CN212410429U - 一种食品安全检测仪的检测系统及食品安全检测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种食品安全检测仪的检测系统及食品安全检测仪，包括：光源模块，包括主控板和可提供12种不同波长的光线的结构装置；光传导模块，包括12根光纤、光纤集束头，12根光纤的进光端均固定设于光纤集束头内，光源模块射出的光线射入光纤集束头内；比色模块，包括比色皿池，比色皿池的右侧面、左侧面上分别开设有进光孔和出光孔，12根光纤的出光端固定设在12个进光孔内；信号处理模块，包括硅光电接收板，硅光电接收板上设有12个硅光电二极管和信号放大电路，12个硅光电二极管嵌入12个出光孔内，信号放大电路与硅光电二极管、主控板均电性连接。本实用新型的优点是具有检测通道多、检测波长、稳定性好等特点。

Description

一种食品安全检测仪的检测系统及食品安全检测仪

技术领域

本实用新型属于食品安全检测技术领域，尤其涉及一种食品安全检测仪的检测系统及具有该检测系统的食品安全检测仪。

背景技术

目前针对食品安全检测的常用光谱分析设备，通常利用分光器产生的单色光通过分光光度法进行检测，常用的单色光产生的方法有以下几种：

1、使用安装在滤光轮上的滤光片对白光LED进行滤光，产生单色光，再使用光纤将单色光进行分束，分别导入到比色皿孔中。通过旋转滤光轮，切换滤光片，来调整输出的单色光的波长。如专利号为ZL2017202283061，专利名称为一种食品安全检测模组的中国专利，该专利中的方法具备检测波长多，可以扩展至8个波长，能量稳定等特点，8个比色皿孔位可以同时检测。但是滤光片在使用过程中，温度的变化也会使用滤光片的中心波长发生偏移，由于基底和膜层的热膨胀系数的不同，以及间隔层的折射率随着温度的变化而引起的。随着使用环境的温度的变化，滤光片会在低温环境，波长波段往短波方向漂移，当使用环境的温度升高，滤光片的波长会往长波方向漂移。在不同温度环境下以及在长时间光照后，会导致滤光片性能受到影响，导致检测结果的误差。同时由于所需的滤光价格较高，滤光片安装难度大，导致设备成本较高。

2、在单个比色皿孔位中安装有4个不同波长的LED灯珠，检测不同项目时开启不用波长的LED灯珠。如专利号为ZL2017202875632，专利名称为食品安全检测仪的中国专利，该方法结构简单，但是单色LED数量受限，会牺牲检测项目的检测准确度，同时单孔4个LED安装难度大，单个LED的损坏会导致整个模块无法使用，同时12个孔位的分别安装了LED，各个孔位间误差会相对较大。

3、将多个具有纵向排列的单波长LED呈周向分布安装在光源转轴上，通过旋转转轴来使比色皿孔对应的LED切换。如专利号为ZL2017205977407，专利名称为一种多通道多波长光谱检测装置的中国专利，该方案结构复杂，实现8个波长需要使用64个LED灯珠，单个LED的损坏会导致整个模块无法使用，同时8个孔位的分别安装了LED，各个孔位间误差会相对较大。

因此，需要发明一种新的食品安全检测仪，能够克服以上缺点。

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种多通道多波长光谱检测装置，具有成本低，检测通道多，检测波长数量多，稳定性好等特点。

实用新型内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中食品安全检测仪存在的测量结果误差大、成本高等缺点，本实用新型的目的在于提供一种食品安全检测仪的检测系统及食品安全检测仪，该检测系统具有成本低，检测通道多，检测波长数量多，稳定性好等特点。

