基于色谱-质谱联用的农用化学品残留检测分析设备及方法与流程

1.本发明属于土壤检测技术领域，具体是基于色谱-质谱联用的农用化学品残留检测分析设备及方法。


背景技术：

2.农业有毒化学品包括农药、兽药等以及含有有毒物质的其他农业物资，这些有毒化学品已经成为除n、p外，来自农业面源水环境污染的最主要因素。化肥、农药是农业面源污染的主要控制对象，在实现清洁农业、生态农业中意义重大。农药在现代农业中发挥着不可替代的作用，可以防护农作受到杂草和虫害的影响，提高了农作物的生长效率，但农药是一把双刃剑，在带给人们巨大的经济效益的同时，农药的使用也可能对生态环境及人体健康造成严重威胁。
3.我国农药在农产品的用量上居高不下，较大范围的农药的使用势必会导致农产品农药残留超标，所以，农药残留问题是阻碍我国农业发展和农产品质量安全的主要障碍，控制农产品中农药残留量的关键环节之一就是对农药残留量及时、准确的分析检测，以监控农药的合理使用，同时杜绝农药残留标的产品上市销售，因此，亟需一种农用化学品残留检测分析设备。


技术实现要素：

4.针对上述存在的问题，本发明提供了基于色谱-质谱联用的农用化学品残留检测分析设备及方法。
5.本发明的技术方案是：基于色谱-质谱联用的农用化学品残留检测分析设备，包括内部从左向右依次贯通分布有采集区、处理区以及检测区的安装主体、设于所述采集区内的样本采集组件、设于所述处理区内的样本运转处理组件、设于检测区内的样本检测分析组件以及设于所述安装主体侧壁的智能控制模块；
6.所述样本采集组件包括设于采集区内且侧壁上设有旋转螺纹杆的竖直安装架、通过滑动套与所述旋转螺纹杆螺纹连接的横向安装架、设于所述横向安装架底端的样本采集头、驱动旋转螺纹杆转动的旋转电机，采集区底端且与所述样本采集头相对位置处设有采集口；
7.所述样本运转处理组件包括设于处理区内部且上端连接有外部水源的存放箱、设于所述存放箱底端的卡接凸台、设于所述卡接凸台底端的落入管、设于处理区前后侧壁上且沿处理区长度方向分布以及左右两侧分别延伸至采集区和检测区的两个转运滑轨、通过驱动装置驱动可沿所述转运滑轨上左右滑动的安装环、卡接于所述安装环上且底端设有出液口以及侧壁设有排污口的转运处理筒，所述转运处理筒上端设于与所述卡接凸台相对分布且与转运处理筒内部贯通的卡接凹槽，卡接凹槽上设有电动启闭板，转运处理筒内设有弧形分散架，所述弧形分散架底端设有散液层和多个沿各个方向分布且上端贯穿所述散液层的散料管，弧形分散架中心处设有与落入管相对分布的贯通口，散液层上均匀设有多个
散液添加孔，转运处理筒内且位于弧形分散架底端处设有搅拌元件，所述出液口处设有过滤板；
8.所述样本检测分析组件包括设于检测区上端的检测安装架、与所述检测安装架连接的色谱仪和质谱仪、设于检测区底端且位于所述检测安装架正下端的检测盒。
9.进一步地，所述存放箱与处理区之间设有安装加固件，所述安装加固件包括固定设于处理区内壁且侧壁沿竖直方向设有滑动竖槽的安装调节柱、与所述滑动竖槽滑动连接且上端设有放置卡槽以及底端设有滑动横槽的横向安装板、一端与所述滑动竖槽滑动连接且另一端与所述滑动横槽滑动连接的加强调解杆，加强调解杆可通过驱动装置在滑动横槽内滑动，将存放箱放置于放置卡槽内，进行支撑放置，通过驱动装置驱动加强调解杆一端在滑动横槽内滑动，同时，另一端在滑动竖槽内随动，使横向安装板在滑动竖槽内上下滑动，即可完成存放箱放置位置的调节，当需要对其内部进行清理时，只需要使横向安装板在滑动竖槽内向下滑动即可，结构简单，操作方便。
