CN109668847A - 一种具有光学自校准功能的农残速测仪 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有光学自校准功能的农残速测仪，包括：控制单元、光源驱动器、光源、光敏探测器、以及光电信号检测单元；所述控制单元与所述光源驱动器电性连接；所述光源驱动器与所述光源连接；通过所述光源驱动器控制光源的发光强弱发射光电流信号；所述光敏探测器接收所述光电流信号；所述光敏探测器与所述光电信号检测单元连接；所述光电信号检测单元与所述控制单元连接。本发明提供了一种具有光学自校准功能的农残速测仪，根据一系列光源信号的亮度与对应光电信号检测值进行数据拟合，实现光学检测系统的自校准，将光强检测信号转化为线性值，从而提升农残抑制率的检测准确度和评判结果的可靠性。

Description

一种具有光学自校准功能的农残速测仪
技术领域
本发明涉及食品安全技术领域，更具体的说是涉及一种具有光学自校准功能的农残速测仪。
背景技术
在食品安全快检领域，国标中规定了农药残留基于酶抑制方法。其核心是利用在一定时间内检测吸光度的变化，并和对照样本的吸光度变化经过一定的数学公式处理换算出酶抑制率，并基于酶抑制率判断农药残留是否超标。传统的方法采用分光光度计测量吸光度的变化，精度比较高。传统的分光光度计体积比较大，使用环境要求苛刻。便携的农残快检仪一般采用半导体LED 光源，并利用光敏二极管进行信号检测。而基于半导体LED光源和光敏二极管的光学系统信号的一般发生非线性变化，因此影响到检测结果的准确性。
因此，如何提供一种具有光学自校准功能的农残速测仪是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种具有光学自校准功能的农残速测仪，根据一系列光源信号的亮度与对应光电信号检测值进行数据拟合，实现光学检测系统的自校准，将光强检测信号转化为线性值，从而提升农残抑制率的检测准确度和评判结果的可靠性。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种具有光学自校准功能的农残速测仪，包括：控制单元、光源驱动器、光源、光敏探测器、以及光电信号检测单元；所述控制单元与所述光源驱动器电性连接；所述光源驱动器与所述光源连接；通过所述光源驱动器控制光源的发光强弱发射光电流信号；所述光敏探测器接收所述光电流信号；所述光敏探测器与所述光电信号检测单元连接；所述光电信号检测单元与所述控制单元连接。
通过上述的技术方案，本发明的技术效果在于：控制单元通过光学驱动器分别以不同的亮度点亮LED光源，同时在每个亮度下采集光强信号，并根据光强信号零度理论值和实际检测值进行比对，通过查表或数据拟合方法的处理，将光强检测信号转化为线性值，从而提升农残抑制率的检测准确度和评判结果的可靠性。
优选的，在上述的一种具有光学自校准功能的农残速测仪中，所述光源包括：LED光源、激光器热辐射光源、气体放电光源中的一种。
优选的，在上述的一种具有光学自校准功能的农残速测仪中，所述光电信号检测单元包括但不限于：IV转换电路、AD转换电路；所述光敏探测器获取的光电流信号经过所述IV转换电路转换为电压信号，进一步经过所述AD 转换电路传送到所述控制单元。
优选的，在上述的一种具有光学自校准功能的农残速测仪中，所述控制单元控制通过所述光源驱动器进行不同的照明亮度的调节。
通过上述技术方案，半导体LED光源具有高速通断特性，作为系统的光源，由通过脉宽调制(PWM)的光源驱动器进行控制，实现光源亮度调节，探测器经过光电信号检测送入控制单元进行处理。
一种具有自校准功能的农残速测仪的自校准方法，具体步骤包括：
步骤一：所述控制单元控制通过所述光源驱动器实现不同亮度的照明；分别记录存储亮度值(I)以及对应的光电信号检测值(x)；
步骤二：根据多组的光电信号检测值(x)以及亮度值(I)进行曲线拟合，得到拟合方程I＝f(x)；
步骤三：通过所述拟合方程I＝f(x)，将实际测量结果xm转化归一化的测量结果f(xm)。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种具有光学自校准功能的农残速测仪，根据一系列光源信号的亮度与对应光电信号检测值进行数据拟合，实现光学检测系统的自校准，将光强检测信号转化为线性值，从而提升农残抑制率的检测准确度和评判结果的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明的结构示意图；
