CN112378897B - 一种食品生产重金属检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种食品生产重金属检测装置，包括支架和设置在所述支架上的检测机构，检测机构包括设置在所述支架上的重金属检测装置以及与重金属检测装置电性连接的控制部，重金属检测装置包括外壳和供食品物料管穿过的穿孔，食品物料管位于外壳内的管段构造为重金属检测管段，外壳内设置有向所述重金属检测管段的透光部分发射检测光的光源，检测光穿过所述重金属检测管段形成射出光线，分光镜接收射出光线并形成分解光线，分解光线从分光镜射出一侧设置有用于接收光谱的CMOS传感器，CMOS传感器与所述控制部电性连接并向控制部实时传送光谱信息，控制部配置为根据预设的原子光谱和/或离子光谱，判定样品中是否包含重金属元素。

Description

一种食品生产重金属检测装置

技术领域

本发明涉及食品生产设备，特别是一种食品生产重金属检测装置。该装置可对食品生产中的物料实时进行金属物质检测，特别是针对流质物料进行金属碎屑及重金属成分检测。

背景技术

近年来，食品安全已经成为全球关注的焦点，在食品生产过程中，检测并控制食品中的金属异物或重金属污染，是食品安全中非常重要一环。金属检测器是金属检测领域的重要工具。随着科学技术的发展和人们生活水平的不断提高,对相关产品的质量要求也越来越高,尤其是人们日常食用的食物,如果其中混着金属杂质则可能会产生非常严重的后果,因此,国内外对金属检测器的研究与应用越来越受到广泛重视。金属检测设备时基于测量导电性和磁场来检测金属的。许多被检的产品有着其中的一种特征或兼而有之。比如，像谷类这种含铁量高的产品，本身就能发生较强的磁信号，检测机必须解决这个问题以检测出其中的小金属物。相反，像面包、肉、奶酪等有着较高水分和盐分的产品，本身就是导电的，会产生误导信号。另外，针对真正的异物，一般大多为铁类，即易被磁性所吸引的任何金属，包括钢、铁等。即使是考虑有误导信号的食品物料，在目前食品工业中，通过检测异物的磁信号，仍然可以对这类异物进行很好的检测，但是目前的检测手段并不包含如何快速去除这类杂质。在食品生产中，另还存在一种无法通过磁信号检测的污染物，就是重金属污染，目前在食品生产环节中，无法实时检测此类污染物，而只能在食品加工完成后，通过重金属检测机抽检来实现。但实际上，抽检制度本身弊端仍然不能与日常监管等效。而在食品安全日益严峻的今日，只是进行抽检，很大程度上会出现“检不出”和“检不准”的问题。

由此可见，直接从食品生产环节进行异物和重金属元素的检测，是非常有必要的。

发明内容

鉴于现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种能够在食品生产环节对金属异物及重金属元素进行检测的一种食品生产重金属检测装置。

为了实现上述目的，本发明实施例提供的一种食品生产重金属检测装置，包括支架和设置在所述支架上的检测机构，所述检测机构包括设置在所述支架上的重金属检测装置以及与所述重金属检测装置电性连接的控制部，所述重金属检测装置包括外壳和供食品物料管穿过的穿孔，所述食品物料管位于所述外壳内的管段构造为重金属检测管段，所述重金属检测管段至少部分为透光材质制成，所述外壳内设置有向所述重金属检测管段的透光部分发射检测光的光源，所述检测光穿过所述重金属检测管段形成射出光线一侧设置有对所述射出光线进行分光的分光镜，所述分光镜接收射出光线并形成分解光线，所述分解光线从所述分光镜射出一侧设置有用于接收光谱的CMOS传感器，所述CMOS传感器与所述控制部电性连接并向所述控制部实时传送光谱信息，所述控制部配置为根据预设的原子光谱和/或离子光谱，判定样品中是否包含重金属元素。

作为优选，所述重金属检测管段与所述分光镜之间设置有用于将所述射出光线进行汇聚的汇聚镜组。

作为优选，所述汇聚镜组包括一个或多个凸透镜或菲涅尔透镜。

作为优选，所述光源为能够激发样品中重金属元素的原子光谱或离子光谱的激光光源。

作为优选，所述支架包括相对设置的第一架体和第二架体，所述第一架体和所述第二架体之间设置有一安装架，所述重金属检测装置设置在所述安装架上。

作为优选，所述第一架体朝向所述第二架体一侧设置有第一托板，所述第二架体上与所述第一托板对应的位置设置有第三托板，所述安装架通过所述第一托板和所述第三托板固定。

作为优选，所述安装架包括相互连接的弧形的第一固定板和弧形的第二固定板，弧形的所述第一固定板以及弧形的所述第二固定板的开口方向相反，且所述重金属检测装置承托在所述第二固定板上。

