CN106770258B - 智能数码型农药残留速测装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能数码型农药残留速测装置和方法，包括控制终端、主控装置、通信装置、机械控制装置和色差检测装置，控制终端通过通信装置发送控制指令至主控装置，以及接收主控装置通过通信装置发送的检测结果并输出，主控装置接收控制指令，并根据控制指令生成驱动指令发送至机械控制装置，以及接收色差检测装置发送的检测数据进行处理得到检测结果，并通过通信装置将检测结果发送至控制终端，机械控制装置根据接收的驱动指令将带有样品溶液的检测卡压合，色差检测装置检测压合后的检测卡中样品溶液的农药残留得到检测数据，并将检测数据发送至主控装置，实现对样品溶液农药残留检测过程的全自动控制，无需人工操作，检测效率高。

Description

智能数码型农药残留速测装置和方法

技术领域

本发明涉及检测仪器领域，特别是涉及一种智能数码型农药残留速测装置和方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，人们对于日常食品安全的关注也越来越高，基于日常监管的需求，为监管工作提供及时、便捷的数据支撑，基层食品监管部门都成立了食品安全快速检测室，蔬菜作为日常必备食材，成为监管的重中之重，蔬菜的主要污染就是农药残留，大批量蔬菜农残检测是一个非常复杂的过程。

传统的农药残留检测通常自动化程度不够，需要人工操作，不可避免地对检测结果的准确性产生影响，花费时间长、准确度不高。因此传统的农药残留检测仪器的检测效率低。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种检测效率高的智能数码型农药残留速测装置和方法。

一种智能数码型农药残留速测装置，包括控制终端、主控装置、通信装置、机械控制装置和色差检测装置，所述通信装置、所述机械控制装置和所述色差检测装置均连接所述主控装置，所述通信装置还连接所述控制终端，

所述控制终端用于通过所述通信装置发送控制指令至所述主控装置；以及接收所述主控装置通过所述通信装置发送的检测结果并输出；

所述主控装置用于接收所述控制指令，并根据所述控制指令生成驱动指令并发送至所述机械控制装置；以及接收所述色差检测装置发送的检测数据进行处理得到检测结果，并通过所述通信装置将所述检测结果发送至所述控制终端；

所述机械控制装置用于根据接收的所述驱动指令将带有样品溶液的检测卡压合；

所述色差检测装置用于检测压合后的检测卡中样品溶液的农药残留得到所述检测数据，并将所述检测数据发送至所述主控装置。

一种智能数码型农药残留速测方法，包括以下步骤：

控制终端通过通信装置发送控制指令至主控装置；

所述主控装置接收所述控制指令，并根据所述控制指令生成驱动指令并发送至所述机械控制装置；

所述机械控制装置接收所述驱动指令，并根据所述驱动指令将带有样品溶液的检测卡压合；

色差检测装置检测压合后的检测卡中样品溶液的农药残留得到所述检测数据，并将所述检测数据发送至所述主控装置；

所述主控装置接收所述色差检测装置发送的所述检测数据，并对所述检测数据进行处理得到检测结果，并通过所述通信装置将所述检测结果发送至所述控制终端；

所述控制终端接收所述主控装置通过所述通信装置发送的所述检测结果并输出。

上述智能数码型农药残留速测装置和方法，通过控制终端、通信装置和主控装置对机械控制装置进行控制，实现对样品溶液农药残留检测过程的全自动控制，无需人工操作，消除了人工操作对检测结果的影响，快速、准确度高，检测效率高。

附图说明

图1为一实施例中智能数码型农药残留速测装置结构图；

图2为一实施例中机械检测装置的结构图；

图3为一实施例中智能数码型农药残留速测装置部分结构图；

图4为一实施例中色差检测装置的结构图；

图5为一实施例中智能数码型农药残留速测方法流程图。

具体实施方式

在一个实施例中，如图1所示，一种智能数码型农药残留速测装置，包括控制终端110、主控装置120、通信装置130、机械控制装置140和色差检测装置150，通信装置130、机械控制装置140和色差检测装置150均连接主控装置120，通信装置130还连接控制终端110，控制终端110用于通过通信装置130发送控制指令至主控装置120，以及接收主控装置120通过通信装置130发送的检测结果并输出，主控装置120用于接收控制指令，并根据控制指令生成驱动指令并发送至机械控制装置140，以及接收色差检测装置150发送的检测数据进行处理得到检测结果，并通过通信装置130将检测结果发送至控制终端110，机械控制装置140用于根据接收的驱动指令将带有样品溶液的检测卡压合，色差检测装置150用于检测压合后的检测卡中样品溶液的农药残留得到检测数据，并将检测数据发送至主控装置120。