2技术方案

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种食品安全检测仪的检测系统，该系统包括：

光源模块，所述光源模块包括12个不同波长的LED灯珠、灯板、灯板通光板、光电开关、步进电机、主控板，灯板通光板与灯板平行设置且它们的边缘通过封条密封后形成空心圆盘形状，灯板的左侧面的同一圆周上均匀分布设置有12个LED灯珠、右侧面上设置有与LED灯珠对应的电源触点，灯板通光板上设置有12个与LED灯珠位置对应的透光孔，步进电机左侧安装在电机安装板上，步进电机的输出轴穿过电机安装板后固定连接在灯板的轴心处，电机安装板的下端右侧垂直电机安装板连接有主控板，电机安装板的前端垂直电机安装板设置有开关安装板，光电开关设置在开关安装板朝向灯板的一侧，光电开关的导电弹片始终可与位于最前方的电源触点接触，光电开关、步进电机均与主控板电性连接；

光传导模块，所述光传导模块包括12根不同长度的光纤、光纤集束头，12根光纤的进光端均固定设置于光纤集束头内，开关安装板的左端垂直开关安装板设置有集束头安装板，光纤集束头垂直设置在集束头安装板的左侧，集束头安装板上与光纤集束头对应位置处开设有通孔，位于最前方的透光孔、LED灯珠以及通孔、光纤集束头的轴心始终同轴；

比色模块，所述比色模块包括比色池，比色池上沿竖直方向开设有12个比色皿槽，比色池的右侧面、左侧面上与比色皿槽对应的位置处分别开设有进光孔和出光孔，1个比色皿槽的进光孔和出光孔在同一直线上，12根光纤的出光端依次固定设置在12个进光孔内；

信号处理模块，所述信号处理模块包括硅光电接收板，硅光电接收板上设置有12个硅光电二极管和信号放大电路，硅光电接收板设置在比色池左侧面的左侧，12个硅光电二极管依次嵌入12个出光孔内，信号放大电路与硅光电二极管、主控板均电性连接。

上述所述12个LED灯珠的波长分别为390nm、405nm、420nm、450nm、510nm、520nm、535nm、546nm、578nm、630nm、670nm、700nm，且波长不同的12个LED灯珠从小到大依次排列。

上述所述灯板的外边缘设置有一个与光电开关配合的凸起，光电开关上设置有原点检测光电传感器，原点检测光电传感器与主控板电性连接。

上述所述光纤为高数值孔径PMMA光纤，单根光纤直径为2.5mm。

本实用新型的另一个目的在于提供一种食品安全检测仪，其特点是包括上述食品安全检测仪的检测系统。

3.有益效果

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.由于12个孔位均采用单一LED灯珠作为检测光源，减少了检测通道的光源性能差异；

2.采用了12个不同波长范围的LED灯珠作为光源，使得检测所需的波长范围远胜于以往检测方案，不需要迁就检测波长来牺牲检测项目准确性；

3.在非检测状态时，光源处于关闭状态，提高了设备的使用寿命；

4.设备稳定性好，结构简单、易维护，出现问题检修方便。

附图说明

为了更清楚地说明实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是实用新型的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的检测系统的结构示意图。

图2是本实用新型的检测系统另一个方向的结构示意图。

图3是本实用新型的检测系统撤掉硅光电接收板后的示意图。

图4是硅光电接收板与硅光电二极管示意图。

图5是灯板与光电开关示意图。

图中：1-LED灯珠 2-灯板 3-灯板通光板 4-光电开关 5-步进电机 6-电源触点 7-透光孔 8-电机安装板 9-开关安装板 10-导电弹片 11-光纤 12-光纤集束头 13-集束头安装板 14-比色池 15-比色皿槽 16-进光孔 17-出光孔 18-硅光电接收板 19-主控板 20-硅光电二极管 21-凸起。

具体实施方式

下面将结合附图对实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于实用新型中的实施例，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，都属于实用新型保护的范围。

在实用新型的描述中，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，仅是为了便于描述实用新型和简化描述，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，因此不能理解为对实用新型的限制。

