱法的缺点也是设备昂贵操作复杂，不能应用于现场快的速检测。但是使用紫外分光光度法进行检测的精度不能得到有效提高，因此，亟需提供一种高精度残余农药检定系统。

技术实现要素：

因此，为了克服上述问题，本发明提供了一种高精度残余农药检定系统，其包括第一暗室、透明隔板、第二暗室、光源、光线强度传感器、过滤板、待测农产品、放置口、试验箱、排水口、信号处理电路、处理器、判定模块以及显示器，分别使用预设量的水溶液、酶液以及显色剂和预设量的酯溶液、酶液以及显色剂分别提取待测农产品上易溶于水的残余农药和易溶于酯的残余农药，并使用光线强度传感器检测易溶于水的残余农药和易溶于酯的残余农药的透光性，然后使用信号处理电路大大提高了光线强度传感器的采集信号的精度，最后通过判定模块根据易溶于水的残余农药和易溶于酯的残余农药的透光性对待测农产品的残余农药是否过量进行精准判定。

本发明提供了的高精度残余农药检定系统，高精度残余农药检定系统包括第一暗室、透明隔板、第二暗室、光源、光线强度传感器、过滤板、待测农产品、放置口、试验箱、排水口、信号处理电路、处理器、判定模块以及显示器。

其中，试验箱的外部材料为黑色的不透光材质，透明隔板的数量为2，两个透明隔板分别设置在试验箱的中间部分，两个透明隔板均与试验箱的上部和下部固定连接，左侧透明隔板与试验箱的左侧壁形成第一暗室，右侧透明隔板与试验箱的右侧壁形成第二暗室，过滤板位于两个透明隔板之间，光源设置在第一暗室内，光线强度传感器设置在第二暗室内，光源与光线强度传感器设置在同一中心轴上，放置口设置在两个透明隔板之间，放置口开设于试验箱上部，且放置口包括一使用黑色的不透光材质的口盖，排水口也设置在两个透明隔板之间，排水口开设于试验箱底部，且排水口也包括一使用黑色的不透光材质的密封盖，光线强度传感器的输出端与信号处理电路的输入端连接，信号处理电路的输出端与处理器的输入端连接，处理器的输出端与判定模块的输入端连接，判定模块的输出端与显示器的输入端连接。

在对待测农产品的残余农药进行检测时，将待测农产品通过放置口放置于过滤板上，向放置口内注入预设量的水溶液、酶液以及显色剂，注入的预设量的水溶液、酶液以及显色剂没过待测农产品，注入完成后使用口盖密封放置口，将试验箱静置预设时间，通过处理器控制光源打开，光线强度传感器用于采集光源发出的光经过两个透明隔板后的光线强度，光线强度传感器将采集的第一光线信号传输至信号处理电路，信号处理电路对接收到的第一光线信号进行信号处理后传输至处理器，处理器将第一光线信号传输至判定模块后处理器控制光源关闭；再通过排水口排出预设量的水溶液、酶液以及显色剂后使用密封盖对排水口进行密封，向放置口内注入预设量的酯溶液、酶液以及显色剂，注入的预设量的酯溶液、酶液以及显色剂没过待测农产品，注入完成后使用口盖密封放置口，将试验箱静置预设时间，通过处理器控制光源打开，光线强度传感器用于采集光源发出的光经过两个透明隔板后的光线强度，光线强度传感器将采集的第二光线信号传输至信号处理电路，信号处理电路对接收到的第二光线信号进行信号处理后传输至处理器，处理器将第二光线信号传输至判定模块后处理器控制光源关闭，判定模块根据接收到的第一光线信号和第二光线信号对待测农产品的残余农药是否超标进行判定，并将判定结果传输至显示器进行显示。

优选的是，判定模块根据接收到的第一光线信号和第二光线信号对待测农产品的残余农药是否超标进行判定，判定模块提取第一光线信号和第二光线信号的幅值，判定模块内存储有预设光线强度阈值，若判定模块接收到的第一光线信号和第二光线信号的幅值之和大于或等于预设光线强度阈值，则判定模块判定待测农产品合格，若判定模块接收到的第一光线信号和第二光线信号的幅值之和小于预设光线强度阈值，则判定模块判定待测农产品不合格。

