CN106770126B - 一种适用于快速检测橄榄油的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于快速检测橄榄油的装置及方法，装置结构为：以半导体激光器激光为准。第一分束镜与光轴呈45°夹角，第一功率计在激光的90°方向记录第一分束镜的反射光功率；第一比色皿位于第一积分球的中心并且与激光同轴；第一光纤探头通过光纤连接第一光谱仪并记录第一积分球内的荧光光谱；第二分束镜与光轴呈45°夹角，第二功率计在激光的90°方向记录第二分束镜的反射光功率；第二比色皿位于第二积分球的中心并且与激光同轴；第二光纤探头通过光纤连接第二光谱仪并记录第二积分球内的荧光光谱；第三功率计记录透过第二积分球的激光功率。该装置可通过450nm处的荧光发射谱和透射率，实现快速检测橄榄油的目的。

Description

一种适用于快速检测橄榄油的装置及方法
技术领域
本发明涉及一种橄榄油检测技术，特别涉及一种适用于快速检测橄榄油的装置及方法。
背景技术
自2000年后国内橄榄油的进口量与日俱增，由原来的年进口量几百吨增长到现在年进口量3.86万吨(2015年)，其原因主要是中国的地理环境不适合大量生产橄榄油，以2014年为例中国橄榄油的总产量只有1732吨，这根本不能满足国内橄榄油市场的需求(统计数据由国家统计局、海关总署及商务部提供)。因此，国外橄榄油生产大国争相逐鹿中国市场，并加大开拓中国市场的力度。然而，世界优质橄榄油的年产总量有限，国外橄榄油生产大国在保障本国优质橄榄油的份额外，可出口的优质橄榄油总量是有限的，因此许多橄榄油生产大国向中国大量倾销劣质橄榄油，甚至是工业级橄榄油。据海关统计数据显示，每年我国进口的橄榄油制品中，有超过六成是果渣油，而果渣油在国际上是禁止食用的。
目前橄榄油检测周期长、检测效率慢的问题，为了缓解海关在检测进口橄榄油工作强度方面上的工作压力，使市场上流通的橄榄油时刻暴露在“聚光灯”下，加强市场上流通橄榄油的监管、促使流通橄榄油身份信息对称和透明度。同时补充完善制定已久的《橄榄油、油橄榄果渣油》GB23347-2009的国家标准，使其符合目前橄榄油检测的要求。该仪器有利于解决或缓解上述问题。
发明内容
本发明提供了一种适用于快速检测橄榄油的装置和方法，解决橄榄油的检测周期长、橄榄油检测技术难推广及国内橄榄油市场混乱的问题，缓解海关日益增加的工作压力和强度。
本发明采用以下技术方案实现上述目的。一种适用于快速检测橄榄油的方法，装置包括：半导体激光器1、第一分束镜2、第一比色皿3、第一积分球4、第一光纤探头5、第一光谱仪6、第一功率计7、第二功率计8、第二分束镜9、第二比色皿10、第二积分球11、第二光纤探头12、第二光谱仪13以及第三功率计14。装置各部件位置结构为：以半导体激光器1激光为准，激光首先射向第一分束镜2，第一分束镜2与激光呈45°夹角并位于半导体激光器1前方，第一功率计7在入射激光的90°方向记录第一分束镜2的反射光功率；入射激光射入第一积分球4中，第一比色皿3位于第一积分球4的中心并且与激光同轴；第一积分球4有两个光学窗口，一个光纤接口，两个光学窗口的位置恰好允许激光透过第一积分球4，即两个窗口的连线与激光共轴，光纤接口的位置与光学窗口的位置处于同一高度并位于两者之间的中部位置。第一积分球4由两个半球组成，方便第一比色皿3的按放。第一光纤探头5位于第一积分球4上并通过光纤连接第一光谱仪6，记录第一积分球4内的荧光光谱；从第一积分球出射的激光射向第二分束镜9，第二分束镜9与光轴呈45°夹角并位于第一积分球4和第二积分球11中间，第二功率计8在第一积分球4出射激光的90°方向并记录第二分束镜9的反射光功率；从第二分束镜9出射的激光射入第二积分球11并射入第二比色皿10中，第二比色皿10位于第二积分球11的中心并且与激光同轴；第二积分球11有两个光学窗口，一个光纤接口，两个光学窗口的位置恰好允许激光透过第二积分球11，即两个窗口的连线与激光共轴，光纤接口的位置与光学窗口的位置处于同一高度并位于两者之间的中部位置。第二积分球11由两个半球组成，方便第二比色皿10的按放。第二光纤探头12位于第二积分球11上并通过光纤连接第二光谱仪13并记录第二积分球11内的荧光光谱；从第二积分球11出射的激光射向第三功率计14中，第三功率计14记录透过第二积分球11的激光功率。
