CN2795848Y - 集成化蔬果农药残留检测仪 - Google Patents

Abstract

一种集成化蔬果农药残留检测仪，包括中央控制单元(1)、与中央控制单元(1)连接的输入装置(2)、显示器(3)、电源(6)以及通过检测置于暗盒(52)内的比色皿中样品溶液在酶试剂作用下的显色反应来检测样品农药残留浓度的光电检测系统，本实用新型装置区别现有技术的关键之处在于还包括与所述中央控制单元(1)连接的称重和比例稀释系统(4)，该称重和比例稀释系统(4)包括与中央控制单元(1)输入端连接的称重装置(41)以及集成在中央控制单元(1)系统软件中的样品浓度和比例分析计算软件模块。本实用新型将样品称重和溶液稀释比例分析计算集成在检测仪中，将大量的人工计算工作由中央控制单元完成，对取样量和次数以及操作人员的技能要求大大降低，减少了检测过程中的误差，提高检测精度，方便使用和携带，且可降低检测的成本，便于推广应用。

Description

集成化蔬果农药残留检测仪

技术领域

本实用新型涉及一种检测仪器，尤其涉及一种用于测量蔬果中农药残留量的检测仪。

背景技术

当前水果、蔬菜生产过程中，喷洒化学农药防治病虫害仍为不可不用的必要措施，但严重超量的农药残留可以造成急性中毒，而较轻微的残留农药在人体中长期蓄积滞留也会引起许多慢性疾病。因此，水果蔬菜的残留农药检测问题已成为人们日益关注的问题。

目前常用的残留农药检测方法主要还是实验室方法，即分光光度计方法和气象色法等，这些方法虽然精度高，但检测周期长、成本高、普及困难。近年来已经有一些小型化的可用于实验室外或基层检测部门检测实践的农药残留检测方法和仪器，但在操作的方便程度、价格、定量化和准确性等方面，还有待不断改进。如名称为“农药残毒快速检测仪”，公告号为2468040的中国实用新型专利公开了一种利用单色光和光电传感器等对液态样品进行检测，并通过控制器分析计算得出检测结果的检测仪，其工作原理是基于光电传感器对检测样品颜色变化的敏感性而进行农药残留浓度测量的。使用这样的检测仪时，由于样品溶液与酶试剂反应后颜色变化有饱和的趋势，因此一定的光电检测系统对应有一定的检测范围。当被检测对象中的被检物质含量低于或高于一定的范围时，仪器便不能正确检测。在这种情况下，通常需要对样品溶液作适当的稀释(或加浓)，这时传统的方法是借助一个天平或容积取样器进行取样配比，再经过人工或输入电子计算机计算，得出稀释比例。经光电仪器检测后得到稀释液中的被检物质含量，最后再依据稀释比例，才能反算出试剂样品中的被检物质含量，这对便携式流动使用带来很大不便，同时对操作人员的技能要求较高，而且人工操作也影响了检测的精度。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于提供一种集成有样品称重和溶液稀释比例分析计算功能的集成化蔬果农药残留检测仪，能自动计算出原始被检溶液的稀释比例并据此计算出原始被检溶液的检测结果。

本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案是，设计制造一种集成化蔬果农药残留检测仪，包括：中央控制单元、与中央控制单元连接的输入装置、显示器、电源以及用于测试样品农药残留浓度的光电检测系统，本实用新型装置区别现有技术的关键之处在于还包括与所述中央控制单元连接的称重和比例稀释系统，该称重和比例稀释系统包括与中央控制单元输入端连接的称重装置以及集成在中央控制单元系统软件中的样品浓度和比例分析计算软件模块。

所述称重装置为一高精度的微型电子天平。

所述光电检测系统包括由中央控制单元控制发光的单色光源、内置样品溶液的暗盒、与中央控制单元输入端连接的光敏传感器、以及与中央控制单元双向连接用于将暗盒内的温度控制至适当值的温控装置；