作为优选，所述第一托板及所述第三托板的侧边设置有倾斜的卡口，所述第一固定板的弧形侧边卡接于所述卡口内。

作为优选，所述第一托板及所述第三托板成对设置。

作为优选，所述第一架体朝向所述第二架体一侧设置有第二托板，所述第二架体上与所述第二托板对应的位置设置有第四托板，所述控制部通过所述第二托板及所述第四托板固定在所述支架上。

与现有技术相比较，本发明提供的一种食品生产重金属检测装置，通过激光光源诱导食品物料中的重金属元素产生原子光谱或离子光谱，进而通过CMOS传感器接收光谱信息，该光谱信息通过控制部与预设的原子光谱信息或离子光谱信息比对，从而对食品物料中的重金属元素进行检测。该方法依托于现有的激光诱导击穿光谱法，并将其应用于食品生产的重金属元素检测，相比较于X射线荧光检测法来说，不会产生额外的有害射线，确保不会对生产人员或食品本身产生不良影响。同时，本装置可布置于食品生产线，尤其是针对管道运输的流质食品或者流质物料进行重金属检测，检测数据可实时通过控制部进一步增设的显示屏显示出来，提示生产人员食品安全风险。

应当理解，前面的一般描述和以下详细描述都仅是示例性和说明性的，而不是用于限制本公开。

本申请文件提供本公开中描述的技术的各种实现或示例的概述，并不是所公开技术的全部范围或所有特征的全面公开。

附图说明

图1为本发明的一种食品生产重金属检测装置的立体结构示意图。

图2为本发明的一种食品生产重金属检测装置的背部结构示意图。

图3为本发明的一种食品生产重金属检测装置的侧视结构示意图。

图4为本发明的一种食品生产重金属检测装置的另一立体结构示意图。

图5为本发明的一种食品生产重金属检测装置的再一立体结构示意图（部分部件隐藏）。

图6为本发明的一种食品生产重金属检测装置的检测原理示意图。

主要附图标记：

1…支架；2…食品物料管；3…磁性容器；4…控制部；5…备用磁性件；6…重金属检测装置；11…第一架体；12…第二架体；13…安装架；14…置物架； 16…锚栓；17…缆线；21…进液口；22…出液口；23…重金属检测管段；61…穿孔；111…第一底座；112…第一肋板；113…第一托板；114…第二托板；115…可调托架；121…第二底座；122…第二肋板；123…第三托板；124…第四托板；1151…第一支撑臂；1152…第二支撑臂；1153…活动支撑板；131…第一固定板；132…第二固定板；141…插孔。

实施方式

为了使得本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例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公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的 “包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，还可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