所述的一种适用于快速检测橄榄油的方法，通过以下步骤实现：
①通过该装置对已知不同种类的植物油(包括不同等级橄榄油)进行实验测量并建立不同种类植物油在450nm处的荧光发射谱数据库；
②在建立荧光发射谱数据库时，同时建立5cm长比色皿中不同种类植物油在450nm处的透射率数据库；
③在完成荧光发射谱数据数据库和透射率数据库的建立后，可同时对两种待测油品进行检测；
④根据测量待测油品的荧光发射谱和透射率与总数据库的比对结果，鉴别两种待测油品的种类，从而实现快速检测橄榄油。
所述第一分束镜2和第二分束镜9的透射比均为9:1。
所述第一光纤探头5和第二光纤探头12前端均装有450nm的光学滤光片。
本发明的优点在于，该探测方法可实现橄榄油快速等级鉴定以及掺伪定性、定量分析，满足橄榄油快速通关检测。
附图说明
图1为本发明装置示意图(实线箭头激光传播方向)。
图中：1.半导体激光器；2.第一分束镜；3.第一比色皿；4.第一积分球；5.第一光纤探头；6.第一光谱仪；7.第一功率计；8.第二功率计；9.第二分束镜；10.第二比色皿；11.第二积分球；12.第二光纤探头；13.第二光谱仪；14.第三功率计。
具体实施方式
现根据附图和实施例对本发明作进一步说明。参见图1，一种适用于快速检测橄榄油的方法。装置包括：半导体激光器1、第一分束镜2、第一比色皿3、第一积分球4、第一光纤探头5、第一光谱仪6、第一功率计7、第二功率计8、第二分束镜9、第二比色皿10、第二积分球11、第二光纤探头12、第二光谱仪13以及第三功率计14。装置各部件位置结构为：以半导体激光器1激光为准，激光首先射向第一分束镜2，第一分束镜2与激光呈45°夹角并位于半导体激光器1前方，第一功率计7在入射激光的90°方向记录第一分束镜2的反射光功率；入射激光射入第一积分球4中，第一比色皿3位于第一积分球4的中心并且与激光同轴；第一积分球4有两个光学窗口，一个光纤接口，两个光学窗口的位置恰好允许激光透过第一积分球4，即两个窗口的连线与激光共轴，光纤接口的位置与光学窗口的位置处于同一高度并位于两者之间的中部位置。第一积分球4由两个半球组成，方便第一比色皿3的按放。第一光纤探头5位于第一积分球4上并通过光纤连接第一光谱仪6，记录第一积分球4内的荧光光谱；从第一积分球出射的激光射向第二分束镜9，第二分束镜9与光轴呈45°夹角并位于第一积分球4和第二积分球11中间，第二功率计8在第一积分球4出射激光的90°方向并记录第二分束镜9的反射光功率；从第二分束镜9出射的激光射入第二积分球11并射入第二比色皿10中，第二比色皿10位于第二积分球11的中心并且与激光同轴；第二积分球11有两个光学窗口，一个光纤接口，两个光学窗口的位置恰好允许激光透过第二积分球11，即两个窗口的连线与激光共轴，光纤接口的位置与光学窗口的位置处于同一高度并位于两者之间的中部位置。第二积分球11由两个半球组成，方便第二比色皿10的按放。第二光纤探头12位于第二积分球11上并通过光纤连接第二光谱仪13并记录第二积分球11内的荧光光谱；从第二积分球11出射的激光射向第三功率计14中，第三功率计14记录透过第二积分球11的激光功率。
探测步骤如下：
1)开启半导体激光器1、第一功率计7、第二功率计8、第三功率计14并对空比色皿进行光谱基准；
2)在第一比色皿3、第二比色皿10中分别加入纯植物油A和纯植物油B，记录此时第一功率计7的数据P1、第二功率计8的数据P2以及第三功率计14的数据P3；
3)分别计算两种油在5cm长比色皿中450nm激光波长的透射率
Figure BDA0001204573050000051
Figure BDA0001204573050000052
4)第一光谱仪6和第二光谱仪13分别采集两种油在积分球中450nm激发波长的荧光发射谱；
5)用其他种类的纯净植物油置换纯植物油A和纯植物油B；
6)重复步骤3)、4)；
7)完成不同种类纯净植物油的荧光发射谱数据数据库和透射率数据库的建立；
8)将纯净植物油换成掺入不同含量其他植物油的橄榄油混合物并重复步骤3)、4)；
9)完成不同种类纯净植物油及不同含量橄榄油混合物在5cm长比色皿中450nm激光波长的透射率数据库以及450nm激发波长的荧光发射谱数据库；
