CN105300933A - 苏丹红紫外固化检测装置与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种苏丹红紫外固化检测装置与方法；该装置照明光路包括紫外波段的线阵LED阵列、成像透镜、分光棱镜、第一光阑和物镜；成像光路包括待测食品与UV胶混合体、物镜、第一光阑、分光棱镜、管镜、第二光阑、扫描透镜、一维扫描振镜、聚焦透镜、针孔和探测器；该方法首先得到待测食品与UV胶混合体，然后依次点亮线阵LED阵列中的每个LED，得到多张图像，进而计算C，最后得出是否含有苏丹红的结论；本发明发现了苏丹红与UV胶结合后，会产生一种光学各向异性的晶体结构，在不同角度紫外光照射下，该晶体会具有明显不同的反光特性，基于上述特性，公开了一种苏丹红紫外固化检测装置与方法，仪器结构简单，检测过程简单，普通人都可进行操作。
Description
技术领域
本发明属于食品检测技术领域，具体涉及一种苏丹红紫外固化检测装置与方法。
背景技术
苏丹红是一种化学染色剂，主要用于油彩、机油、蜡和鞋油等产品的染色。一些不法商贩将苏丹红添加在食品中，例如辣椒粉、辣椒油、红豆腐，红心禽蛋等，使食品颜色鲜艳，进而增加销量。然而，苏丹红并非食品添加剂，苏丹红的化学成份中含有一种叫萘的化合物，该物质具有偶氮结构，这种化学结构的性质决定了它具有致癌性，对人体的肝肾器官具有明显的毒性作用。
可见，为了防止苏丹红对人体的伤害，需要检测对食品中的苏丹红进行检测。
传统的苏丹红检测方法包括高效液相色谱法、薄层色谱法、色谱质谱联用法、分光光度法、拉曼光谱法、共振瑞利散射法等等。这些方法或仪器结构复杂，或检测过程繁琐，或专业性很强。
发明内容
本发明发现了苏丹红与UV胶结合后，会产生一种各向异性的晶体结构，在不同角度紫外光照射下，该晶体会具有明显不同的反光特性，基于上述特性，本发明公开了一种苏丹红紫外固化检测装置与方法，具有仪器结构简单，或检测过程简单，普通人都可进行操作的技术优势。
本发明的目的是这样实现的：
苏丹红紫外固化检测装置，包括照明光路和成像光路；
所述的照明光路包括：紫外波段的线阵LED阵列、成像透镜、分光棱镜、第一光阑和物镜；从线阵LED阵列发出的光束依次经过成像透镜、分光棱镜、物镜后，平行照射到待测食品与UV胶混合体表面；所述线阵LED阵列或待测食品与UV胶混合体在其所在平面旋转；
所述的成像光路包括：待测食品与UV胶混合体、物镜、第一光阑、分光棱镜、管镜、第二光阑、扫描透镜、一维扫描振镜、聚焦透镜、针孔和探测器；待测食品与UV胶混合体表面反射的光束依次经过物镜、第一光阑、分光棱镜、管镜、第二光阑、扫描透镜、一维扫描振镜、聚焦透镜，成像到针孔位置，并由探测器成像；所述的一维扫描振镜以与光轴所在平面垂直的方向为转轴转动；
所述的照明光路和成像光路共用分光棱镜、第一光阑和物镜；
所述的线阵LED阵列位于成像透镜的物平面，成像透镜的像平面与物镜的后焦平面重合于第一光阑所在平面；管镜的前焦平面与扫描透镜的后焦平面重合于第二光阑所在平面；针孔位于聚焦透镜的前焦平面，与探测器紧贴。
在上述苏丹红紫外固化检测装置上实现的苏丹红紫外固化检测方法，包括以下步骤：
步骤a、将待测食品与UV胶在45-65摄氏度下进行混合，得到待测食品与UV胶混合体；
步骤b、将待测食品与UV胶混合体置于物镜前焦平面；
步骤c、将线阵LED阵列或待测食品与UV胶混合体调整到最佳角度，依次点亮线阵LED阵列中的每个LED，相应调整一维扫描振镜角度，使得待测食品与UV胶混合体表面信息均被探测器接收，得到与LED数量相同的图像；
步骤d、提取步骤c所得图像中坐标相同像素的灰度值，并按照如下公式计算C：
C＝(Imax-Imin)/(Imax+Imin)
式中，Imax为灰度值中的最大值，Imin为灰度值中的最小值；
步骤e、如果C大于阈值的个数超过50％，则说明待测食品中含有苏丹红。
有益效果：本发明发现了苏丹红与UV胶结合后，会产生一种光学各向异性的晶体结构，在不同角度紫外光照射下，该晶体会具有明显不同的反光特性，基于上述特性，本发明公开了一种苏丹红紫外固化检测装置与方法，具有仪器结构简单，或检测过程简单，普通人都可进行操作的技术优势。