优选的是，判预设时间为20min。

优选的是，判高精度残余农药检定系统还包括一加温装置和除湿装置，加温装置的输入端和除湿装置的输入端均与处理器的输出端连接，在通过排水口排出预设量的水溶液、酶液以及显色剂后使用密封盖对排水口进行密封后，处理器通过控制加温装置进行加温作业，同时，处理器通过控制除湿装置进行除湿作业，在加温装置作业完成后且除湿装置作业完成后向放置口内注入预设量的酯溶液、酶液以及显色剂。

优选的是，判加温装置为电热丝升温装置，电热丝设置在两个透明隔板之间的试验箱的顶部和底部。

优选的是，判除湿装置为风扇，风扇设置在两个透明隔板之间的试验箱的顶部和底部。

优选的是，判光线强度传感器用于采集光源发出的光经过两个透明隔板后的光线强度，将采集的光线信号转换为电压信号v0，并将电压信号v0传输至信号处理电路，v1为经过信号处理电路处理后的电压信号，信号处理电路包括信号放大单元和信号滤波单元，光线强度传感器的输出端与信号放大单元的输入端连接，信号放大单元的输出端与信号滤波单元的输入端连接，信号滤波单元的输出端与处理器的输入端连接。

优选的是，判信号放大单元包括电阻r1-r3、电容c1和运算放大器a1。

其中，光线强度传感器的输出端与电容c1的一端连接，电容c1的一端与运算放大器a1的反相输入端连接，电容c1的一端还与电阻r1的一端连接，电阻r1的另一端与电容c1的另一端连接，电阻r1的另一端与运算放大器a1的同相输入端连接，电阻r1的一端与电阻r2的一端连接，电阻r2的一端与电阻r3的一端连接，电阻r2的另一端与运算放大器a1的反相输入端连接，电阻r2的另一端与电阻r3的一端连接，电阻r2的一端与电阻r3的另一端均与运算放大器a1的输出端连接。

优选的是，判信号滤波单元包括电阻r4-r5、电容c2-c3以及运算放大器a2。

其中，信号放大单元的输出端与电阻r4的一端连接，电阻r5的一端与电容c2的一端连接，电阻r4的另一端与电阻r5的另一端连接，电阻r5的另一端与运算放大器a2的同相输入端连接，电容c3的一端接地，电容c3的另一端与运算放大器a2的同相输入端连接，电容c2的另一端与运算放大器a2的输出端连接，运算放大器a2的反相输入端与运算放大器a2的输出端连接，运算放大器a2的输出端与处理器的输入端连接，信号滤波单元将电压信号v1传输至处理器。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

(1)本发明提供了一种高精度残余农药检定系统，其包括第一暗室、透明隔板、第二暗室、光源、光线强度传感器、过滤板、待测农产品、放置口、试验箱、排水口、信号处理电路、处理器、判定模块以及显示器，分别使用预设量的水溶液、酶液以及显色剂和预设量的酯溶液、酶液以及显色剂分别提取待测农产品上易溶于水的残余农药和易溶于酯的残余农药，并使用光线强度传感器检测易溶于水的残余农药和易溶于酯的残余农药的透光性，然后使用信号处理电路大大提高了光线强度传感器的采集信号的精度，最后通过判定模块根据易溶于水的残余农药和易溶于酯的残余农药的透光性对待测农产品的残余农药是否过量进行精准判定。

(2)本发明的发明点还在于，信号处理电路的噪声在2.25nv以内，漂移为1.05μv/℃，运算放大器a1的型号为op07ah，运算放大器a2的型号为lt1192。信号处理电路能够有效滤除由信号放大单元输出信号中的噪声信号。

附图说明

图1为本发明的高精度残余农药检定系统的结构图；

图2为本发明的高精度残余农药检定系统的示意图；

图3为本发明的信号处理电路的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的高精度残余农药检定系统进行详细说明。