在实用新型的描述中，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实用新型中的具体含义。

如图1至图5所示，一种食品安全检测仪的检测系统，该系统包括：光源模块、光传导模块、比色模块、信号处理模块；所述光源模块包括12个不同波长的LED灯珠1、灯板2、灯板通光板3、光电开关4、步进电机5、主控板19，灯板通光板3与灯板2平行设置且它们的边缘通过封条密封后形成空心圆盘形状，灯板2的左侧面的同一圆周上均匀分布设置有12个LED灯珠1、右侧面上设置有与LED灯珠1对应的电源触点6，灯板通光板3上设置有12个与LED灯珠1位置对应的透光孔7，步进电机5左侧安装在电机安装板8上，步进电机5的输出轴穿过电机安装板8后固定连接在灯板2的轴心处，电机安装板8的下端右侧垂直电机安装板8连接有主控板19，电机安装板8的前端垂直电机安装板8设置有开关安装板9，光电开关4设置在开关安装板9朝向灯板2的一侧，光电开关4的2pin的导电弹片10始终可与位于最前方的电源触点6接触，光电开关4、步进电机5均与主控板19电性连接；所述光传导模块包括12根不同长度的光纤11、光纤集束头12，12根光纤11的进光端均固定设置于光纤集束头12内，开关安装板9的左端垂直开关安装板9设置有集束头安装板13，光纤集束头12垂直设置在集束头安装板13的左侧，集束头安装板13上与光纤集束头12对应位置处开设有通孔，位于最前方的透光孔7、LED灯珠1以及通孔、光纤集束头12的轴心始终同轴；所述比色模块包括比色池14，比色池14上沿竖直方向开设有12个比色皿槽15，比色池14的右侧面、左侧面上与比色皿槽15对应的位置处分别开设有进光孔16和出光孔17，1个比色皿槽15的进光孔16和出光孔17在同一直线上，12根光纤11的出光端依次固定设置在12个进光孔16内；所述信号处理模块包括硅光电接收板18，硅光电接收板18上设置有12个硅光电二极管20和信号放大电路，硅光电接收板18设置在比色池14左侧面的左侧，12个硅光电二极管20依次嵌入12个出光孔17内，信号放大电路与硅光电二极管20、主控板19均电性连接。

该检测系统可装入检测盒中，与检测盒配合使用。该检测系统与上位机连接后，通过上位机控制主控板19后，继而可控制光电开关4、步进电机5、硅光电接收板18的运行。

优选地，所述12个LED灯珠1的波长分别为390nm、405nm、420nm、450nm、510nm、520nm、535nm、546nm、578nm、630nm、670nm、700nm，且波长不同的12个LED灯珠（1）从小到大依次排列，每两个灯珠与其所在圆周的圆心连线形成30°夹角。采用12个不同波长范围的LED灯珠作为光源，使得检测所需的波长范围远胜于以往检测方案，不需要迁就检测波长来牺牲检测项目准确性。

优选地，所述灯板2的外边缘设置有一个与光电开关4配合的凸起21，光电开关4上设置有原点检测光电传感器，原点检测光电传感器与主控板19电性连接。可实现原点位置检测，便于检测后复位。

优选地，所述光纤11为高数值孔径PMMA光纤，单根光纤直径为2.5mm。该光纤的可见光光能衰减少，适合低成本LED和光电二极管的高效光学系统使用。

优选地，所述12个比色皿槽15的排列方式为一排或二排排列。当为二排排列时，平均分为左右两排，左侧位于最前方的比色皿槽15与右侧位于最前方的比色皿槽15之间错开半个比色皿槽15的距离，此时左侧比色皿槽15的进光孔16设置在右侧比色皿槽15的槽壁内；同样的，右侧比色皿槽15的出光孔17设置在左侧比色皿槽15的槽壁内。两排比色皿槽15的设置可以相对缩短比色池14的长度，从而使整个系统能够更方便的装入外壳容器中。

