CN206648988U - 一种蔬菜质量安全便携检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种蔬菜质量安全便携检测设备，由蔬菜信息检测窗口、电源开关、充电接口、检测探头和环孔组成，所述蔬菜信息检测窗口为触摸式蔬菜信息检测窗口，所述充电接口为USB电源充电接口，所述检测探头由检测探针离子传感器和检测探头保护盖组成，所述充电接口与电源开关电性连接，所述电源开关分别与蔬菜信息检测窗口和检测探针电性连接，所述电源开关、充电接口、检测探头和环孔分别位于蔬菜信息检测窗口的顶角处；该蔬菜质量安全便携检测设备利用金属探头来测试蔬菜中硝酸盐离子，快速检测并评估硝酸盐含量及危害，仪器达到测量精准、体积小、使用方便，可以显示、储存测定结果等功能，检测结果达到符合国家推荐标准要求。

Description

一种蔬菜质量安全便携检测设备

技术领域

本实用新型涉及一种蔬菜质量安全便携检测设备。

背景技术

在2001年正式实施的农产品安全质量标准中，农产品中硝酸盐和亚硝酸盐的限量已经作为评价农产品品质的一个重要指标列入其中了。因此准确检测蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐的含量，指导新鲜无害的蔬菜生产，实现蔬菜园区自我检测，对提升蔬菜质量安全以及保障消费者的健康有着重要的意义。

国外对于食品安全的监测主要在于源头上的把关，利用大数据为每份食品建立档案，加大惩治力度。1994年美国能源部、防御研究计划署、俄罗斯科学院和俄罗斯人类基因组计划研制出第一块用于测序的基因芯片。各国(地区)的政府、相关科研机构和企业对生物芯片技术都十分重视，以生物芯片为核心的各相关产业也在全球迅速崛起，世界范围有几百家较大公司在从事相关研究，提供产品和技术服务。而对于食品检测仪的研究主要有德国的Luminstar、美国的Luminmax和美国的Dynex化学发光酶标仪等。

国内如军事医科学院环境医学研究所、华中科技大学等机构普遍致力于研发便携式食品安全快速检测仪，将检测时间缩短至15秒～30分钟。由于采用化学检测方式，必须留出化学反应时间，且需要较为专业的检测操作。国内大多数食品安全检测仪需依靠进口仪器进行食品安全检测。科研机构研制的各类食品安全快速检测仪多应用于温升防疾、出入境、部队、学校和宾馆进行食品安全现场监督管理。吉林大学等高校进行的有关便携式食品安全检测仪多在于技术上的研究与革新，较少考虑市场化需求。有关民用蔬菜安全检测仪的研究极少，且由于研发的造价问题，很难真正进行市场推广。而市面上出现的较为适合民用的多为快速检测卡，通过化学反应在15分钟内完成检测，检测种类多样，涵盖农药残留、亚硝酸盐、地沟油等多方面食品安全问题。

在日常食用中，蔬菜质量及质量检测越来越受到人们重视。众所周知，硝酸盐、亚硝酸盐的过量摄入会造成人体的急性或慢性中毒，而蔬菜是人体摄入硝酸盐、亚硝酸盐的主要途径之一。为满足食品安全要求，减少并控制硝酸盐及亚硝酸盐的摄入量，目前关于蔬菜中硝酸盐含量检测的方法主要有基于实验室条件的分光光度计法和基于试纸辨色原理的反射式光电检测仪方法等。

虽然国内外有诸多的相关研究，但目前在蔬菜的硝酸盐检测设备方面还存在如下的缺点：

1)现有的检测仪便携性差，蔬菜园区却很少配备农残检测的相关设备，无法做到日常自测；

2)检测站点现有的检测设备是以液相、气相为主的大型检测设备，检测过程复杂而且检测设备成本高不易普及和推广；

3)食品检测仪领域的国外产品，都是科研通用仪器，价格昂贵，不适宜推广；

4)检测结果定性不定量，可以检测出是否有硝酸盐以及亚硝酸盐，但残留的量为多少却无法检测出来；

5)检测结果的准确率有待提高；

6)检测结果的判读是由人的主观判定，不够客观。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型目的是提供一种利用金属探头来测试蔬菜中硝酸盐离子，快速检测并评估硝酸盐含量及危害，仪器达到测量精准、体积小、使用方便，可以显示、储存测定结果等功能，检测结果达到符合国家推荐标准要求的蔬菜质量安全便携检测设备。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种蔬菜质量安全便携检测设备，由蔬菜信息检测窗口、电源开关、充电接口、检测探头和环孔组成，所述蔬菜信息检测窗口为触摸式蔬菜信息检测窗口，所述充电接口为USB电源充电接口，所述检测探头由检测探针离子传感器和检测探头保护盖组成，所述充电接口与电源开关电性连接，所述电源开关分别与蔬菜信息检测窗口和检测探针电性连接，所述电源开关、充电接口、检测探头和环孔分别位于蔬菜信息检测窗口的顶角处。