具体地，控制终端110的类型并不唯一，可以为手机、电脑、iPad等，控制终端110中使用的系统也并不限定，在本实施例中，控制终端110具体采用安卓系统，控制终端110包括显示屏，显示屏具体可为液晶彩屏，液晶屏幕的大小可以根据实际需要进行设置，全触操作，也可连接鼠标和键盘操作，还可以提供视频播放功能，方便播放教学视频，演示智能数码型农药残留速测装置的检测流程。主控装置120为单片机，主控装置120控制控制终端110的电源，主控装置120开启后，控制终端110才会开启。

检测数据包括空白对照溶液反应预设时间前后的第一吸光度变化值和样品溶液反应预设时间前后的第二吸光度变化值。主控装置120接收色差检测装置150发送的检测数据，并对检测数据进行处理得到检测结果，并通过通信装置130将检测结果发送至控制终端110，包括：主控装置120接收空白对照溶液反应预设时间前后的第一吸光度变化值和样品溶液反应预设时间前后的第二吸光度变化值，主控装置120根据接收的第一吸光度变化值和第二吸光度变化值计算样品溶液的抑制率，当抑制率大于预设阈值时，则得到样品溶液中农药残留超标的检测结果，并发送至控制终端110，当抑制率小于预设阈值时，则得到样品溶液中农药残留合格的检测结果，并发送至控制终端110，当抑制率等于预设阈值时，则得到样品溶液需重新测试的检测结果，并发送至控制终端110。具体地，在本实施例中，抑制率的算法具体为：

A＝(ΔA0-ΔA1)/ΔA0

其中，A为抑制率，ΔA0为空白对照溶液反应预设时间前后的吸光度变化值，ΔA1为样品溶液反应预设时间前后的吸光度变化值。

在本实施例中，预设时间为3分钟，预设阈值为50％。

在一个实施例中，驱动指令包括控制检测卡进出指令和控制检测卡压合指令，机械控制装置140根据接收的控制检测卡进出指令对检测卡进行进卡和送卡操作，以及根据接收的控制检测卡压合指令将带有样品溶液的检测卡压合。

具体地，本实施例中的检测卡采用高敏感度专用胆碱酯酶检测，根据国家标准速测卡法的方法，有机磷和氨基甲酸酯类农药对胆碱酯酶的活性抑制作用，使催化、水解、变色的过程发生改变，在正常情况下胆碱酯酶(白色)可催化靛酚乙酸酯(红色)水解为乙酸与靛酚(呈显蓝色)，控制检测卡压合指令将带有样品溶液的检测卡压合可以使固定在检测卡片上的生物酶与样品溶液中农药反应并与显色剂显示颜色。

在一个实施例中，如图2、图3所示，机械控制检测模块包括检测头控制机构141、卡片压合机构142、检测台进出机构143、定位检测机构144、第一步进电机145、第二步进电机146和直流电机147，检测头控制机构141、卡片压合机构142、检测台进出机构143连接定位检测机构144，定位检测机构144还连接主控装置120，第一步进电机145连接检测头控制机构141和主控装置120，第二步进电机146连接卡片压合机构142和主控装置120，直流电机147连接检测台进出机构143和主控装置120，检测头控制机构141连接色差检测装置150，第一步进电机145用于驱动检测头控制机构141带动色差检测装置150移动，第二步进电机146带动用于根据接收的控制检测卡压合指令，带动卡片压合机构142压合对应的检测卡，直流电机147带动用于根据接收的控制检测卡进出指令，带动检测台进出机构143对检测卡进行进卡和送卡操作，定位检测机构144检测到检测头控制机构141、卡片压合机构142和检测台进出机构143的至少一个机构出现故障时，发送报警信息至主控装置120。

具体地，卡片压合机构142包括卡片压合电机1421和卡片压板1422，第一步进电机145驱动检测头控制机构141带动色差检测装置150移动，依次匀速的扫描压合预设时间后带有样品溶液的检测卡，第二步进电机146根据接收的控制检测卡压合指令，带动卡片压合电机1421控制卡片压板1422压合检测卡，使固定在检测卡片上的生物酶与样品溶液中农药反应预设时间并与显色剂显示颜色，直流电机147根据接收的控制检测卡进出指令，带动检测台进出机构143对检测卡进行进卡和送卡操作，实现检测卡的进出、压合和扫描得到样品溶液中的检测数据的自动化，速度快，且准确性高。