10.进一步地，所述转运处理筒底端设有折叠密封组件，所述折叠密封组件包括设于转运处理筒底端的密封折叠套、设于所述密封折叠套的固定连接环、用于连接转运处理筒底端与所述固定连接环的第一电动伸缩杆，出液口处设有电磁阀，当转运处理筒沿着转运滑轨移动至检测盒正上端的时候，通过第一电动伸缩杆延伸，带动密封折叠套向下移动，直至固定连接环与检测盒抵接，然后，打开电磁阀，使得到样本处于相对封闭的环境，且在下落至检测盒的过程中，不与外部空气接触，保证样本不会出现污染，提高检测结果的准确性。
11.进一步地，所述弧形分散架处设有超声波振动电机，通过超声波振动电机的驱动，能够加速土壤样本经弧形分散架的下落速度，避免土壤样本堆积，提高工作效率。
12.进一步地，所述检测盒中心处设有安装槽，所述安装槽内设有分隔塞，所述分隔塞上均匀设有多个检测槽，且每个所述检测槽入口处侧壁沿周向铰接有多个封闭膜瓣，通过分隔塞设置的多个检测槽结构，可方便对多个样本同时进行批量检测，缩短检测时间，提高检测的可靠性和精度，通过在每个检测槽入口处侧壁沿周向铰接有多个封闭膜瓣，可使检测前和检测过程中，检测样本处在相对封闭的环境中，避免因样本暴露在空气中，造成样品出现污染，导致检测结果不准确。
13.更进一步地，所述检测盒底端为空心结构，且检测盒通过连接管连接有冷凝器，且检测盒内壁贴设有保温层和温度计，通过将检测样本始终处于合适的低温环境，避免因外部因素造成样本中残留物挥发，造成检测浓度下降，降低检测装置工作的可靠性。
14.更进一步地，所述检测安装架包括通过第二电动伸缩杆与检测区上壁连接的竖直安装主杆、设于所述竖直安装主杆外壁的安装套环、沿所述安装套环圆周方向均匀分布且与所述检测槽一一对应的多个安装支杆，每个安装支杆底端均连接有色谱仪和质谱仪的检测探头，通过第二电动伸缩杆调节竖直安装主杆的位置，达到检测探头位置的目的，使各个设备之间稳定运行，互不影响。
15.更进一步地，各所述安装支杆与安装套环外壁之间铰接，所述竖直安装主杆外壁且位于安装套环下端位置处设有调节加固板，且所述调节加固板上端与每个所述安装支杆之间设有第三电动伸缩杆，调节加固板下端与竖直安装主杆外壁之间设有多个加固杆，通过第二电动伸缩杆调节竖直安装主杆的位置，达到粗调检测探头位置的目的，通过第三电
动伸缩杆对检测探头的位置进行细调，保证各检测探头能够充分与样本接触，避免出现检测结果失效的现象，从而提高检测结构的可靠性。
16.本发明还公开了基于色谱-质谱联用的农用化学品残留检测分析方法，基于上述基于色谱-质谱联用的农用化学品残留检测分析设备，包括以下步骤：
17.s1、将安装主体移动至需要采集样本的区域，启动旋转电机，通过旋转电机带动旋转螺纹杆顺时针转动，使滑动套带动横向安装架向下移动，此时，样本采集头也会同步下降，当样本采集头经采集口下移并与样本采集区域接触时，关闭旋转电机，通过采集头采集样本，采集结束后，重新启动旋转电机，通过旋转电机带动旋转螺纹杆逆时针转动，使样本采集头上移；
18.s2、当样本采集结束后，通过驱动装置驱动安装环在转运滑轨上移动，当到达本采集头正下端时，关闭驱动装置，通过旋转电机带动旋转螺纹杆转动，使样本采集头向下移动至转运处理筒正上端，打开电动启闭板，并将采集的样本经卡接凹槽掉落至弧形分散架，经弧形分散架上的沿各个方向分布的散料管将采集的土壤分散至转运处理筒各处，关闭电动启闭板，通过驱动装置驱动安装环在转运滑轨上移动至存放箱正下端，并关闭驱动装置，此时，卡接凸台与卡接凹槽之间接触，使两者之间形成相对封闭的空间，打开电动启闭板，使存放箱内的水体经落入管和贯通口流至散液层内，并经各个散液添加孔分散至土壤样本中，此时，通过搅拌元件搅拌混匀，使土壤样本中的农用化学品溶解至水体中，形成浆液；