为了保持本公开实施例的以下说明清楚且简明，本公开省略了已知功能和已知部件的详细说明。

如图1至图4、图6所示，本发明实施例提供的一种食品生产重金属检测装置，包括支架1和设置在所述支架1上的检测机构（图中未标注），所述检测机构包括设置在所述支架1上的重金属检测装置6以及与所述重金属检测装置6通过缆线17电性连接的控制部4，所述重金属检测装置6包括外壳（图中未标注）和供食品物料管2穿过的穿孔61，所述食品物料管2位于所述外壳内的管段构造为重金属检测管段23，而位于所述外壳外的一端分别为进液口21和出液口22，进液口21和出液口22可通过其他管路串联或并联到食品物料管路上，优选为并联，这样并不会在设备检修时影响主要其生产运输的食品物料主管路的工作状态。而在食品物料分流至用于检测的食品物料管2时，可将其重金属检测管段23至少部分设为透光材质（例如玻璃或亚克力）制成，所述外壳内设置有向所述重金属检测管段23的透光部分发射检测光的光源（图中未示出），所述检测光穿过所述重金属检测管段23形成射出光线一侧设置有对所述射出光线进行分光的分光镜（图中未示出），所述分光镜接收射出光线并形成分解光线，一般为三棱镜或三棱镜组，所述分解光线从所述分光镜射出一侧设置有用于接收光谱的CMOS传感器（图中未示出），所述CMOS传感器与所述控制部电性连接并向所述控制部4实时传送光谱信息，所述控制部4配置为根据预设的原子光谱和/或离子光谱，判定样品中是否包含重金属元素。在这一方案中，实际应用了目前较为成熟的激光诱导击穿光谱法来检测食品物料中的重金属元素，因此所述光源为能够激发食品样品中重金属元素的原子光谱或离子光谱的激光光源。且优选地，为了能够使得射出光线能够均匀的被分光镜接收，在一些实施例中，所述重金属检测管段与所述分光镜之间设置有用于将所述射出光线进行汇聚的汇聚镜组。汇聚镜组可实现光线汇聚作用，汇聚后的射出光线可以集中投射至位于其焦点附近的分光镜上进行分光，也即汇聚镜组可由一个或多个凸透镜构成，但对于痕量的重金属元素来说，汇聚的射出光线经分光后，可能不能很好被CMOS传感器捕捉，因此，在一些实施例中，还可考虑在汇聚镜组中增加菲涅尔透镜，该菲涅尔透镜构造为将汇聚后的射出光线转换为平行光，该平行光投射至分光镜之后，可以使得痕量的重金属元素产生的原子光谱或离子光谱也可以很好的被CMOS传感器捕捉，进而由控制部4呈现。

在本发明中，整个重金属检测装置6以激光作为检测光源，其工作过程中，光源温度较高，而整个装置又作为实时检测装置部署，因此需要时常检修或维护。因此其安装结构对整个装置的可实施性至关重要。因此，在本发明中，具体地，如图1至图4所示，所述支架1包括相对设置的第一架体11和第二架体12，所述第一支架的底部设置有所述第一架体11和所述第二架体12之间设置有一安装架13，所述重金属检测装置6设置在所述安装架13上。如此可通过调整安装架13与重金属检测装置6的具体连接方式，使得装置整体检修成本降低。在一些实施例中，如图1所示，为了提升支撑稳定性，所述第一支架11的底部设置有第一底座111，第一底座111通过锚栓16固定于支撑面上，而第二支架12的底部也设置有第二底座121，第二底座121也通过锚栓16固定。同时，还可在第一底座111与第一架体11之间设置第一肋板112增加结构刚性，同样地，所述第二底座121与第二架体12之间也设置有第二肋板122。再进一步来说，所述第一架体11朝向所述第二架体12一侧设置有第一托板113，所述第二架体12上与所述第一托板113对应的位置设置有第三托板123，所述安装架13通过所述第一托板113和所述第三托板123固定。安装架13本身可直接固定在第一托板113和第三托架123上，也可通过卡接方式以可拆卸方式连接。一种卡接方式可例如是，所述安装架13包括相互连接的弧形的第一固定板131和弧形的第二固定板132，弧形的所述第一固定板131以及弧形的所述第二固定板132的开口方向相反，且所述重金属检测装置6承托在所述第二固定板132上。进一步地，所述第一托板113及所述第三托板123的侧边设置有倾斜的卡口（图中未标注），所述第一固定板131的弧形侧边卡接于所述卡口内。这样在需要进行检修时，安装架整体可以方便的向上提拉即可整体拆卸。当然，为了提升承托稳定性，所述第一托板131及所述第三托板123可成对设置。

另外，控制部4作为针对光谱信息进行比对分析并呈现的部件，可单独设置显示单元（未标注），也可通过类似第一托板113及第三托板123的结构固定，例如，所述第一架体11朝向所述第二架体12一侧设置有第二托板114，所述第二架体12上与所述第二托板对应的位置设置有第四托板124，所述控制部4通过所述第二托板114及所述第四托板124固定在所述支架1上。