如图1-2所示，本发明提供的高精度残余农药检定系统，高精度残余农药检定系统包括第一暗室1、透明隔板2、第二暗室3、光源4、光线强度传感器5、过滤板6、待测农产品7、放置口8、试验箱9、排水口10、信号处理电路、处理器、判定模块以及显示器。

其中，试验箱9的外部材料为黑色的不透光材质，透明隔板2的数量为2，两个透明隔板2分别设置在试验箱9的中间部分，两个透明隔板2均与试验箱2的上部和下部固定连接，左侧透明隔板2与试验箱9的左侧壁形成第一暗室1，右侧透明隔板2与试验箱9的右侧壁形成第二暗室3，过滤板6位于两个透明隔板2之间，光源4设置在第一暗室1内，光线强度传感器5设置在第二暗室3内，光源4与光线强度传感器5设置在同一中心轴上，放置口8设置在两个透明隔板2之间，放置口8开设于试验箱9上部，且放置口8包括一使用黑色的不透光材质的口盖，排水口10也设置在两个透明隔板2之间，排水口10开设于试验箱9底部，且排水口10也包括一使用黑色的不透光材质的密封盖，光线强度传感器5的输出端与信号处理电路的输入端连接，信号处理电路的输出端与处理器的输入端连接，处理器的输出端与判定模块的输入端连接，判定模块的输出端与显示器的输入端连接。

在对待测农产品7的残余农药进行检测时，将待测农产品7通过放置口8放置于过滤板6上，向放置口8内注入预设量的水溶液、酶液以及显色剂，注入的预设量的水溶液、酶液以及显色剂没过待测农产品7，注入完成后使用口盖密封放置口8，将试验箱9静置预设时间，通过处理器控制光源4打开，光线强度传感器5用于采集光源4发出的光经过两个透明隔板2后的光线强度，光线强度传感器5将采集的第一光线信号传输至信号处理电路，信号处理电路对接收到的第一光线信号进行信号处理后传输至处理器，处理器将第一光线信号传输至判定模块后处理器控制光源4关闭；再通过排水口10排出预设量的水溶液、酶液以及显色剂后使用密封盖对排水口10进行密封，向放置口8内注入预设量的酯溶液、酶液以及显色剂，注入的预设量的酯溶液、酶液以及显色剂没过待测农产品7，注入完成后使用口盖密封放置口8，将试验箱9静置预设时间，通过处理器控制光源4打开，光线强度传感器5用于采集光源4发出的光经过两个透明隔板2后的光线强度，光线强度传感器5将采集的第二光线信号传输至信号处理电路，信号处理电路对接收到的第二光线信号进行信号处理后传输至处理器，处理器将第二光线信号传输至判定模块后处理器控制光源4关闭，判定模块根据接收到的第一光线信号和第二光线信号对待测农产品7的残余农药是否超标进行判定，并将判定结果传输至显示器进行显示。

上述实施方式中，本发明提供的高精度残余农药检定系统包括第一暗室1、透明隔板2、第二暗室3、光源4、光线强度传感器5、过滤板6、待测农产品7、放置口8、试验箱9、排水口10、信号处理电路、处理器、判定模块以及显示器，分别使用预设量的水溶液、酶液以及显色剂和预设量的酯溶液、酶液以及显色剂分别提取待测农产品7上易溶于水的残余农药和易溶于酯的残余农药，并使用光线强度传感器5检测易溶于水的残余农药和易溶于酯的残余农药的透光性，然后使用信号处理电路大大提高了光线强度传感器的采集信号的精度，最后通过判定模块根据易溶于水的残余农药和易溶于酯的残余农药的透光性对待测农产品7的残余农药是否过量进行精准判定。

待测农产品7所含有的农药可能包括溶于水的和溶于酯类溶液的，若单单使用其中一种溶液来获取待测农产品7的残余农药，则会对检测精度大大降低。

其中两次加入的酶液以及显色剂的剂量均相等。

更进一步地，判定模块根据接收到的第一光线信号和第二光线信号对待测农产品7的残余农药是否超标进行判定，判定模块提取第一光线信号和第二光线信号的幅值，判定模块内存储有预设光线强度阈值，若判定模块接收到的第一光线信号和第二光线信号的幅值之和大于或等于预设光线强度阈值，则判定模块判定待测农产品7合格，若判定模块接收到的第一光线信号和第二光线信号的幅值之和小于预设光线强度阈值，则判定模块判定待测农产品7不合格。