作为优选，所述电源开关位于蔬菜信息检测窗口的左上顶角靠内侧，便于进行开关操作。

作为优选，所述充电接口位于蔬菜信息检测窗口的右上顶角靠内侧、且与右侧边隔有间隙，便于进行充电操作。

作为优选，所述检测探头位于蔬菜信息检测窗口的左下顶角靠外侧，便于进行检测操作。

作为优选，所述环孔位于蔬菜信息检测窗口的右下顶角靠内侧，便于进行固定操作。

针对目前蔬菜硝酸盐检测设备的不足，本实用新型的蔬菜质量安全便携检测设备能够降低已有检测方法的操作难度，减少检测过程的人为误差，提高测量精度，数字化显示检测结果，实现蔬菜质量安全检测的智能化、数字化和简捷化，蔬菜质量安全便携检测设备能够弥补市场空缺，将食品安全检测从概念转化为真正的产品，将人人意识变为人人参与，通过蔬菜园区自检，增强生产者自律意识，提升蔬菜品质和质量安全；同时帮助政府部门节省人力和物力，增大监管范围和监管效率，更是保障民生，构建智慧城市的关键手段，具有良好的社会价值和应用前景。

本实用新型技术效果主要体现在以下方面：1)具有测量精准、体积小、使用方便，可以显示、储存测定结果等优点，适用于蔬菜生产基地、蔬菜园区、农产品销售市场、饭店、消费者以及政府监测部门等，检测结果达到符合国家推荐标准要求；2)能够降低已有检测方法的操作难度，减少检测过程的人为误差，提高测量精度，数字化显示检测结果。实现蔬菜质量安全检测的智能化、数字化和简捷化；3)预存了多种蔬菜模型，只要在屏幕上选择要检测的蔬菜，然后把探针插进相应蔬菜里便可进行检测；4)设备通过三色屏幕背景色直观提升被测蔬菜硝酸盐含量是否达标，并详细显示出硝酸盐含量及检测标准；5)通过设备的充电接口能够与PC机相连，能够在电脑上读取相应的检测结果，还可以通过电脑来实时更新和升级设备中的检测模型，上传设备中的检测数据以及进行设备充电；6)即插即用，灵活小巧，便于携带；7)该设备背部有磁性，可以吸在冰箱等铁质上，设备外壳有环孔便于悬挂。

附图说明

图1为本实用新型的蔬菜质量安全便携检测设备的结构示意图；

图2为本实用新型的蔬菜质量安全便携检测流程示意图；

图3为本实用新型的蔬菜质量安全便携检测设备硬件结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步详述，以使本实用新型技术方案更易于理解和掌握。

实施例

参阅图1-3所示，一种蔬菜质量安全便携检测设备，包括便携检测仪、检测系统和检测数学模型三个部分。

1)便携检测仪为硬件设备，由蔬菜信息检测窗口1、电源开关2、充电接口3、检测探头4和环孔5组成，所述蔬菜信息检测窗口1为触摸式蔬菜信息检测窗口，所述充电接口3为USB电源充电接口，所述检测探头4由检测探针离子传感器(未图示)和检测探头保护盖(未图示)组成，所述充电接口3与电源开关2电性连接，所述电源开关2分别与蔬菜信息检测窗口1和检测探针4电性连接，所述电源开关2、充电接口3、检测探头4和环孔5分别位于蔬菜信息检测窗口1的顶角处，蔬菜检测时，只需将金属探针，插入蔬菜，金属探头能够通过精确调节电流来测试蔬菜中硝酸盐离子的导电率，基于交变电流频率从10千赫至105千赫的电解池测量相应离子浓度导电性。

2)检测系统为应用软件，安装在便携检测仪中，该软件中储存40多种蔬菜的检测信息包括：大白菜、油菜、生菜、芹菜、番茄、辣椒、茄子、甜椒、马铃薯、洋葱、菜豆、豇豆、西葫芦、菠菜、甘蓝、胡萝卜、黄瓜、苦瓜、冬瓜、茭白、大葱、大蒜、香瓜茄等。测量硝酸盐浓度范围可达20-10000毫克/公斤。

3)检测数学模型为系统模块，是检测系统中封装的一个功能模块，主要实现基于不同蔬菜的硝酸盐离子导电率数据，通过将所测标本的导电率与基准数据作比较，利用检测仪算法准确的计算出标本中的硝酸盐含量。模型的构建如下：

待检测蔬菜品种的确定。目前，利用北京农业信息资源中心已积累的大量蔬菜品种，从现有的数据库中提取蔬菜相关的数据，进行梳理，借助这个途径确定蔬菜质量安全便携检测设备的蔬菜数据库的范围。

蔬菜硝酸盐含量范围。根据世界卫生组织(WTO)建议成人每人每日的硝酸盐摄取量上限为3.7毫克/每公斤体重，幼童及大童年每人每日限制摄入量不得高于50毫克，然后基于已确定的蔬菜品种，设置蔬菜有害物质的浓度范围。