本发明中，通过重金属检测装置6可以实现对食品物料管2内的食品物料进行实时的重金属元素检测。但是事实上，在食品生产环节中，尤其对于需要经过粉碎的食品加工中，金属碎屑等异物也是常见的危害人体健康的安全隐患，为此，如图1至图4所示，所述食品物料管2上靠近进液口21一侧，设置有一构造为储液腔室的磁性容器3，待检测的食品物料由进液口21进入重金属检测装置6之前，会首先在磁性容器3内暂存并使得物料中的铁屑等异物被吸附。参照图1所示，磁性容器3可具体通过一可调托架115被固定在支架1上，另图5示出了可调托架115的一种具体实现方式，如图所示，可调托架包括铰接在所述第一架体11上的第一支撑臂1151以及与所述第一支撑臂1151铰接的第二支撑臂1152，而所述磁性容器3设置在第二支撑臂1152的自由端。如此一来，在对重金属检测装置6进行检修维护时，可直接将设置有磁性容器3的管段与重金属检测管段23分离并挪动至一边，方便工作人员操作。当然，为了提升支撑稳定性，所述第二支撑臂1152形成支撑一端，可设置有与所述第二支撑臂1152成交叉结构的活动支撑板1153，该活动支撑板1153与第二支撑臂1152之间铰接且角度可调，能够根据磁性容器3的大小形成稳定支撑。

另外，对于磁性容器3来讲，可以一体成型于相关管段并由磁性橡胶材质制成，因此在使用时可能会有磁性减弱或退磁的问题。为此，如图1所示，所述第一架体11上还设置有置物架14，所述置物架14上可设置多个插孔141，所述插孔141内插设有多个备用磁性件5。而备用磁性件5可为永磁铁，工作人员可根据磁性容器3的实际吸附效果，选用一个或多个备用磁性件5辅助吸附或为所述磁性容器3充磁。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种食品生产重金属检测装置，包括支架和设置在所述支架上的检测机构，所述检测机构包括设置在所述支架上的重金属检测装置以及与所述重金属检测装置电性连接的控制部，所述重金属检测装置包括外壳和供食品物料管穿过的穿孔，所述食品物料管位于所述外壳内的管段构造为重金属检测管段，所述重金属检测管段至少部分为透光材质制成，而所述食品物料管位于所述外壳外的一端分别为进液口和出液口，所述外壳内设置有向所述重金属检测管段的透光部分发射检测光的光源，所述检测光穿过所述重金属检测管段形成射出光线一侧设置有对所述射出光线进行分光的分光镜，所述分光镜接收射出光线并形成分解光线，所述分解光线从所述分光镜射出一侧设置有用于接收光谱的CMOS传感器，所述CMOS传感器与所述控制部电性连接并向所述控制部实时传送光谱信息，所述控制部配置为根据预设的原子光谱和/或离子光谱，判定样品中是否包含重金属元素；

所述食品物料管上靠近所述进液口一侧，设置有一构造为储液腔室的磁性容器，待检测的食品物料由所述进液口进入重金属检测装置之前，会首先在所述磁性容器内暂存并使得物料中的铁屑被吸附；

其中，所述支架包括相对设置的第一架体和第二架体，所述第一架体和所述第二架体之间设置有一安装架，所述重金属检测装置设置在所述安装架上；所述磁性容器由磁性橡胶材质制成，且其通过一可调托架被固定在所述支架上，所述可调托架包括铰接在所述第一架体上的第一支撑臂以及与所述第一支撑臂铰接的第二支撑臂，而所述磁性容器设置在第二支撑臂的自由端。

2.如权利要求1所述的装置，所述重金属检测管段与所述分光镜之间设置有用于将所述射出光线进行汇聚的汇聚镜组。

3.如权利要求2所述的装置，所述汇聚镜组包括一个或多个凸透镜或菲涅尔透镜。

4.如权利要求1所述的装置，所述光源为能够激发样品中重金属元素的原子光谱或离子光谱的激光光源。

5.如权利要求1所述的装置，所述第一架体朝向所述第二架体一侧设置有第一托板，所述第二架体上与所述第一托板对应的位置设置有第三托板，所述安装架通过所述第一托板和所述第三托板固定。

6.如权利要求5所述的装置，所述安装架包括相互连接的弧形的第一固定板和弧形的第二固定板，弧形的所述第一固定板以及弧形的所述第二固定板的开口方向相反，且所述重金属检测装置承托在所述第二固定板上。

7.如权利要求6所述的装置，所述第一托板及所述第三托板的侧边设置有倾斜的卡口，所述第一固定板的弧形侧边卡接于所述卡口内。

8.如权利要求5所述的装置，所述第一托板及所述第三托板成对设置。

9.如权利要求1所述的装置，所述第一架体朝向所述第二架体一侧设置有第二托板，所述第二架体上与所述第二托板对应的位置设置有第四托板，所述控制部通过所述第二托板及所述第四托板固定在所述支架上。

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