CN103472026B - 一种地沟油检测笔及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种地沟油检测笔及其方法，属于油脂检测技术领域，包括外壳、近红外探头、开关、控制电路、显示器、直流电源。其中外壳内安置控制电路和直流电源；外壳上安置开关和显示器；近红外探头能自由出入外壳尖嘴；控制电路由光电耦合器、A/D转换器和高速FPGA器件组成；FPGA系统部分使用双口SDRAM、控制器、寄存器、计数器和除法器。在检测中提取波段范围内的885nm和897nm处的近红外光谱信号，将两者相除的结果显示在显示器上，将其与阈值比较，得出被检测油品是否为地沟油，采用本检测笔无需接触样品，无污染，操作简单。

Description

一种地沟油检测笔及其方法
技术领域
      本发明涉及油脂检测技术领域，具体为一种地沟油检测笔及其方法。
背景技术
      我国是人口大国，对食用油的需求量很大，然而，近年来不法分子将地沟油推向人们餐桌，对食品安全和消费者的身体健康造成严重威胁。由于地沟油种类和成分比较多，加上精度提炼的地沟油和食用油很难区分，目前，国内外尚无鉴别地沟油行之有效的方法。除了使合格食用油和地沟油能够进行有效区分外，还要求检测技术能够现场快速准确鉴别。
      现有的地沟油检测技术依赖实验室环境、处理过程复杂、检测速度慢、准确性差及成本大等原因，限制了此类设备的推广应用。
发明内容
      本发明旨在解决现有的地沟油检测技术受外界影响大、处理过程复杂、检测速度慢、准确性差的问题，提供一种方便、实时、准确的地沟油检测笔及其方法。
本发明是这样实现的，它包括近红外探头、开关、控制电路、外壳、显示器、直流电源，开关和显示器设置于外壳表面，控制电路和直流电源设置于外壳内部，其特征在于：所述外壳呈笔状，近红外探头位于笔尖处，并且近红外探头伸缩出笔尖，所述近红外探头连接控制电路，控制电路分别连接显示器、开关和直流电源。
所述控制电路包括光电耦合器、A/D转换器和高速FPGA器件，光电耦合器连接A/D转换器，A/D转换器连接高速FPGA器件。
所述的高速FPGA器件包括双口SDRAM、控制器、寄存器、计数器和除法器，控制器分别连接计数器和双口SDRAM，双口SDRAM分别连接寄存器和除法器，除法器连接寄存器，所述计数器连接双口SDRAM。
有益效果：检测方法简单无需接触样品，无污染，操作简单；体积小，快速便携，准确度高，稳定可靠，适用于随机现场实时检测和在线监测。
附图说明
图1为本发明的总体结构示意图；
图2为本发明的高速FPGA器件的原理方框图；
图3为本发明的高速FPGA器件实现原理框图；
附图中图号标记：
1、近红外探头 2、开关 3、控制电路 4、外壳 5、显示器 6、直流电源 7、计数器 8、控制器 9、双口SDRAM 10、寄存器 11、除法器 12、端口A 13、输入端口B 14、输出端口C。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做一说明：
本发明实施例的总体结构如图1所示，一种地沟油检测笔，包括近红外探头1、开关2、控制电路3、外壳4、显示器5、直流电源6。外壳4呈笔状，近红外探头1位于笔尖处，外壳4内设有控制电路3和直流电源6；外壳4上设有开关2和显示器5；近红外探头1在开关2的控制下能自由出入外壳4，当开关2按下后近红外探头1伸出外壳4尖嘴处并启动直流电源6开始工作；近红外探头1选用检测波段在880nm～900nm范围的近红外光谱传感器。
      如图2所示，高速FPGA器件包括计数器7、控制器8、双口SDRAM9、寄存器10、除法器11，控制器8分别连接计数器7和双口SDRAM9，双口SDRAM9分别连接寄存器10和除法器11，除法器11连接寄存器10。
检测方法为：近红外探头1将其采集到的光学信号转换成电压信号，然后通过光电耦合器进行过滤排除杂波干扰，A/D转换器将滤波后的模拟信号转换成数字信号，再发送至高速FPGA器件进行数据处理，最后将处理结果输出在显示器5上显示。
控制器根据外部输入的复位信号、时钟信号产生A/D变换所需的控制信号以控制A/D对模拟信号的采集过程，并根据A/D反馈给它的转换结束数据准备好信号产生双口RAM的写地址计数信号，它将A/D转换好的电压数字信号存入RAM中，同时通过计数器7将写地址计数信号延迟n个时间单位作为RAM的读地址计数信号，它将RAM中885nm和897nm处电压数据读出。首先输出的信号是897nm处电压值进入存储器等待，下一时钟到来时信号是885nm处电压值，此时885nm处电压信号值和897nm处电压信号值同时进入除法器输入端口A12和输入端口B13，除法器将输入端口A12中输入的数据除以输入端口B13中输入的数据得到的结果通过输出端口C14输出至显示器5上。
根据实验，食用植物油的885nm光谱强度值与897nm光谱强度值之比大于1.4，地沟油则小于1.1，利用这个比值差异，可以区分这两类油。因此，通过显示器5显示的数据可方便、快捷、准确地对油品进行鉴别。
本发明实施例的工作过程步骤如下：
·        铵下开关2启动检测笔，同时近红外探头1伸出外壳尖嘴，直流电源6上电工作；
·        近红外探头1对准油品采集880nm～900nm波段范围光谱强度输出电压信号；
·        近红外探头输出的电压模拟信号经光电耦合器进行滤波处理，再经过A/D转换成数字信号进入FPGA器件对885nm和897nm的光谱信号进行数据处理。
·        在显示器5上显示结果；
·        阈值比较，若显示结果大于1.4，油品为合格食用植物油，若显示结果小于1.1，则油品为地沟油。

