CN101846619A

CN101846619A - 药物残留检测仪

Info

Publication number: CN101846619A
Application number: CN200910224895A
Authority: CN
Inventors: 杨彬
Original assignee: XIAMEN HAIHONGXING INSTRUMENTS CO Ltd
Current assignee: XIAMEN HAIHONGXING INSTRUMENTS CO Ltd
Priority date: 2009-11-25
Filing date: 2009-11-25
Publication date: 2010-09-29

Abstract

药物残留检测仪，所述的检测装置包括相互配合的光路部分：包括LED灯光耦合到探测器接收，探测器连接LED灯源控制电路的微弱电流放大器，微弱电流放大器连接差分信号放大器，该差分信号放大器的另一端连接一参考电压，LED灯及控制电路前方依次设有透镜、样品室，另一透镜；光电信号放大调理及采集部分：与光路部分配合，包括探测器，信号放大调整电路，AD转换电路；嵌入式单片机控制系统：与光电信号采集放大调理部分连接；将信号调理模块采集的光强度数值通过软件的算法处理转换为具体的浓度数值显示在屏幕上；由于采用LED灯作为光源，避免了通用酶标仪中需要更换光源耗材的问题，且可以作为便携式的仪器使用，亦可提高检测结果的可靠度。

Description

药物残留检测仪

技术领域：

本发明涉及食品安全，药物残留快速检测技术，具体讲就是快速检测食品中所含的多种药物残留，如抗生素，激素类药等物质含量的仪器。

背景技术：

目前市面上已有的用于检测农畜牧产品内所含的药物残留检测仪器均采用通用的酶标仪进行测试，或者仅仅只是对酶标仪进行简单的改进。使用酶标仪进行该系列产品检测有以下几个缺陷或不足：

1、酶标仪主要用于医疗方面的血常规，激素类或者是其他生理指标的检测，软件分析的方法和农畜牧产品的小分子检测分析方法有所不同，大部分的酶标仪只能读取原始的吸光度数据而无法进行实际浓度的直接分析显示，需要用户通过自己的分析算法进行处理，操作麻烦。

2、酶标仪没有专门针对畜牧类产品的药物残留检测，没有专门的数据库用于判断检测结果是否处于安全的界限内。无法对结果数据的判断。

3、用酶标仪内部光路系统复杂，配置的光路系统需要配合多种波长试剂的检测需要，通过光纤，干涉滤光片等分光系统实现，光路系统造价高，而农畜牧产品往往只需要特定的一两种波长的光进行检测，不需要这种分光系统。

4、酶标仪通常采用卤素钨灯作为光源，寿命短，往往只有几千小时的使用寿命，而且需要大功率的电源和较大的散热系统，仪器较大，一般使用220v电源，一般无法作为便携式仪器使用。

5、用传统的酶标仪做药物残留检测不可避免的会发生检测试剂和仪器兼容配合一致性的问题，不同厂家的试剂检测的结果可能一致性相差较大，或者同一种试剂在不同厂家的酶标仪上测试的结果出现差异的问题，这个问题产生的原因有仪器算法对试剂温度补偿的问题和算法方面的配合等其他方面的因素。这种兼容性问题在通用仪器检测中就无法避免。

发明内容：

本发明目的在于解决以上的问题，提供一种专门针对药物残留的检测装置，其采用LED灯作为光源，避免了通用酶标仪中需要更换光源耗材的问题。使用低电压系统供电，可以作为便携式的仪器使用。仪器算法考虑到试剂及温度的补偿算法，可提高检测结果的可靠度。

为达成上述目的，本发明采用如下技术方案：

药物残留检测仪，所述的检测装置包括相互连接配合的光路部分，光电信号放大调理及采集部分，嵌入式单片机控制系统，输入输出接口设备模块；

光路部分：包括LED灯，探测器，LED灯源控制电路，聚焦透镜，样品室；其中，LED灯发光耦合到探测器接收，探测器连接LED灯源控制电路的微弱电流放大器，微弱电流放大器连接差分信号放大器，该差分信号放大器的另一端连接一参考电压，LED灯源控制电路控制LED灯使其工作电流稳定，LED灯及控制电路前方依次设有透镜、样品室，另一透镜；

光电信号放大调理及采集部分：与光路部分配合，包括探测器，信号放大调整电路，AD转换电路，探测器探测透过样品室及透镜的光，探测器连接信号放大调整电路将光进行放大处理，信号放大调整电路连接AD转换电路转换成数字信号；

嵌入式单片机控制系统：与光电信号采集放大调理部分连接；将信号调理模块采集的光强度数值通过软件的算法处理转换为具体的浓度数值显示在屏幕上。

所述的输入输出接口模块，连接单片机控制系统，包括存储器，USB通讯模块，嵌入式打印机控制模块，液晶屏控制模块。

所述的检测仪还包括嵌入式软件系统，该系统包括：连接单片机控制系统负责和仪器内部的嵌入式系统软件的通讯工作的USB通讯接口模块；与通讯接口模块连接的负责控制仪器的工作方式仪器工作状态设定及监控功能模块、对从仪器接收到的原始吸光度数据进行分析处理的检测数据库分析功能模块、用户操作界面管理模块；检测数据库分析功能模块连接国标数据库管理模块及用户操作界面管理模块；用户操作界面管理模块连接国标数据库管理模块、检测记录管理模块、网络服务器发送模块。