在实际食品检测过程中，先将检测样本比色皿放置到比色皿槽15中，光电开关4上的原点检测光电传感器检测到主控板19的指令，灯板2执行返回指令，直到凸起21接触到光电开关4后，位于最前方的LED灯珠1对准光纤集束头12。根据检测项目所指定的LED编号，步进电机5带动灯板2进行旋转，特定波长的LED灯珠1对准光纤集束头12，LED灯珠1开启，光线通过光纤集束头12、光纤11后射入到12个比色皿槽15中，硅光电二极管20接收到光能后将光信号后转换为电信号，电信号转传输到主控板19后转换为数字信号，反应在最终的检测屏幕上。检测完成后，灯板2执行返回指令，直到灯板2外缘凸起接触到光电开关4后，LED灯珠1位置将对准光纤集束头，将比色皿从到比色皿槽15中取出。

该检测系统具有成本低，检测通道多，检测波长数量多，稳定性好等特点。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

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实用新型。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实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型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)

1.一种食品安全检测仪的检测系统，其特征在于该系统包括：

光源模块，所述光源模块包括12个不同波长的LED灯珠(1)、灯板(2)、灯板通光板(3)、光电开关(4)、步进电机(5)、主控板(19)，灯板通光板(3)与灯板(2)平行设置且它们的边缘通过封条密封后形成空心圆盘形状，灯板(2)的左侧面的同一圆周上均匀分布设置有12个LED灯珠(1)、右侧面上设置有与LED灯珠(1)对应的电源触点(6)，灯板通光板(3)上设置有12个与LED灯珠(1)位置对应的透光孔(7)，步进电机(5)左侧安装在电机安装板(8)上，步进电机(5)的输出轴穿过电机安装板(8)后固定连接在灯板(2)的轴心处，电机安装板(8)的下端右侧垂直电机安装板(8)连接有主控板(19)，电机安装板(8)的前端垂直电机安装板(8)设置有开关安装板(9)，光电开关(4)设置在开关安装板(9)朝向灯板(2)的一侧，光电开关(4)的导电弹片(10)始终可与位于最前方的电源触点(6)接触，光电开关(4)、步进电机(5)均与主控板(19)电性连接；

光传导模块，所述光传导模块包括12根不同长度的光纤(11)、光纤集束头(12)，12根光纤(11)的进光端均固定设置于光纤集束头(12)内，开关安装板(9)的左端垂直开关安装板(9)设置有集束头安装板(13)，光纤集束头(12)垂直设置在集束头安装板(13)的左侧，集束头安装板(13)上与光纤集束头(12)对应位置处开设有通孔，位于最前方的透光孔(7)、LED灯珠(1)以及通孔、光纤集束头(12)的轴心始终同轴；

比色模块，所述比色模块包括比色池(14)，比色池(14)上沿竖直方向开设有12个比色皿槽(15)，比色池(14)的右侧面、左侧面上与比色皿槽(15)对应的位置处分别开设有进光孔(16)和出光孔(17)，1个比色皿槽(15)的进光孔(16)和出光孔(17)在同一直线上，12根光纤(11)的出光端依次固定设置在12个进光孔(16)内；

信号处理模块，所述信号处理模块包括硅光电接收板(18)，硅光电接收板(18)上设置有12个硅光电二极管(20)和信号放大电路，硅光电接收板(18)设置在比色池(14)左侧面的左侧，12个硅光电二极管(20)依次嵌入12个出光孔(17)内，信号放大电路与硅光电二极管(20)、主控板(19)均电性连接。

2.根据权利要求1所述一种食品安全检测仪的检测系统，其特征在于：所述12个LED灯珠(1)的波长分别为390nm、405nm、420nm、450nm、510nm、520nm、535nm、546nm、578nm、630nm、670nm、700nm，且波长不同的12个LED灯珠(1)从小到大依次排列。

3.根据权利要求1所述一种食品安全检测仪的检测系统，其特征在于：所述灯板(2)的外边缘设置有一个与光电开关(4)配合的凸起(21)，光电开关(4)上设置有原点检测光电传感器，原点检测光电传感器与主控板(19)电性连接。

4.根据权利要求1所述一种食品安全检测仪的检测系统，其特征在于：所述光纤(11)为高数值孔径PMMA光纤，单根光纤直径为2.5mm。

5.一种食品安全检测仪，其特征在于：包括权利要求1-4任一项所述食品安全检测仪的检测系统。

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