Claims (4)

1.一种地沟油检测笔，它包括近红外探头（1）、开关（2）、控制电路（3）、外壳（4）、显示器（5）、直流电源（6），开关（2）和显示器（5）设置于外壳（4）表面，控制电路（3）和直流电源（6）设置于外壳（4）内部，其特征在于：所述外壳（4）呈笔状，近红外探头（1）位于笔尖处，并且近红外探头（1）伸缩出笔尖，所述近红外探头（1）连接控制电路（3），控制电路（3）分别连接显示器（5）、开关（2）和直流电源（6）；控制电路（3）包括光电耦合器、A/D转换器和高速FPGA器件，光电耦合器连接A/D转换器，A/D转换器连接高速FPGA器件；所述的高速FPGA器件包括双口SDRAM、控制器、寄存器、计数器和除法器，控制器分别连接计数器和双口SDRAM，双口SDRAM分别连接寄存器和除法器，除法器连接寄存器，所述计数器连接双口SDRAM。
2.如权利要求1中所述的一种地沟油检测笔，其特征在于：近红外探头（1）选用检测波段在880nm～900nm范围的近红外光谱传感器。
3.如权利要求2中所述的一种地沟油检测笔，其特征在于：所述高速FPGA器件的工作过程为：控制器根据外部输入的复位信号、时钟信号产生A/D变换所需的控制信号以控制A/D对模拟信号的采集过程，并根据A/D反馈给它的转换结束数据准备好信号产生双口RAM的写地址计数信号，它将A/D转换好的电压数字信号存入RAM中，同时将写地址计数信号延迟n个时间单位作为RAM的读地址计数信号，它将RAM中885nm和897nm处电压数据读出；首先输出的信号是897nm处电压值进入存储器等待，下一时钟到来时信号是885nm处电压值，此时的两个信号同时进入除法器输入端口，将结果输出在显示器（5）上。
4.一种利用权利要求1所述的地沟油检测笔检测地沟油的方法，其特征在于：近红外探头（1）负责采集880nm～900nm波段范围的近红外光谱信号；光电耦合器将近红外探头（1）采集的光学信号进行过滤排除杂波干扰；A/D转换器将滤波后的模拟信号转换成数字信号，然后发送至高速FPGA器件进行数据处理，最后将处理结果输出在显示器（5）上显示，食用植物油的885nm光谱强度值与897nm光谱强度值之比大于1.4，地沟油则小于1.1，利用这个比值差异，可以区分这两类油。
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