更进一步地，预设时间为20min。

更进一步地，高精度残余农药检定系统还包括一加温装置和除湿装置，加温装置的输入端和除湿装置的输入端均与处理器的输出端连接，在通过排水口10排出预设量的水溶液、酶液以及显色剂后使用密封盖对排水口10进行密封后，处理器通过控制加温装置进行加温作业，同时，处理器通过控制除湿装置进行除湿作业，在加温装置作业完成后且除湿装置作业完成后向放置口8内注入预设量的酯溶液、酶液以及显色剂。

更进一步地，加温装置为电热丝升温装置，电热丝设置在两个透明隔板2之间的试验箱9的顶部和底部。

更进一步地，除湿装置为风扇，风扇设置在两个透明隔板2之间的试验箱9的顶部和底部。

如图3所示，光线强度传感器5用于采集光源4发出的光经过两个透明隔板2后的光线强度，将采集的光线信号转换为电压信号v0，并将电压信号v0传输至信号处理电路，v1为经过信号处理电路处理后的电压信号，信号处理电路包括信号放大单元和信号滤波单元，光线强度传感器5的输出端与信号放大单元的输入端连接，信号放大单元的输出端与信号滤波单元的输入端连接，信号滤波单元的输出端与处理器的输入端连接。

更进一步地，信号放大单元包括电阻r1-r3、电容c1和运算放大器a1。

其中，光线强度传感器5的输出端与电容c1的一端连接，电容c1的一端与运算放大器a1的反相输入端连接，电容c1的一端还与电阻r1的一端连接，电阻r1的另一端与电容c1的另一端连接，电阻r1的另一端与运算放大器a1的同相输入端连接，电阻r1的一端与电阻r2的一端连接，电阻r2的一端与电阻r3的一端连接，电阻r2的另一端与运算放大器a1的反相输入端连接，电阻r2的另一端与电阻r3的一端连接，电阻r2的一端与电阻r3的另一端均与运算放大器a1的输出端连接。

更进一步地，信号滤波单元包括电阻r4-r5、电容c2-c3以及运算放大器a2。

其中，信号放大单元的输出端与电阻r4的一端连接，电阻r5的一端与电容c2的一端连接，电阻r4的另一端与电阻r5的另一端连接，电阻r5的另一端与运算放大器a2的同相输入端连接，电容c3的一端接地，电容c3的另一端与运算放大器a2的同相输入端连接，电容c2的另一端与运算放大器a2的输出端连接，运算放大器a2的反相输入端与运算放大器a2的输出端连接，运算放大器a2的输出端与处理器的输入端连接，信号滤波单元将电压信号v1传输至处理器。

上述实施方式中，信号处理电路的噪声在2.25nv以内，漂移为1.05μv/℃，运算放大器a1的型号为op07ah，运算放大器a2的型号为lt1192。

信号放大单元中，电阻r1的阻值为1kω，电阻r2的阻值为2kω，电阻r3的阻值为2kω，电容c1的电容值为100μf。

在信号放大单元使用运算放大器a1对传感器采集的电压信号v0进行信号放大，信号放大单元能够将失调变为0：由1kω变为21.5ω。

信号滤波单元中，电阻r4的阻值为1.26kω，电阻r5的阻值为1.3kω，电容c2的电容值为150nf，电容c3的电容值为22nf。

信号滤波单元的转折频率为3khz，信号滤波单元为通带内纹波为3db的低通滤波器，能够有效滤除由信号放大单元输出信号中的噪声信号。

此书面描述使用示例来公开本公开，包括最佳模式，并且还使任何本领域的技术人员能够实践本公开，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何包含的方法。本发明可申请专利的范围由权利要求限定，且可包括本领域的技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例包括不与权利要求的字面语言不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质差异的等同结构元件，则意在使这些其他示例处于权利要求的范围内。