19.s3、当需要对采集样本检测时，通过驱动装置驱动安装环在转运滑轨上移动，当转运处理筒移动至检测盒正上端时，启动第一电动伸缩杆延伸，带动固定连接环向下移动，当固定连接环与检测盒正上端接触时，关闭第一电动伸缩杆，通过密封折叠套形成相对封闭的结构，然后，打开电磁阀，使得到样本处于相对封闭的环境，并经过滤板过滤后向下掉落，在浆液样本下落重力的作用下，将各个封闭膜瓣冲击开，使浆液样本落至各个检测槽内；
20.s4、当浆液样本全部掉落后，启动第一电动伸缩杆向上压缩，带动固定连接环上移，通过驱动装置驱动安装环在转运滑轨上移动，使转运处理筒与检测盒分离，然后，启动第二电动伸缩杆向下延伸，并带动调节竖直安装主杆向下移动，依次对检测探头的位置进行粗调，同时，启动第三电动伸缩杆延伸对检测探头的位置进行细调，当各个检测探头色谱仪和质谱仪分布下落至各检测槽时，对样本进行检测即可。
21.相对于现有技术，本发明的有益效果是：
22.(1)本发明的基于色谱-质谱联用的农用化学品残留检测分析设备，通过将样本采集组件、样本运转处理组件、样本检测分析组件以及智能控制模块集中设置，并对待检测区域土壤中的农用化学品进行原位采集，且整个采集过程在相对封闭的空间内进行，使采集的样本在各个设备之间流转时，不会因暴露在空气中导致样本出现污染，提高了检测精度和可靠性。
23.(2)本发明的电动启闭板和折叠密封组件的设置，使得到检测样本处于相对封闭的环境，不与外部空气接触，保证样本不会出现污染，提高检测结果的准确性，同时，本发明的转运处理筒通过转运滑轨在安装主体的各个区域内滑动，以此来协调各个设备之间连贯工作，整个过程无需过多人力参与，自动化程度高，减少了工作人员的工作量，同时，本发明利用了色谱-质谱联用的检测技术，在提高了样品定性准确性的同时，还兼具高灵敏度与选择性的优点，定性结果准确可靠，相对于传统的农用化学品的检测方法具有明显优势。
附图说明
24.图1是本发明的整体结构示意图；
25.图2是本发明的安装加固件的结构示意图；
26.图3是本发明的折叠密封组件的结构示意图；
27.图4是本发明的封闭膜瓣打开时的检测盒的内部结构示意图；
28.图5是本发明的封闭膜瓣关闭时的检测盒的内部结构示意图；
29.图6是本发明的检测安装架的结构示意图；
30.其中，1-安装主体、10-采集区、100-采集口、11-处理区、12-检测区、2-样本采集组件、20-竖直安装架、200-旋转螺纹杆、21-横向安装架、210-滑动套、22-样本采集头、23-旋转电机、3-样本运转处理组件、30-存放箱、31-卡接凸台、32-落入管、33-转运滑轨、34-安装环、35-转运处理筒、350-出液口、3500-电磁阀、351-排污口、352-卡接凹槽、3520-电动启闭板、353-弧形分散架、354-散液层、355-散料管、356-贯通口、357-散液添加孔、358-过滤板、36-搅拌元件、37-安装加固件、370-安装调节柱、3700-滑动竖槽、371-横向安装板、3710-放置卡槽、3711-滑动横槽、372-加强调解杆、38-超声波振动电机、4-样本检测分析组件、40-检测安装架、400-第二电动伸缩杆、401-竖直安装主杆、402-安装套环、403-安装支杆、404-调节加固板、405-第三电动伸缩杆、406-加固杆、41-色谱仪、42-质谱仪、44-检测盒、440-安装槽、441-分隔塞、442-检测槽、443-封闭膜瓣、444-保温层、445-温度计、45-冷凝器、5-智能控制模块、6-折叠密封组件、60-密封折叠套、61-固定连接环、62-第一电动伸缩杆。