所述单色光源透过样品仓暗盒中的样品溶液照射至光敏传感器上，光敏传感器将检测到的光强值转换成电信号输入中央控制单元中进行数据处理。

所述光敏传感器包括光电池和放大电路。

同现有技术相比较，本实用新型的集成化蔬果农药残留检测仪具有如下优点：在通常单一的光电检测仪器中集成一个高精度微型电子天平，并在执行中央控制的单片机系统软件中加入浓度和比例分析数据融合处理的软件模块，将现有技术中大量的人工计算工作由单片机完成。这样的效果是实现了系统的比例分析智能化，从而比较方便地扩大了系统的量程。另一方面，高精度微型电子天平的存在，可以智能化分析样品溶液和稀释溶液的精确比例关系，对取样量和次数以及操作人员的技能要求大大降低，减少检测过程中重复性误差，提高检测精度，方便使用和携带，且可降低检测的成本，在保证足够的检测精度的前提下，方便用户特别是基层用户的使用，促进向基层检测部门和水果、蔬菜种植大户的普及推广。

附图说明

图1为本实用新型集成化蔬果农药残留检测仪的原理方框图；

图2为本实用新型集成化蔬果农药残留检测仪的外观示意图；

图3为本实用新型集成化蔬果农药残留检测仪的主程序的流程图；

图4为进行样品测试时的子程序流程图；

图5为所述样品浓度和比例分析计算软件模块中“稀释”子程序流程图；

图6为所述样品浓度和比例分析计算软件模块中“称重”子程序流程图；

图7A为本实用新型集成化蔬果农药残留检测仪的原理电路图中中央控制器MCU和通讯口部分的原理图；

图7B为本实用新型集成化蔬果农药残留检测仪的原理电路图中电源供给和发光二极管驱动部分的电路图；

图7C为本实用新型集成化蔬果农药残留检测仪的原理电路图中运算放大、称重传感器比例分析系统及硅光电池I/V转换部分的电路图。

具体实施方式

以下结合附图所示之最佳实施例作进一步详述。

如图1所示，本实用新型集成化蔬果农药残留检测仪包括：中央控制单元1(MCU)，与中央控制单元1的输入端连接的电源6、输入装置2、称重和比例稀释系统4和光敏传感器，与中央控制单元1的输出端连接的显示器3、单色光源51，与中央控制单元1双向连接的温控装置，以及可内置样品溶液的暗盒52。其中：

所述中央控制单元1为一单片机，它接受操作者输入的功能指令，控制相关单元完成既定的功能和动作。

所述显示器3采用LCD显示器，借助数字和符号，提示测量过程、显示测量结果；如图2，所述输入装置2为设置于检测仪表面的多个按键，通过该按键可实现人机对话功能。所述电源可以使用电池，也可以通过稳压电源使用220V市电，为此本实用新型检测仪上还设有稳压电源适配口，可方便地根据操作环境选用。

所述单色光源51、内置样品溶液的暗盒52、光敏传感器、以及温控装置组成本实用新型检测仪的用于测试样品农药残留浓度的光电检测系统。所述暗盒52内设有两个比色皿55，用于放置检测样品溶液(如图2)，当然，也可设置多个比色皿55以适应不同的检测需要，并且从单色光源51至光敏传感器的受光面，设计有相应的光路。所述光敏传感器由光电敏感元件如光电池53和放大电路54组成。所述单色光源51由中央控制单元1控制发出特定光谱的单色平行光，穿透暗盒52中的比色皿55，照射到光电池53上，光电池53将光信号转变成电信号通过放大电路54输出至中央控制单元1，中央控制单元1通过检测电信号的强弱间接检测透过比色皿的光强，即光通量，进而检测出比色皿中溶液的颜色深浅。上述检测过程均需要在一定的温度条件下进行，因此还需设置有温控装置，该温控装置由加热器件和测温器件组合构成，中央控制单元1通过温控装置将暗盒52内的温度控制至适当值。

本实用新型检测仪的特别之处在于，还包括一个称重和比例稀释系统4，如图2所示，该称重和比例稀释系统4包括与中央控制单元1输入端连接的称重装置41以及集成在中央控制单元1系统软件中的样品浓度和比例分析计算软件模块，其中所述称重装置41采用高精度的微型电子天平。这样现有技术中大量的人工计算工作将由单片机来完成。

图4为进行样品测试时的子程序流程图，当开始进行样品测试后，仪器先进行初始化，再倒计时60秒，并显示倒计时所剩时间，到60秒后中央控制单元1测试光敏传感器的电压，求得待测溶液中农药的浓度并显示，程序结束。