附图说明
图1是本发明苏丹红紫外固化检测装置结构示意图。
图2是本发明苏丹红紫外固化检测装置照明光路图。
图3是本发明苏丹红紫外固化检测装置成像光路图。
图中：1线阵LED阵列、2成像透镜、3分光棱镜、4第一光阑、5物镜、6待测食品与UV胶混合体、7管镜、8第二光阑、9扫描透镜、10一维扫描振镜、11聚焦透镜、12针孔、13探测器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细描述。
具体实施例一
本实施例是苏丹红紫外固化检测装置实施例。
本实施例的苏丹红紫外固化检测装置，结构示意图如图1所示。该装置包括照明光路和成像光路；
所述的照明光路如图2所示，它包括：紫外波段的线阵LED阵列1、成像透镜2、分光棱镜3、第一光阑4和物镜5；从线阵LED阵列1发出的光束依次经过成像透镜2、分光棱镜3、物镜5后，平行照射到待测食品与UV胶混合体6表面；所述线阵LED阵列1或待测食品与UV胶混合体6在其所在平面旋转；
所述的成像光路如图3所示，它包括：待测食品与UV胶混合体6、物镜5、第一光阑4、分光棱镜3、管镜7、第二光阑8、扫描透镜9、一维扫描振镜10、聚焦透镜11、针孔12和探测器13；待测食品与UV胶混合体6表面反射的光束依次经过物镜5、第一光阑4、分光棱镜3、管镜7、第二光阑8、扫描透镜9、一维扫描振镜10、聚焦透镜11，成像到针孔12位置，并由探测器13成像；所述的一维扫描振镜10以与光轴所在平面垂直的方向为转轴转动；
所述的照明光路和成像光路共用分光棱镜3、第一光阑4和物镜5；
所述的线阵LED阵列1位于成像透镜2的物平面，成像透镜2的像平面与物镜5的后焦平面重合于第一光阑4所在平面；管镜7的前焦平面与扫描透镜9的后焦平面重合于第二光阑8所在平面；针孔12位于聚焦透镜11的前焦平面，与探测器13紧贴。具体实施例二
本实施例是苏丹红紫外固化检测方法实施例。
本实施例的苏丹红紫外固化检测方法，在具体实施例一的苏丹红紫外固化检测装置上实现，该方法包括以下步骤：
步骤a、将待测食品与UV胶在45-65摄氏度下进行混合，得到待测食品与UV胶混合体6；
步骤b、将待测食品与UV胶混合体6置于物镜5前焦平面；
步骤c、将线阵LED阵列1或待测食品与UV胶混合体6调整到最佳角度，依次点亮线阵LED阵列1中的每个LED，相应调整一维扫描振镜10角度，使得待测食品与UV胶混合体6表面信息均被探测器13接收，得到与LED数量相同的图像；
需要说明的是，如果装置中线阵LED阵列1在其所在平面旋转，方法中就将线阵LED阵列1调整到最佳角度；如果装置中待测食品与UV胶混合体6在其所在平面旋转，方法中就将待测食品与UV胶混合体6调整到最佳角度；
步骤d、提取步骤c所得图像中坐标相同像素的灰度值，并按照如下公式计算C：
C＝(Imax-Imin)/(Imax+Imin)
式中，Imax为灰度值中的最大值，Imin为灰度值中的最小值；
步骤e、如果C大于阈值的个数超过50％，则说明待测食品中含有苏丹红。
在该方法中，如果线阵LED阵列1中的LED等间距排布，能够实现照明角度均匀变化；如果线阵LED阵列1中的LED不等间距排布，能够实现在最佳照明角度附近精确调整。
在该方法中，阈值可以根据实际情况来选取，本领域技术人员可以通过有限次实验获得最佳数值，在本实施例中不再详细说明。
除此之外，本发明还进行了以下实验：
实验一、在待测食品不与UV胶进行混合的情况下，重复整个方法实施例，得到的结果表明，无论待测食品中是否含有苏丹红，结果都没有区别，该结果表明UV胶在本发明中具有是否能检测出苏丹红的决定性作用。
实验二、将含有苏丹红的待测食品与UV胶在0-99摄氏度下进行混合，以1摄氏度为步长，在每个温度下重复整个方法实施例，得到的结果表明，只有在45-65摄氏度范围内，按照本发明方法才能够检测出苏丹红；经分析表明，只有在45-65摄氏度范围内，待测食品与UV胶混合后才能产生一种光学各向异性的晶体结构，进而实现对苏丹红的检测。