数据压缩处理。在数据压缩的过程中采用无损压缩方法，借助Huffman编码的原理，将进行压缩处理，以便检测仪有限空间上存储尽量多的数据。

检测流程如下：

1)当用检测某种蔬菜的硝酸盐含量时，首先，打开该设备，根据所测蔬菜的种类在设备中选择相应的蔬菜品种，并将探针插入待测蔬菜中；

2)探针的金属探头能够通过精确调节电流来测试蔬菜中硝酸盐离子的导电率，并将测得的导电率与该品种蔬菜检测模型的基准导电率进行匹配和比对。

3)根据对比结果生成相应的结论，提示用户该蔬菜“有害物质含量及其浓度是否超标”以及“蔬菜是否新鲜”。

4)对检测结果进行数字化显示，以三色屏幕背景直观提示用户有害物质是否超标(红色代表警告，说明硝酸盐浓度高于正常值的三倍；黄色代表提醒，说明硝酸盐浓度高于正常值；绿色代表通过，说明硝酸盐浓度在正常允许范围内；)，并详细显示蔬菜的品种、硝酸盐含量、检测标准、检测时间等详细信息。

本蔬菜质量安全便携检测设备的硬件部分集信号的采集、处理、传输三大功能于一体，实现了设备的操作鉴定、方便携带、快速检测。硬件核心部分主要由以下几个部分组成：金属探针、模拟数字转换器、微控制器、液晶显示电路、电源电路、数据传输元件、SD卡存储电路以及数据分析计算模块，硬件部分的工作原理如下：

1)当金属探针插入待测蔬菜时，探针能够检测出硝酸盐离子，并根据硝酸盐离子浓度的不同，产生不同的电压模拟信号；

2)模拟信号经过模拟数字转换器的处理变为数字信号并传输给微控制器；

3)微控制器采用意法半导体公司的STM32系列产品，一方面通过RS232接口将数字信号传送给数据传输元件，另一方面将数字信号传递给SD卡存储电路进行存储；

4)数据传输元件对数字信号进行一定的处理，并将其传送给数据分析计算模块；

5)数据分析计算模块对接收到的数字信号进行相应的模型分析，并将生成的结果传送给数据传输元件；

6)数据传输元件通过RS232接口将模型分析结果传输给微控制器；

7)微控制器将模型分析结果输出给液晶显示电路；

8)液晶显示电路在液晶屏幕上显示相应的亚硝酸盐检测结果；

9)电源电路主要为整个硬件提供电源变压和电源保护。

本实用新型技术效果主要体现在以下方面：1)具有测量精准、体积小、使用方便，可以显示、储存测定结果等优点，适用于蔬菜生产基地、蔬菜园区、农产品销售市场、饭店、消费者以及政府监测部门等，检测结果达到符合国家推荐标准要求；2)能够降低已有检测方法的操作难度，减少检测过程的人为误差，提高测量精度，数字化显示检测结果。实现蔬菜质量安全检测的智能化、数字化和简捷化；3)预存了多种蔬菜模型，只要在屏幕上选择要检测的蔬菜，然后把探针插进相应蔬菜里便可进行检测；4)设备通过三色屏幕背景色直观提升被测蔬菜硝酸盐含量是否达标，并详细显示出硝酸盐含量及检测标准；5)通过设备的充电接口能够与PC机相连，能够在电脑上读取相应的检测结果，还可以通过电脑来实时更新和升级设备中的检测模型，上传设备中的检测数据以及进行设备充电；6)即插即用，灵活小巧，便于携带；7)该设备背部有磁性，可以吸在冰箱等铁质上，设备外壳有环孔便于悬挂。

当然，以上只是本实用新型的典型实例，除此之外，本实用新型还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种蔬菜质量安全便携检测设备，由蔬菜信息检测窗口、电源开关、充电接口、检测探头和环孔组成，其特征在于：所述蔬菜信息检测窗口为触摸式蔬菜信息检测窗口，所述充电接口为USB电源充电接口，所述检测探头由检测探针离子传感器和检测探头保护盖组成，所述充电接口与电源开关电性连接，所述电源开关分别与蔬菜信息检测窗口和检测探针电性连接，所述电源开关、充电接口、检测探头和环孔分别位于蔬菜信息检测窗口的顶角处。

2.根据权利要求1所述的蔬菜质量安全便携检测设备，其特征在于：所述电源开关位于蔬菜信息检测窗口的左上顶角靠内侧。

3.根据权利要求1所述的蔬菜质量安全便携检测设备，其特征在于：所述充电接口位于蔬菜信息检测窗口的右上顶角靠内侧、且与右侧边隔有间隙。

4.根据权利要求1所述的蔬菜质量安全便携检测设备，其特征在于：所述检测探头位于蔬菜信息检测窗口的左下顶角靠外侧。

5.根据权利要求1所述的蔬菜质量安全便携检测设备，其特征在于：所述环孔位于蔬菜信息检测窗口的右下顶角靠内侧。