图5为所述样品浓度和比例分析计算软件模块中“稀释”子程序流程图，开始后先进行初始化，仪器检测有否按下“确认/取消”键，如有再检测有无长按“确认/取消”键2秒以上，如有稀释程序直接结束，如无则称取当前重量并存入相应地址，所称重量包括容器重量、加入的原始溶液重量以及稀释液的重量，如稀释过程未完成，即未能称取到3次重量，则返回初始化的程序，如已称取3次重量，则据此求得稀释比例并显示，稀释程序结束。

图6为所述样品浓度和比例分析计算软件模块中“称重”子程序流程图，开始后先进行初始化，中央控制单元1测量称重装置即微型电子天平输出的电压，换算得出当前重量并显示，当“测试”键或“稀释”键被按下后称重程序结束，否则返回称重步骤。

图3为本实用新型集成化蔬果农药残留检测仪的主程序的流程图，下面结合图3说明本实用新型检测仪的整个检测过程如下：

1、开机后，将被检样品溶液分别注入比色皿中，按质量比注入一定的酶试剂进行显色反应，设此时样品溶液的稀释比为R；

2、中央控制单元1控制光电检测系统测试样品溶液中的农药残留含量C；

3、如样品溶液中的农药残留含量在可测量范围内，则中央控制单元1直接计算出原始样品溶液中的农药浓度C0＝C/R，并通过显示器3显示输出结果；

4、如样品溶液中的农药残留含量超限，则须执行稀释操作以降低检测液的浓度以适应仪器的光学检测系统要求：取一干净的空容器放至微型电子天平41上，以一定的比例分别加入原始样品溶液和稀释液，中央控制单元1自动记下两组分的准确重量比，从而计算并保存稀释后的次级样品溶液的稀释比R1；

5、再以正常步骤检测稀释后的次级样品溶液；

6、当次级样品溶液中被检物质含量在仪器的光学系统的检测范围内时，中央控制单元1将所测得结果自动乘以次级溶液的稀释比后，在显示器上直接显示出原始被检溶液的检测结果；

7、如果次级溶液依然超出检测限，则仪器会提示重复上述4-5步骤直至测出结果。

上述整个测试过程，操作者只需按照仪器提示进行操作，不需作任何记录计算工作，最后直接在显示器上读出结果，非常方便快捷。

图7A至C为本实用新型集成化蔬果农药残留检测仪的原理电路总图，其中：图7A为中央控制器MCU和通讯口部分的原理图；图7B为电源供给和发光二极管驱动部分的电路图；图7C为运算放大、称重传感器比例分析系统及硅光电池I/V转换部分的电路图。根据上述电路图即可再现本实用新型。

Claims (4)

1、一种集成化蔬果农药残留检测仪，包括中央控制单元(1)，与中央控制单元(1)连接的输入装置(2)、显示器(3)、电源(6)以及用于测试样品农药残留浓度的光电检测系统，其特征在于：还包括与所述中央控制单元(1)连接的称重和比例稀释系统(4)，该称重和比例稀释系统(4)包括与中央控制单元(1)输入端连接的称重装置(41)以及集成在中央控制单元(1)系统软件中的样品浓度和比例分析计算软件模块。

2、根据权利要求1所述的集成化蔬果农药残留检测仪，其特征在于：所述称重装置(41)为一高精度的微型电子天平。

3、根据权利要求1或2所述的集成化蔬果农药残留检测仪，其特征在于：所述光电检测系统包括由中央控制单元(1)控制发光的单色光源(51)、内置样品溶液的暗盒(52)、与中央控制单元(1)输入端连接的光敏传感器、以及与中央控制单元(1)双向连接用于将暗盒(52)内的温度控制至适当值的温控装置；

所述单色光源(51)透过样品仓暗盒(52)中的样品溶液照射至光敏传感器上，光敏传感器将检测到的光强值转换成电信号输入中央控制单元(1)中进行数据处理。

4、根据权利要求3所述的集成化蔬果农药残留检测仪，其特征在于：所述光敏传感器包括光电池(53)和放大电路(54)。

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