采用上述技术方案，本发明增加药物残留的浓度和吸光度关系式的标准曲线计算方式，根据原始吸光度数据计算相应的浓度值，用户直接可以读出样品的浓度值并打印最终的结果报告，无需对测量原始数据做计算处理工作。分析系统软件增加了国家标准中各种药物残留的限制标准数值，用这些标准数据建立数据库，测量样品的结果浓度可以参考数据库里面的数值对浓度是否超标作出判断。降低仪器的制造成本。去除通用酶标仪的分光光源部分，减少了光纤，干涉滤光片，卤素钨灯及控制电路模块，分光部分的运动控制模块，不但大大减少了制造成本，而且由于减少了敏感光路的调节，提高了系统的可靠性，减少了制造过程中的工艺精度要求。

采用LED灯作为光源，LED灯的寿命在10万小时左右，避免了通用酶标仪中需要更换光源耗材的问题。同时LED灯采用创新的光源控制电路，保证发光的稳定性，此部分是该发明专利的一个重要的创新点。由于不采用钨灯作为光源，本仪器的电源可以采用低电压系统供电，系统功耗大大降低，使得本仪器可以作为便携式的仪器使用。采用试剂和仪器配套的方式，仪器针对试剂做算法方面的补偿和改进，可以很大程度提高检测结果的可靠度。

附图说明：

以下用附图对本发明详细说明：

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明光路控制电路示意图；

图3为本发明光路控制电路实施例图；

图4为本发明软件管理模块示意图。

具体实施方式：

以下结合附图及实施例对本发明详述：

如图1一4所示的本发明的实施方式，药物残留检测仪，所述的检测装置包括相互配合的光路部分1，光电信号放大调理及采集部分2，嵌入式单片机控制系统3，输入输出接口设备模块4；光路部分1：包括LED灯11，LED灯源控制电路13，聚焦透镜14，样品室15；其中，LED11灯发出的光被探测器12接收，探测器12连接微弱电流放大器131，微弱电流放大器131连接差分信号放大器132，该差分信号放大器的132另一端连接一参考电压133，132的输出信号连接LED灯源控制电路13，控制LED灯使其工作电流稳定。LED灯前方依次设有透镜14、样品室15，另一透镜141；光电信号放大调理及采集部分2：与光路部分配合，包括探测器21，信号放大调整电路22，AD转换电路23，探测器21探测透过样品室及透镜的光，探测器连接信号放大调整电路23将光进行放大处理，信号放大调整电路连接AD转换电路23转换成数字信号；嵌入式单片机控制系统3：与光电信号采集放大调理部分2连接；将信号调理模块采集的光强度数值通过软件的算法处理转换为具体的浓度数值显示在屏幕上。所述的输入输出接口模块4，连接单片机控制系统，包括存储器41，USB通讯模块42，嵌入式打印机控制模块43，液晶屏控制模块44或其它辅助设备。

所述的检测仪还包括嵌入式软件系统5，该系统包括：连接单片机控制系统负责和仪器内部的嵌入式系统软件的通讯工作的USB通讯接口模块51；与通讯接口模块连接的负责控制仪器的工作方式仪器工作状态设定及监控功能模块52、对从仪器接收到的原始吸光度数据进行分析处理的检测数据库分析功能模块53、用户操作界面管理模块54；检测数据库分析功能模块连接国标数据库管理模块及用户操作界面管理模块55；用户操作界面管理模块连接国标数据库管理模块、检测记录管理模块56、网络服务器发送模块57。

本发明提供专用的药物残留检测仪及其分析系统软件，区别于传统的酶标仪。仪器的构成包括光路部分，光电信号放大调理及采集部分，嵌入式单片机控制系统，输入输出接口设备模块等。软件分析系统包括仪器的数据接口通讯部分功能模块，仪器工作状态设定及监控功能模块，检测数据库分析功能模块，检测记录管理模块，国标数据库管理模块，用户操作界面管理模块，网络服务器发送模块。

光路部分由LED灯，LED灯源控制电路，聚焦透镜，样品室等部件组成。LED灯光源控制电路的目的是产生一种长期稳定可靠的光源。是影响仪器工作性能的重要环节。传统的LED灯控制电路一般采用串联电阻式或者是恒流源控制电路使LED灯的工作电流稳定。但这类的方法无法避免LED灯开始工作时所需的预热过程和温度漂移的问题，在LED灯开始工作到稳定发光的这段过程中光源的光是不稳定的。而本系统采用光路反馈的方式工作：