具体实施方式
31.为了进一步了解本发明的内容，以下通过实施例对本发明作详细说明。
32.实施例1
33.如图1所示，基于色谱-质谱联用的农用化学品残留检测分析设备，包括包括内部从左向右依次贯通分布有采集区10、处理区11以及检测区12的安装主体1、设于采集区10内的样本采集组件2、设于处理区11内的样本运转处理组件3、设于检测区12内的样本检测分析组件4以及设于安装主体1侧壁的智能控制模块5；
34.样本采集组件2包括设于采集区10内且侧壁上设有旋转螺纹杆200的竖直安装架20、通过滑动套210与旋转螺纹杆200螺纹连接的横向安装架21、设于横向安装架21底端的样本采集头22、驱动旋转螺纹杆200转动的旋转电机23，采集区10底端且与样本采集头22相对位置处设有采集口100；
35.样本运转处理组件3包括设于处理区11内部且上端连接有外部水源的存放箱30、设于存放箱30底端的卡接凸台31、设于卡接凸台31底端的落入管32、设于处理区11前后侧壁上且沿处理区11长度方向分布以及左右两侧分别延伸至采集区10和检测区12的两个转运滑轨33、通过驱动装置驱动可沿转运滑轨33上左右滑动的安装环34、卡接于安装环34上且底端设有出液口350以及侧壁设有排污口351的转运处理筒35，转运处理筒35上端设于与卡接凸台31相对分布且与转运处理筒35内部贯通的卡接凹槽352，卡接凹槽352上设有电动启闭板3520，转运处理筒35内设有弧形分散架353，弧形分散架353底端设有散液层354和15个沿各个方向分布且上端贯穿散液层354的散料管355，弧形分散架353中心处设有与落入管32相对分布的贯通口356，散液层354上均匀设有20个散液添加孔357，转运处理筒35内且
位于弧形分散架353底端处设有搅拌元件36，出液口350处设有过滤板358；
36.样本检测分析组件4包括设于检测区12上端的检测安装架40、与检测安装架40连接的色谱仪41和质谱仪42、设于检测区12底端且位于检测安装架40正下端的检测盒44；
37.弧形分散架353处设有超声波振动电机38；
38.如图4、5所示，检测盒44中心处设有安装槽440，安装槽440内设有分隔塞441，分隔塞441上均匀设有多个检测槽442，且每个检测槽442入口处侧壁沿周向铰接有4个封闭膜瓣443；
39.检测盒44底端为空心结构，且检测盒44通过连接管连接有冷凝器45，且检测盒44内壁贴设有保温层444和温度计445；
40.如图6所示，检测安装架40包括通过第二电动伸缩杆400与检测区12上壁连接的竖直安装主杆401、设于竖直安装主杆400外壁的安装套环402、沿安装套环402圆周方向均匀分布且与检测槽442一一对应的4个安装支杆403，每个安装支杆403底端均连接有色谱仪41和质谱仪42的检测探头；
41.各安装支杆403与安装套环402外壁之间铰接，竖直安装主杆401外壁且位于安装套环402下端位置处设有调节加固板404，且调节加固板404上端与每个安装支杆403之间设有第三电动伸缩杆405，调节加固板404下端与竖直安装主杆401外壁之间设有多个加固杆406。
42.实施例2
43.本实施例与实施例1不同之处在于：
44.如图2所示，存放箱30与处理区11之间设有安装加固件37，安装加固件37包括固定设于处理区11内壁且侧壁沿竖直方向设有滑动竖槽3700的安装调节柱370、与滑动竖槽3700滑动连接且上端设有放置卡槽3710以及底端设有滑动横槽3711的横向安装板371、一端与滑动竖槽3700滑动连接且另一端与滑动横槽3711滑动连接的加强调解杆372，加强调解杆372可通过驱动装置在滑动横槽3711内滑动。