在一个实施例中，智能数码型农药残留速测装置还包括加热装置160，检测台进出机构143包括检测台，检测台开设有检测卡槽，检测卡槽包括至少两个用于放置检测卡的通道，加热装置160设置于检测卡槽，用于对放置于通道的检测卡恒温加热。

具体地，检测卡槽包括至少两个用于放置检测卡的通道，一个用于放置滴有空白溶液的检测卡作为对照，一个用于放置滴有样品溶液的检测卡，对照溶液和样品溶液的测试环境一样，得出的检测数据会更准确。

在一个实施例中，如图4所示，色差检测装置150包括检测头151、恒流源152、IV转换装置153和模数转换器154，检测头151连接恒流源152和IV转换装置153，IV转换装置153连接模数转换器154，模数转换器154连接主控装置120，恒流源152用于给检测头151提供电能，检测头151用于检测检测卡，得到光电流信号并发送光电流信号至IV转换装置153，IV转换装置153接收光电流信号，将光电流转换为电压信号并发送至模数转化器，模数转换器154接收电压信号，并将电压信号转换为数字信号发送至主控装置120。

具体地，模数转换器154接收电压信号，并将电压信号转换为数字信号，该数字信号即为检测数据，发送至主控装置120。

在一个实施例中，检测头151包括LED(发光二极管)灯和光电传感器，LED灯连接恒流源152，光电传感器连接IV转换装置153，LED灯用于发射光至检测卡上，光电传感器用于接收检测卡反射的光产生光电流信号并发送至IV(电流电压)转换装置153。

具体地，光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器，它首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。LED灯发射出来的光照射到压合后的检测卡上，根据压合后的检测卡上颜色的不同会吸收一部分光，又一部分再反射到光电传感器上，LED灯发出680nm的红光照射到检测卡上再反射到光电传感器，检测卡在检测开始前为白色，经过一段时间后，没有残留农药的检测卡颜色会变蓝，检测卡变蓝后对红光吸收增强，反射的光变弱，光电传感器产生的光电流信号变小，经IV转换装置153变换后的电压信号降低；相反，滴有残留农药的样品溶液的检测卡经一段时间后颜色不变或变化较小，通过光电比色技术，以生物材料为敏感识别元件，将化学量转化为可测定的物理量，准确得到检测数据。

在一个实施例中，光电传感器为光电池。

在一个实施例中，主控装置120包括处理器和通信接口，处理器连接控制终端110、机械控制装置140、色差检测装置150和通信装置130，通信接口连接处理器。

具体地，通信接口包括RS232接口、网络接口、USB(通用串行总线)接口、HDMI(HighDefinition Multimedia Interface/高清晰度多媒体接口)接口、音频接口等，可通过无线网络直接连入Internet/局域网，将检测结果一键上传至网络。

在一个实施例中，智能数码型农药残留速测装置包括内置APP软件，采样人员可通过内置APP软件录入样品基本信息，提高了便利性。

在一个实施例中，智能数码型农药残留速测装置还包括内置打印机，用户可实时打印检测结果，并能够外接通用打印机，打印报表，提高了便利性。

上述智能数码型农药残留速测装置，采用了光电比色技术传感探头，以生物材料为敏感识别元件，将化学量转化为可测定的物理量(如电流、电压、光、热等)来测定的装置，具有灵敏、快速、简便、易于普及推广和适于现场监控等特点。该装置利用控制终端110实现对检测过程的全自动控制无需人工操作，消除了人工操作对检测结果的影响。采用高感度专用胆碱酯酶检测卡，利用控制终端110对温度和时间进行控制，加载世界先进的光电比色技术，可精确地辨别试纸颜色的变化并快速得出其变化值，得出样品中农药残留对酶的抑制率，从而得出检测结果，快速、准确度高，检测效率高。

在一个实施例中，如图5所示，一种智能数码型农药残留速测方法，包括以下步骤：

步骤S110：控制终端通过通信装置发送控制指令至主控装置。

步骤S120：主控装置接收控制指令，并根据控制指令生成驱动指令并发送至机械控制装置。

步骤S130：机械控制装置接收驱动指令，并根据驱动指令将带有样品溶液的检测卡压合。

步骤S140：色差检测装置检测压合后的检测卡中样品溶液的农药残留得到检测数据，并将检测数据发送至主控装置。

步骤S150：主控装置接收色差检测装置发送的检测数据，并对检测数据进行处理得到检测结果，并通过通信装置将检测结果发送至控制终端。

步骤S160：控制终端接收主控装置通过通信装置发送的检测结果并输出。

在一个实施例中，检测数据包括空白对照溶液反应预设时间前后的第一吸光度变化值和样品溶液反应预设时间前后的第二吸光度变化值，步骤S150包括：主控装置接收空白对照溶液反应预设时间前后的第一吸光度变化值和样品溶液反应预设时间前后的第二吸光度变化值，主控装置根据接收的第一吸光度变化值和第二吸光度变化值计算样品溶液的抑制率；当抑制率大于预设阈值时，则得到样品溶液中农药残留超标的检测结果，并发送至控制终端，当抑制率小于预设阈值时，则得到样品溶液中农药残留合格的检测结果，并发送至控制终端，当抑制率等于预设阈值时，则得到样品溶液需重新测试的检测结果，并发送至控制终端。

上述智能数码型农药残留速测方法，通过控制终端、通信装置和主控装置对机械控制装置进行控制，实现对样品溶液农药残留检测过程的全自动控制，无需人工操作，消除了人工操作对检测结果的影响，快速、准确度高，检测效率高。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种智能数码型农药残留速测装置，其特征在于，包括控制终端、主控装置、通信装置、机械控制装置和色差检测装置，所述通信装置、所述机械控制装置和所述色差检测装置均连接所述主控装置，所述通信装置还连接所述控制终端，

所述控制终端用于通过所述通信装置发送控制指令至所述主控装置；以及接收所述主控装置通过所述通信装置发送的检测结果并输出；

所述主控装置用于接收所述控制指令，并根据所述控制指令生成驱动指令并发送至所述机械控制装置；以及接收所述色差检测装置发送的检测数据进行处理得到检测结果，并通过所述通信装置将所述检测结果发送至所述控制终端；

所述机械控制装置用于根据接收的所述驱动指令将带有样品溶液的检测卡压合；

所述色差检测装置用于检测压合后的检测卡中样品溶液的农药残留得到所述检测数据，并将所述检测数据发送至所述主控装置；

所述驱动指令包括控制检测卡进出指令和控制检测卡压合指令，所述机械控制装置根据接收的控制检测卡进出指令对所述检测卡进行进卡和送卡操作，以及根据接收的控制检测卡压合指令将带有样品溶液的检测卡压合；

所述机械控制装置包括检测头控制机构、卡片压合机构、检测台进出机构、定位检测机构、第一步进电机、第二步进电机和直流电机，所述检测头控制机构、所述卡片压合机构、所述检测台进出机构连接所述定位检测机构，所述定位检测机构还连接所述主控装置，所述第一步进电机连接所述检测头控制机构和所述主控装置，所述第二步进电机连接所述卡片压合机构和所述主控装置，所述直流电机连接所述检测台进出机构和所述主控装置，所述检测头控制机构连接所述色差检测装置，

所述第一步进电机用于驱动所述检测头控制机构带动所述色差检测装置移动；

所述第二步进电机用于根据接收的所述控制检测卡压合指令，带动所述卡片压合机构压合所述检测卡；

所述直流电机用于根据接收的所述控制检测卡进出指令，带动所述检测台进出机构对所述检测卡进行进卡和送卡操作；

所述定位检测机构用于在检测到所述检测头控制机构、所述卡片压合机构和所述检测台进出机构的至少一个机构出现故障时，发送报警信息至所述主控装置。

2.根据权利要求1所述的智能数码型农药残留速测装置，其特征在于，还包括加热装置，所述检测台进出机构包括检测台，所述检测台开设有检测卡槽，所述检测卡槽包括至少两个用于放置所述检测卡的通道，所述加热装置设置于所述检测卡槽，用于对放置于所述通道的所述检测卡恒温加热。

3.根据权利要求1所述的智能数码型农药残留速测装置，其特征在于，所述色差检测装置包括检测头、恒流源、IV转换装置和模数转换器，所述检测头连接所述恒流源和所述IV转换装置，所述IV转换装置连接所述模数转换器，所述模数转换器连接所述主控装置，

所述恒流源用于给所述检测头提供电能；

所述检测头用于检测所述检测卡，得到光电流信号并发送光电流信号至所述IV转换装置；

所述IV转换装置用于接收所述光电流信号，将所述光电流转换为电压信号并发送至所述模数转换器；

所述模数转换器用于接收所述电压信号，并将所述电压信号转换为数字信号发送至所述主控装置。

4.根据权利要求3所述的智能数码型农药残留速测装置，其特征在于，所述检测头包括LED灯和光电传感器，所述LED灯连接所述恒流源，所述光电传感器连接所述IV转换装置，

所述LED灯用于发射光至所述检测卡上；

所述光电传感器用于接收所述检测卡反射的光产生所述光电流信号并发送至所述IV转换装置。

5.根据权利要求4所述的智能数码型农药残留速测装置，其特征在于，所述光电传感器为光电池。

6.根据权利要求1所述的智能数码型农药残留速测装置，其特征在于，所述主控装置包括处理器和通信接口，所述处理器连接所述控制终端、所述机械控制装置、所述色差检测装置和所述通信装置，所述通信接口连接所述处理器。

7.一种智能数码型农药残留速测方法，其特征在于，包括以下步骤：

控制终端通过通信装置发送控制指令至主控装置；

所述主控装置接收所述控制指令，并根据所述控制指令生成驱动指令并发送至机械控制装置；

所述机械控制装置接收所述驱动指令，并根据所述驱动指令将带有样品溶液的检测卡压合；

色差检测装置检测压合后的检测卡中样品溶液的农药残留得到检测数据，并将所述检测数据发送至所述主控装置；

所述主控装置接收所述色差检测装置发送的所述检测数据，并对所述检测数据进行处理得到检测结果，并通过所述通信装置将所述检测结果发送至所述控制终端；

所述控制终端接收所述主控装置通过所述通信装置发送的所述检测结果并输出；

其中，所述驱动指令包括控制检测卡进出指令和控制检测卡压合指令，所述机械控制装置根据接收的控制检测卡进出指令对所述检测卡进行进卡和送卡操作，以及根据接收的控制检测卡压合指令将带有样品溶液的检测卡压合；

所述机械控制装置包括检测头控制机构、卡片压合机构、检测台进出机构、定位检测机构、第一步进电机、第二步进电机和直流电机，所述检测头控制机构、所述卡片压合机构、所述检测台进出机构连接所述定位检测机构，所述定位检测机构还连接所述主控装置，所述第一步进电机连接所述检测头控制机构和所述主控装置，所述第二步进电机连接所述卡片压合机构和所述主控装置，所述直流电机连接所述检测台进出机构和所述主控装置，所述检测头控制机构连接所述色差检测装置，

所述第一步进电机用于驱动所述检测头控制机构带动所述色差检测装置移动；

所述第二步进电机用于根据接收的所述控制检测卡压合指令，带动所述卡片压合机构压合所述检测卡；

所述直流电机用于根据接收的所述控制检测卡进出指令，带动所述检测台进出机构对所述检测卡进行进卡和送卡操作；

所述定位检测机构用于在检测到所述检测头控制机构、所述卡片压合机构和所述检测台进出机构的至少一个机构出现故障时，发送报警信息至所述主控装置。

8.根据权利要求7所述的智能数码型农药残留速测方法，其特征在于，所述检测数据包括空白对照溶液反应预设时间前后的第一吸光度变化值和样品溶液反应预设时间前后的第二吸光度变化值，所述主控装置接收所述色差检测装置发送的所述检测数据，并对所述检测数据进行处理得到检测结果，并通过所述通信装置将所述检测结果发送至所述控制终端的步骤，包括：

所述主控装置接收空白对照溶液反应预设时间前后的第一吸光度变化值和所述样品溶液反应预设时间前后的第二吸光度变化值；

所述主控装置根据接收的所述第一吸光度变化值和所述第二吸光度变化值计算所述样品溶液的抑制率；

当所述抑制率大于预设阈值时，则得到所述样品溶液中农药残留超标的检测结果，并发送至所述控制终端；

当所述抑制率小于预设阈值时，则得到所述样品溶液中农药残留合格的检测结果，并发送至所述控制终端；

当所述抑制率等于预设阈值时，则得到所述样品溶液需重新测试的检测结果，并发送至所述控制终端。