LED光源控制电路给LED发光提供工作电流，LED灯发出的光通过硅光电探测器接收后转换为电流信号，微弱电流放大器对探测器接收到的微弱电流信号进行放大后输出到一个高增益的差分放大器电路的输入端；该差分放大器的另外一端接参考电压，该参考电压是一个稳定的基准电压，可以由用户调节。如果LED灯发出的光较弱，则电流放大器输出的电压信号小于设定的参考电压，差分放大器输出的反馈信号到LED灯光源电路后使LED灯的工作电流变大，从而使发出的光变强。反之，如果LED灯发出的光较强，则电流放大器输出的电压信号大于设定的参考电压，差分放大器输出的反馈信号到LED灯光源电路后使LED灯的工作电流变小，从而使发出的光变弱。通过这种方法可以使得LED灯发出的光稳定在一个设定的数值内。并且不随温度的变化发生漂移。

稳定光源的LED光经透镜聚焦后透过试剂溶液，光在通过样品浓液后被部分吸收，光的衰减程度和浓液中所含需要检测的有害物质的浓度成一定的关系。透过浓液的光到达探测器后被转换为电气信号，通过光电信号调理模块进行放大处理后经AD转换为数字信号输送到单片机系统进行处理。通过软件的算法处理将原始数据转换为具体的浓度数值显示在大屏幕TFT屏上，并可以由用户将测量结果报告输出到打印机，测量结果数据可以通过仪器的USB接口发送到PC机的分析系统软件中。

PC端的分析系统软件中的USB通讯接口模块负责和仪器内部的嵌入式系统软件的通讯工作。仪器工作状态设定及监控功能模块负责控制仪器的工作方式，如选择合适波长的光源进行测量，控制仪器的运动机构，同时监控仪器内部的工作状态，对仪器内部的各个模块进行监控，提供异常检测和警报功能。检测数据库分析功能模块对从仪器接收到的原始吸光度数据进行分析处理，根据不同的算法及数据库设定得到最终用户需要的检测结果。检测记录管理模块存储以往检测项目的检测结果记录，负责对记录进行读取，修改，删除等操作。国标数据库管理模块包含药物残留的相应国家标准数据库，存储不同检测项目的国家标准容限值，作为检测结果是否超标的判断依据。用户可以直接根据这个标准对检测结果判断是否合格。对于数据库中没有的检测药物，用户可以自行添加检测项目。用户可以对该数据库进行项目添加，数值更改等功能。用户操作界面管理模块负责和用户交互的交互工作，用户可以通过该模块设定检测板布局，启动仪器工作及控制其他功能模块的工作。网络服务器发送模块负责将本机检测的数据结果发送到。网络上的某一台服务器做统计分析，这样服务器可以统计监控多个检测站点的分析数据。并提供各个站点的统计查询操作。

本发明增加药物残留的浓度和吸光度关系式的标准曲线计算方式，根据原始吸光度数据计算相应的浓度值，用户直接可以读出样品的浓度值并打印最终的结果报告，无需对测量原始数据做计算处理工作。

分析系统软件增加了国家标准中各种药物残留的限制标准数值，用这些标准数据建立数据库，测量样品的结果浓度可以参考数据库里面的数值对浓度是否超标作出判断。

降低仪器的制造成本。去除通用酶标仪的分光光源部分，减少了光纤，干涉滤光片，卤素钨灯及控制电路模块，分光部分的运动控制模块，不但大大减少了制造成本，而且由于减少了敏感光路的调节，提高了系统的可靠性，减少了制造过程中的工艺精度要求。

采用LED灯作为光源，LED灯的寿命在10万小时左右，避免了通用酶标仪中需要更换光源耗材的问题。同时LED灯采用创新的光源控制电路，保证发光的稳定性，此部分是该发明专利的一个重要的创新点。

由于不采用钨灯作为光源，本仪器的电源可以采用低电压系统供电，系统功耗大大降低，使得本仪器可以作为便携式的仪器使用。采用试剂和仪器配套的方式，仪器针对试剂做算法方面的补偿和改进，可以很大程度提高检测结果的可靠度。

Claims

1.药物残留检测仪，其特征在于：所述的检测装置包括相互配合的光路部分，光电信号放大调理及采集部分，嵌入式单片机控制系统，输入输出接口设备模块；

光路部分：包括LED灯，探测器，LED灯源控制电路，聚焦透镜，样品室；其中LED11灯发出光耦合到探测器接收，探测器连接微弱电流放大器，微弱电流放大器连接差分信号放大器，该差分信号放大器的另一端连接一参考电压，LED灯及控制电路前方依次设有透镜、样品室，另一透镜；

2.如权利要求1所述的药物残留检测仪，其特征在于：所述的输入输出接口模块，连接单片机控制系统，包括存储器，USB通讯模块，嵌入式打印机控制模块，液晶屏控制模块。

3.如权利要求1或2所述的药物残留检测仪，其特征在于：所述的检测仪还包括嵌入式软件系统，该系统包括：连接单片机控制系统负责和仪器内部的嵌入式系统软件的通讯工作的USB通讯接口模块；与通讯接口模块连接的负责控制仪器的工作方式仪器工作状态设定及监控功能模块、对从仪器接收到的原始吸光度数据进行分析处理的检测数据库分析功能模块、用户操作界面管理模块；检测数据库分析功能模块连接国标数据库管理模块及用户操作界面管理模块；用户操作界面管理模块连接国标数据库管理模块、检测记录管理模块、网络服务器发送模块。