45.实施例3
46.本实施例与实施例2不同之处在于：
47.如图3所示，转运处理筒35底端设有折叠密封组件6，折叠密封组件6包括设于转运处理筒35底端的密封折叠套60、设于密封折叠套60的固定连接环61、用于连接转运处理筒35底端与固定连接环61的第一电动伸缩杆62，出液口350处设有电磁阀3500。
48.本实施例所用的旋转电机23、电磁阀3500、电动启闭板3520、搅拌元件36、超声波振动电机38、第二电动伸缩杆400、第三电动伸缩杆405、色谱仪41、质谱仪42、温度计445、冷凝器45、智能控制模块5、第一电动伸缩杆62均采用现有技术产品，本领域技术人员可根据需要进行选择，能满足本发明的技术方案即可，在此不做特殊限定。
49.实施例4
50.本实施例公开了基于色谱-质谱联用的农用化学品残留检测分析方法，基于实施例3的基于色谱-质谱联用的农用化学品残留检测分析设备，包括以下步骤：
51.s1、将安装主体1移动至需要采集样本的区域，启动旋转电机23，通过旋转电机23带动旋转螺纹杆200顺时针转动，使滑动套210带动横向安装架21向下移动，此时，样本采集头22也会同步下降，当样本采集头22经采集口100下移并与样本采集区域接触时，关闭旋转
电机23，通过采集头22采集样本，采集结束后，重新启动旋转电机23，通过旋转电机23带动旋转螺纹杆200逆时针转动，使样本采集头22上移；
52.s2、当样本采集结束后，通过驱动装置驱动安装环34在转运滑轨33上移动，当到达本采集头22正下端时，关闭驱动装置，通过旋转电机23带动旋转螺纹杆200转动，使样本采集头22向下移动至转运处理筒35正上端，打开电动启闭板3520，并将采集的样本经卡接凹槽352掉落至弧形分散架353，经弧形分散架353上的沿各个方向分布的散料管355将采集的土壤分散至转运处理筒35各处，关闭电动启闭板3520，通过驱动装置驱动安装环34在转运滑轨33上移动至存放箱30正下端，并关闭驱动装置，此时，卡接凸台31与卡接凹槽352之间接触，使两者之间形成相对封闭的空间，打开电动启闭板3520，使存放箱30内的水体经落入管32和贯通口356流至散液层354内，并经各个散液添加孔357分散至土壤样本中，此时，通过搅拌元件36搅拌混匀，使土壤样本中的农用化学品溶解至水体中，形成浆液；
53.s3、当需要对采集样本检测时，通过驱动装置驱动安装环34在转运滑轨33上移动，当转运处理筒35移动至检测盒44正上端时，启动第一电动伸缩杆62延伸，带动固定连接环61向下移动，当固定连接环61与检测盒44正上端接触时，关闭第一电动伸缩杆62，通过密封折叠套60形成相对封闭的结构，然后，打开电磁阀3500，使得到样本处于相对封闭的环境，并经过滤板358过滤后向下掉落，在浆液样本下落重力的作用下，将各个封闭膜瓣443冲击开，使浆液样本落至各个检测槽442内；
54.s4、当浆液样本全部掉落后，启动第一电动伸缩杆62向上压缩，带动固定连接环61上移，通过驱动装置驱动安装环34在转运滑轨33上移动，使转运处理筒35与检测盒44分离，然后，启动第二电动伸缩杆400向下延伸，并带动调节竖直安装主杆401向下移动，依次对检测探头的位置进行粗调，同时，启动第三电动伸缩杆405延伸对检测探头的位置进行细调，当各个检测探头色谱仪41和质谱仪42分布下落至各检测槽442时，对样本进行检测即可。