实验三、用紫外光之外其它波段光源，包括可见光光源、红外波段光源，对含有苏丹红的待测物与UV胶混合体进行照射，发现未检测出苏丹红，该结果表明紫外波段是能够有效利用苏丹红与UV胶结合后产生的晶体，进而检测出苏丹红的关键技术特征。
Claims (2)
1.苏丹红紫外固化检测装置，其特征在于，包括照明光路和成像光路；
所述的照明光路包括：紫外波段的线阵LED阵列(1)、成像透镜(2)、分光棱镜(3)、第一光阑(4)和物镜(5)；从线阵LED阵列(1)发出的光束依次经过成像透镜(2)、分光棱镜(3)、物镜(5)后，平行照射到待测食品与UV胶混合体(6)表面；所述线阵LED阵列(1)或待测食品与UV胶混合体(6)在其所在平面旋转；
所述的成像光路包括：待测食品与UV胶混合体(6)、物镜(5)、第一光阑(4)、分光棱镜(3)、管镜(7)、第二光阑(8)、扫描透镜(9)、一维扫描振镜(10)、聚焦透镜(11)、针孔(12)和探测器(13)；待测食品与UV胶混合体(6)表面反射的光束依次经过物镜(5)、第一光阑(4)、分光棱镜(3)、管镜(7)、第二光阑(8)、扫描透镜(9)、一维扫描振镜(10)、聚焦透镜(11)，成像到针孔(12)位置，并由探测器(13)成像；所述的一维扫描振镜(10)以与光轴所在平面垂直的方向为转轴转动；
所述的照明光路和成像光路共用分光棱镜(3)、第一光阑(4)和物镜(5)；
所述的线阵LED阵列(1)位于成像透镜(2)的物平面，成像透镜(2)的像平面与物镜(5)的后焦平面重合于第一光阑(4)所在平面；管镜(7)的前焦平面与扫描透镜(9)的后焦平面重合于第二光阑(8)所在平面；针孔(12)位于聚焦透镜(11)的前焦平面，与探测器(13)紧贴。
2.在权利要求1所述苏丹红紫外固化检测装置上实现的吊白块紫外固化检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤a、将待测食品与UV胶在45-65摄氏度下进行混合，得到待测食品与UV胶混合体(6)；
步骤b、将待测食品与UV胶混合体(6)置于物镜(5)前焦平面；
步骤c、将线阵LED阵列(1)或待测食品与UV胶混合体(6)调整到最佳角度，依次点亮线阵LED阵列(1)中的每个LED，相应调整一维扫描振镜(10)角度，使得待测食品与UV胶混合体(6)表面信息均被探测器(13)接收，得到与LED数量相同的图像；
步骤d、提取步骤c所得图像中坐标相同像素的灰度值，并按照如下公式计算C：
C＝(Imax-Imin)/(Imax+Imin)
式中，Imax为灰度值中的最大值，Imin为灰度值中的最小值；
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Effective date of registration: 20180420 Address after: 265100 Longshan street, Haiyang City, Yantai, Shandong Province, No. 151 Applicant after: Haiyang Center for Disease Control and Prevention Address before: 150000 Heilongjiang high tech Industrial Development Zone, Nangang hi tech Venture Center, building No. 17, Hongqi Street, room No. 801, room 162 Applicant before: Harbin Huan Shi development in science and technology company limited |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180522 Termination date: 20191208 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |