CN106841081A - 一种化妆品含铅量太赫兹检测器及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及化妆品安全检测设备领域，尤其涉及一种化妆品含铅量太赫兹检测器。所述化妆品含铅量太赫兹检测器有一个检测端，所述检测端包括底座、设置于底座上的支架和连接于支架的顶壳；所述顶壳设有太赫兹波发射探头，所述太赫兹波发射探头电连接于太赫兹波调制器；所述底座设有太赫兹波接收探头，所述太赫兹波接收探头与太赫兹波接收处理器电连接，所述太赫兹波接收处理器电连接于检测处理装置。本发明利用太赫兹光谱穿透化妆品对化妆品中重金属络合物分子振动特性具有一定的探测能力，经透射后的太赫兹光谱包含丰富的土壤物理信息和化学信息的特性，利用太赫兹光谱技术精确检测铅含量，克服了传统检测方法检测过程复杂，耗时长的缺点。

Description

一种化妆品含铅量太赫兹检测器及检测方法

技术领域

本发明涉及化妆品安全检测设备领域，尤其涉及一种化妆品含铅量太赫兹检测器及检测方法。

背景技术

THz波(太赫兹波)或称为THz射线(太赫兹射线)是从上个世纪80年代中后期，才被正式命名的，在此以前科学家们将统称为远红外射线。太赫兹波是指频率在0.1THz到10THz范围的电磁波，波长大概在0.03到3mm范围，介于微波与红外之间。

实际上，早在一百年前，就有科学工作者涉及过这一波段。在1896年和1897年，Rubens和Nichols就涉及到这一波段，红外光谱到达9um和20um，之后又有到达50um的记载。之后的近百年时间，远红外技术取得了许多成果，并且已经产业化。但是涉及太赫兹波段的研究结果和数据非常少，主要是受到有效太赫兹产生源和灵敏探测器的限制，因此这一波段也被称为THz间隙。

随着80年代一系列新技术、新材料的发展，特别是超快技术的发展，使得获得宽带稳定的脉冲THz源成为一种准常规技术，THz技术得以迅速发展，并在国际范围内掀起一股THz研究热潮。

目前，国际上对太赫兹辐射已达成如下共识，即太赫兹是一种新的、有很多独特优点的辐射源；太赫兹技术是一个非常重要的交叉前沿领域，给技术创新、国民经济发展和国家安全提供了一个非常诱人的机遇。它之所以能够引起人们广泛的关注、有如此之多的应用，首先是因为物质的太赫兹光谱包含着非常丰富的物理和化学信息，所以研究物质在该波段的光谱对于物质结构的探索具有重要意义；其次是因为太赫兹脉冲光源与传统光源相比具有很多独特的性质。人们关注THz技术的原因是THz射线普遍存在，是人们认识自然界的有效线索和工具。但是相对于其他波段的电磁波比如红外和微波，对它的认识和应用非常匮乏。许多的非金属非极性材料对THz射线的吸收较小，因此结合相应的技术，使得探测材料内部信息成为可能。例如，陶瓷，硬纸板，塑料制品，泡沫等对THz电磁辐射是透明的，因此THz技术可以作为x射线的非电离和相干的互补辐射源，用于机场、车站等地方的安全监测，比如探查隐藏的走私物品包括枪械、爆炸物、和毒品等，以及用于集成电路焊接情况的检测等。极性物质对THz电磁辐射的吸收比较强，特别是水，THz光谱技术中应采取各种措施避免水分的影响，不过在THz成像技术中，可以利用这一特性分辨生物组织的不同状态，比如动物组织中脂肪和肌肉的分布，诊断人体烧伤部位的损伤程度，及植物叶片组织的水分含量分布等。太赫兹成像技术与其他波段的成像技术相比，它所得到的探测图像的分辨率和景深都有明显的增加(超声、红外、X-射线技术也能提高图像分辨率，但是毫米波技术却没有明显的提高)。另外太赫兹技术还有许多独特的特性，如在非均匀的物质中有较少的散射，能够探测和测量水汽含量等等。太赫兹光谱技术不仅信噪比高，能够迅速地对样品组成的细微变化作出分析和鉴别，而且太赫兹光谱技术是一种非接触测量技术，使它能够对半导体、电介质薄膜及体材料的物理信息进行快速准确的测量。鉴于THz射线的特点，必将给通信、雷达、天文、医学成像、生物化学物品鉴定、材料学、安全检查等领域带来深远的影响，进而改变人们的生产生活。

随着社会审美越来越严格的今天，越来越多的女性开始大量的使用化妆品，为了提高自身相貌无所不用其极，应运而生的就很是很多含铅量超标的化妆品。铅化妆品能在短时间内达到快速美白效果，人们使用含铅化妆品约2-3周后，皮肤会明显的光滑、白细，而且黑斑和粉刺也迅速消退，让消费者非常惊喜，从而坚持长期使用。

大约在使用半年--1年后，皮肤就会出现问题：黑斑加重、粉刺(痘)、红血丝(毛细血管扩张)、双颊汗毛增粗、面部皮肤红斑、脱皮、紧绷感等一系列症状，一旦停用症状会更加严重(因为铅剂有成隐现象)。

因此长期使用铅超标的化妆品，皮肤可能会不可恢复地产生色素沉淀，色斑也会很快反弹，并且加深加重，或诱发其他严重并发症，如过敏性皮炎、皮肤癌，甚至导致毁容。此外，铅对全身的潜在危害，可损伤神经、消化、泌尿、内分泌、骨骼等等。铅也可通过胎盘、乳汁进入胎儿和婴儿体内，影响下一代的健康。国家卫生标准规定铅及铅化合物不得做为生产化妆品的原料，但所使用的原料中，尤其是无机原料往往含有铅化合物杂质。因此，我国《化妆品卫生化学标准检验方法铅(GB 7917.3-87)》规定，作为杂质存在，化妆品中铅的总含量不得大于40μg/g。传统的化妆品含铅量检测装置采用原子吸收分光光度计法，该方法需要预先对化妆品样品进行复杂的化学处理，包括对黄庄品样品经盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸消解，萃取-火焰原子吸收法测定，石墨炉原子吸收分光光度法测定，检测过程复杂，耗时较长。近年来，一些新型的检测技术也被应用到化妆品含铅量检测中，例如生物传感器法、酶抑制法、免疫分析法等结合生物学的检测方法。基于生物学方法制备特异性生物抗体较困难，灵敏准确度较低，并且酶与相关络合物的匹配较困难，成本较高。所以我们需要提供一种新型的高精度高可靠性的化妆品含铅量检测器。

发明内容

本发明采用太赫兹波做介质检测化妆品内含铅量的设计，解决了现有化妆品含铅量检测仪器检测过程复杂、耗时长、精度不足的问题。

本发明提供了一种化妆品含铅量太赫兹检测器，所述化妆品含铅量太赫兹检测器有一个检测端，所述检测端包括底座、设置于底座上的支架和连接于支架的顶壳；所述顶壳设有太赫兹波发射探头，所述太赫兹波发射探头电连接于太赫兹波调制器；所述底座设有太赫兹波接收探头，所述太赫兹波接收探头与太赫兹波接收处理器电连接，所述太赫兹波接收处理器电连接于检测处理装置。

进一步地，所述太赫兹波发射探头正对于所述太赫兹波接收探头。

进一步地，所述太赫兹波调制器为Calmar FPL 780nm。

进一步地，所述太赫兹波接收处理器为Golay Cell GC-1P。

进一步地，所述检测处理装置为笔记本电脑或台式电脑。

进一步地，所述检测端由不含铅的不锈钢制成。

本发明还提供了一种化妆品含铅量太赫兹检测方法，其特征在于，

将待测化妆品放入样品盒中，并置于检测端上；

所述太赫兹波调制器产生太赫兹波并由太赫兹波发射探头发射，太赫兹波穿透装有待测化妆品的样品盒，得到待测化妆品的光谱信息；

所述太赫兹波接收探头接收到带有待测化妆品光谱信息的太赫兹波，并传送给所述太赫兹波接受处理器，太赫兹波接收处理器将信号进行初步处理并传送给所述检测处理装置；

所述检测处理装置接收到信号后，将太赫兹波的光谱进行建模处理，分别用区间-偏最小二乘法和遗传算法-偏最小二乘法进行最佳波段的优选，建立对应的标定模型，得出待测化妆品样品的含铅量结果，并且显示在检测处理装置上。

本发明的有益效果为：

1.本发明采用太赫兹波作为介质检测化妆品含铅量的设置，利用太赫兹光谱穿透化妆品对化妆品中重金属络合物分子振动特性具有一定的探测能力，经透射后的太赫兹光谱包含丰富的土壤物理信息和化学信息的特性，利用太赫兹光谱技术精确检测化妆品中重金属元素铅含量，并且克服了传统检测方法检测过程复杂，耗时长的缺点。

2.本发明采用不含铅的不锈钢做检测端材质的设置，考虑到检测时，最大化降低实验仪器对含铅量检测结果的影响。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的电路连接示意图；

各附图中的标号为：检测端-1、底座-2、支架-3、顶壳-4、太赫兹波发射探头-401、太赫兹波调制器-402、太赫兹波接收探头-201、太赫兹波接收处理器-202、检测显示装置-5。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1、图2所示，本实施例提供了一种化妆品含铅量太赫兹检测器，所述化妆品含铅量太赫兹检测器有一个检测端1，所述检测端包括底座2、设置于底座上的支架3和连接于支架的顶壳4；所述顶壳设有太赫兹波发射探头401，所述太赫兹波发射探头电连接于太赫兹波调制器402；所述底座设有太赫兹波接收探头201，所述太赫兹波接收探头与太赫兹波接收处理器202电连接，所述太赫兹波接收处理器电连接于检测处理装置5，所述太赫兹波发射探头正对于所述太赫兹波接收探头，所述太赫兹波调制器为Calmar FPL 780nm，所述太赫兹波接收处理器为Golay Cell GC-1P，所述检测处理装置为笔记本电脑或台式电脑，所述检测端由不含铅的不锈钢制成。本发明采用太赫兹波作为介质检测化妆品含铅量的设置，利用太赫兹光谱穿透化妆品对化妆品中重金属络合物分子振动特性具有一定的探测能力，经透射后的太赫兹光谱包含丰富的土壤物理信息和化学信息的特性，利用太赫兹光谱技术精确检测化妆品中重金属元素铅含量，并且克服了传统检测方法检测过程复杂，耗时长的缺点。本发明采用不含铅的不锈钢做检测端材质的设置，考虑到检测时，最大化降低实验仪器对含铅量检测结果的影响。

本发明还提供了一种化妆品含铅量太赫兹检测方法，其特征在于，

将待测化妆品放入样品盒中，并置于检测端上；

所述太赫兹波调制器产生太赫兹波并由太赫兹波发射探头发射，太赫兹波穿透装有待测化妆品的样品盒，得到待测化妆品的光谱信息；

所述太赫兹波接收探头接收到带有待测化妆品光谱信息的太赫兹波，并传送给所述太赫兹波接受处理器，太赫兹波接收处理器将信号进行初步处理并传送给所述检测处理装置；

所述检测处理装置接收到信号后，将太赫兹波的光谱进行建模处理，分别用区间-偏最小二乘法和遗传算法-偏最小二乘法进行最佳波段的优选，建立对应的标定模型，得出待测化妆品样品的含铅量结果，并且显示在检测处理装置上。

检测过程中，将化妆品样品放入样品盒中，样品盒是尺寸为35mm×3.5mm×35mm的聚乙烯无色透明盒，样品盒单侧壁厚1mm，中间空隙1.5mm，两侧壁平行，该材料样品盒对太赫兹光谱吸收较少，侧壁表面光滑，无任何纹理和摩擦痕迹，保证太赫兹光谱能均匀地穿透该样品，避免入射光线发生漫发射，影响透射光谱的测量。样品盒的粘合剂采用环氧树脂胶，对聚乙烯有着良好的粘合效果，同时可以耐强酸强碱。将装有化妆品样品的样品盒放置于检测端上，使太赫兹波发射探头所发射的太赫兹波穿透样品盒并且有样品盒下方的太赫兹波接收探头接收到太赫兹光谱，由太赫兹波接收处理器初步处理后发送给检测处理装置，检测处理装置对光谱数据进行建模处理，分别用区间-偏最小二乘法和遗传算法-偏最小二乘法进行最佳波段的优选，建立对应的标定模型，得出待测化妆品样品的含铅量结果，并且显示在检测处理装置上。

以上实施例所涉及的器件型号仅用以说明本实施例的方案，本领域技术人员所能想到的其他型号可完成各功能的器件也属于本发明的保护范围。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种化妆品含铅量太赫兹检测器，其特征在于，有一个检测端，所述检测端包括底座、设置于底座上的支架和连接于支架的顶壳；所述顶壳设有太赫兹波发射探头，所述太赫兹波发射探头电连接于太赫兹波调制器；所述底座设有太赫兹波接收探头，所述太赫兹波接收探头与太赫兹波接收处理器电连接，所述太赫兹波接收处理器电连接于检测处理装置。

2.根据权利要求1所述的化妆品含铅量太赫兹检测器，其特征在于，所述太赫兹波发射探头正对于所述太赫兹波接收探头。

3.根据权利要求2所述的化妆品含铅量太赫兹检测器，其特征在于，所述太赫兹波调制器为Calmar FPL 780nm。

4.根据权利要求3所述的化妆品含铅量太赫兹检测器，其特征在于，所述太赫兹波接收处理器为Golay Cell GC-1P。

5.根据权利要求4所述的化妆品含铅量太赫兹检测器，其特征在于，所述检测处理装置为笔记本电脑或台式电脑。

6.根据权利要求5所述的化妆品含铅量太赫兹检测器，其特征在于，所述检测端由不含铅的不锈钢制成。

7.一种化妆品含铅量太赫兹检测方法，其特征在于，

将待测化妆品放入样品盒中，并置于检测端上；

所述太赫兹波调制器产生太赫兹波并由太赫兹波发射探头发射，太赫兹波穿透装有待测化妆品的样品盒，得到待测化妆品的光谱信息；

所述太赫兹波接收探头接收到带有待测化妆品光谱信息的太赫兹波，并传送给所述太赫兹波接受处理器，太赫兹波接收处理器将信号进行初步处理并传送给所述检测处理装置；

所述检测处理装置接收到信号后，将太赫兹波的光谱进行建模处理，分别用区间-偏最小二乘法和遗传算法-偏最小二乘法进行最佳波段的优选，建立对应的标定模型，得出待测化妆品样品的含铅量结果，并且显示在检测处理装置上。