10)对待测样品进行检测，重复步骤1)、2)；
11)将待测样品的检测数据与储备的数据库进行比对分析，从而实现橄榄油的快速检测。
所述半导体激光器1为MDL-III-450型号，其中心波长450nm，波长范围Δλ≤5nm,最大功率1000mW；
所述第一分束镜2的分光比为9:1(透射：反射)；
所述第一比色皿3为石英圆柱形材质，长为5cm,圆面直径为1cm；
所述第一积分球4的直径为8cm，并带有两个光学窗口，一个光纤探头接口；
所述第一光纤探头5的探头前端装有450nm的滤光片；
所述第一光谱仪6的探测光谱范围为可见光波段；
所述第二分束镜9的分光比为9:1(透射：反射)；
所述第二比色皿10为石英圆柱形材质，长为5cm,圆面直径为1cm；
所述第二积分球11的直径为8cm，并带有两个光学窗口，一个光纤探头接口；
所述第二光纤探头12的探头前端装有450nm的滤光片；
所述第二光谱仪13的探测光谱范围为可见光波段；
所述第一功率计7、第二功率计8及第三功率计14测量同时刻的光功率。

Claims (4)

1.一种适用于快速检测橄榄油的装置，包括：半导体激光器(1)、第一分束镜(2)、第一比色皿(3)、第一积分球(4)、第一光纤探头(5)、第一光谱仪(6)、第一功率计(7)、第二功率计(8)、第二分束镜(9)、第二比色皿(10)、第二积分球(11)、第二光纤探头(12)、第二光谱仪(13)以及第三功率计(14)，其特征在于：
以半导体激光器(1)激光为准，激光首先射向第一分束镜(2)，第一分束镜(2)与激光呈45°夹角并位于半导体激光器(1)前方，第一功率计(7)在入射激光的90°方向记录第一分束镜(2)的反射光功率；入射激光射入第一积分球(4)中，第一比色皿(3)位于第一积分球(4)的中心并且与激光同轴；第一积分球(4)有两个光学窗口，一个光纤接口，两个光学窗口的位置恰好允许激光透过第一积分球(4)，即两个窗口的连线与激光共轴，光纤接口的位置与光学窗口的位置处于同一高度并位于两者之间的中部位置；第一积分球(4)由两个半球组成，方便第一比色皿(3)的按放；第一光纤探头(5)位于第一积分球(4)上并通过光纤连接第一光谱仪(6)，记录第一积分球(4)内的荧光光谱；从第一积分球出射的激光射向第二分束镜(9)，第二分束镜(9)与光轴呈45°夹角并位于第一积分球(4)和第二积分球(11)中间，第二功率计(8)在第一积分球(4)出射激光的90°方向并记录第二分束镜(9)的反射光功率；从第二分束镜(9)出射的激光射入第二积分球(11)并射入第二比色皿(10)中，第二比色皿(10)位于第二积分球(11)的中心并且与激光同轴；第二积分球(11)有两个光学窗口，一个光纤接口，两个光学窗口的位置恰好允许激光透过第二积分球(11)，即两个窗口的连线与激光共轴，光纤接口的位置与光学窗口的位置处于同一高度并位于两者之间的中部位置；第二积分球(11)由两个半球组成，方便第二比色皿(10)的按放；第二光纤探头(12)位于第二积分球(11)上并通过光纤连接第二光谱仪(13)并记录第二积分球(11)内的荧光光谱；从第二积分球(11)出射的激光射向第三功率计(14)中，第三功率计(14)记录透过第二积分球(11)的激光功率。
2.根据权利要求1所述的一种适用于快速检测橄榄油的装置，其特征在于，所述第一分束镜(2)和第二分束镜(9)的透射比均为9:1。
3.根据权利要求1所述的一种适用于快速检测橄榄油的装置，其特征在于，所述第一光纤探头(5)和第二光纤探头(12)前端均装有450nm的光学滤光片。
4.一种基于权利要求1所述的一种适用于快速检测橄榄油的装置的橄榄油检测方法，其特征在于包括以下步骤：
1)通过该装置对已知不同种类的植物油以及不同等级橄榄油进行实验测量并建立不同种类植物油在450nm处的荧光发射谱数据库；
2)在建立荧光发射谱数据库时，同时建立5cm长比色皿中不同种类植物油在450nm处的透射率数据库；
3)在完成荧光发射谱数据数据库和透射率数据库的建立后，可同时对两种待测油品进行检测；
4)根据测量待测油品的荧光发射谱和透射率与总数据库的比对结果，鉴别两种待测油品的种类，从而实现快速检测橄榄油。
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