图2附图为本发明的校准曲线图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
本发明实施例公开了一种具有自校准功能的农残速测仪，根据一系列光源信号的亮度与对应光电信号检测值进行数据拟合，实现光学检测系统的自校准，将光强检测信号转化为线性值，从而提升农残抑制率的检测准确度和评判结果的可靠性。
一种具有光学自校准功能的农残速测仪，包括：控制单元1、光源驱动器 2、光源3、光敏探测器4、以及光电信号检测单元5；控制单元1与光源驱动器2电性连接；光源驱动器2与光源3连接；通过光源驱动器2控制光源3 的发光强弱发射光电流信号；光敏探测器4接收光电流信号；光敏探测器4 与光电信号检测单元5连接；光电信号检测单元5与控制单元1连接。
为了进一步优化上述技术方案，光源3包括：LED光源3、激光器热辐射光源3、气体放电光源3中的一种。
为了进一步优化上述技术方案，光电信号检测单元5包括但不限于：IV 转换电路、AD转换电路；光敏探测器4获取的光电流信号经过IV转换电路转换为电压信号，进一步经过AD转换电路传送到控制单元1。
为了进一步优化上述技术方案，控制单元1控制通过光源驱动器2进行不同的照明亮度的调节。
为了进一步优化上述技术方案，单元通过具有脉宽调制(PWM)功能的管脚控制LED恒流驱动单元，进一步控制LED光源3的亮度。光敏探测器4 检测到的光电流型号经过IV转换电路转换为电压信号，进一步通过AD转换电路(或者控制单元1内置AD转换功能)送入控制单元1进行信号处理。
一种具有自校准功能的农残速测仪的自校准方法，结合图2，具体步骤包括：
步骤一：控制单元1控制通过光源驱动器2实现不同亮度的照明；分别记录存储亮度值(I)以及对应的光电信号检测值(x)，如图2中方框显示的数据对；
步骤二：根据多组的光电信号检测值(x)以及亮度值(I)进行曲线拟合，得到拟合方程I＝f(x)，如图2种曲线；
步骤三：通过拟合方程I＝f(x)，根据实际测量结果xm，转化为归一化的测量结果f(xm)。
进一步，控制单元1通过光源驱动器2分别以不同的亮度点亮LED光源，同时在每个亮度下采集光强信号，并根据光强信号零度理论值和实际检测值进行比对，通过查表或数据拟合方法的处理，将光强检测信号转化为线性值，从而提升农残抑制率的检测准确度和评判结果的可靠性。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种具有光学自校准功能的农残速测仪，其特征在于，包括：控制单元、光源驱动器、光源、光敏探测器、以及光电信号检测单元；所述控制单元与所述光源驱动器电性连接；所述光源驱动器与所述光源连接；通过所述光源驱动器控制光源的发光强弱发射光电流信号；所述光敏探测器接收所述光电流信号；所述光敏探测器与所述光电信号检测单元连接；所述光电信号检测单元与所述控制单元连接。
2.根据权利要求1所述的一种具有光学自校准功能的农残速测仪，其特征在于，所述光源包括：LED光源、激光器热辐射光源、气体放电光源中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种具有光学自校准功能的农残速测仪，其特征在于，所述光电信号检测单元包括但不限于：IV转换电路、AD转换电路；所述光敏探测器获取的光电流信号经过所述IV转换电路转换为电压信号，进一步经过所述AD转换电路传送到所述控制单元。
4.根据权利要求1-3所述的一种具有光学自校准功能的农残速测仪，其特征在于，所述控制单元控制通过所述光源驱动器进行不同的照明亮度的调节。
5.根据权利要求1-3所述的一种具有自校准功能的农残速测仪的自校准方法，其特征在于，具体步骤包括：
步骤一：所述控制单元控制通过所述光源驱动器实现不同亮度的照明；分别记录存储亮度值(I)以及对应的光电信号检测值(x)；
步骤二：根据多组的光电信号检测值(x)以及亮度值(I)进行曲线拟合，得到拟合方程I＝f(x)；
步骤三：通过所述拟合方程I＝f(x)，将实际测量结果xm转化为归一化的测量结果f(xm)。
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