專利名稱：一種食品安全集成化可擴(kuò)展快速檢測方法及其配套設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種食品安全集成化可擴(kuò)展快速檢測方法及其配套設(shè)備，具體涉及一 種集質(zhì)量分析、定量檢測、譜圖掃描、時(shí)間掃描四大功能于一體的食品安全集成化可擴(kuò)展快 速檢測方法及其配套設(shè)備，可以檢測食品成分， 例如，添加劑、農(nóng)藥殘留、二氧化硫、甲醛、各 種色素等數(shù)十項(xiàng)食品分析指標(biāo)以及余氯、鉛、六價(jià)鉻、砷、汞、鎘等多種水質(zhì)分析指標(biāo)，該技 術(shù)屬于食品安全檢測領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
一方面，隨著種植業(yè)、漁業(yè)、食品業(yè)的發(fā)展，大量傳統(tǒng)食品、飲料在采用新的原料、 配方和工藝，添加新的營養(yǎng)成分；很多新型食品，如糕點(diǎn)、飲料、糖果、菜肴等也在大量涌現(xiàn)。 這樣，對(duì)天然食品、水、食用添加劑、食品原料、烹飪用料、飲食半制品、飲食工業(yè)制品等進(jìn)行 營養(yǎng)成分、含量分析，這日益成為廣泛的社會(huì)需求。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室方法、條件和設(shè)備已經(jīng)不 能滿足這個(gè)需求。另一方面，受灌溉水質(zhì)、工業(yè)廢氣、化學(xué)農(nóng)藥、化肥、酸雨、人工土肥、存儲(chǔ)設(shè)施、加 工工藝、添加劑等因素的影響，食品和飲用水受污染的途徑大量增多，全球食品安全形勢越 來越嚴(yán)峻，對(duì)食品和水質(zhì)的安全檢測越來越重要，食品安全問題已經(jīng)受到國家、各級(jí)政府和 廣大人民群眾的高度關(guān)注。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室方法、條件和設(shè)備也已不能滿足快速、廣泛、集成 化的食品安全檢測需求。目前，我國食品檢測工作主要由防疫站、疾病控制中心、檢驗(yàn)檢疫局承擔(dān)，這些國 家單位的設(shè)備齊全，實(shí)驗(yàn)室條件較好，因此以往制訂的國標(biāo)檢測方法的出發(fā)點(diǎn)主要是滿足 實(shí)驗(yàn)室條件下的要求，在方便性上考慮較少，非專業(yè)人員難于操作。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室檢測儀器 體積較大、分析方法復(fù)雜，缺乏通用性，無法達(dá)到快速、低成本、便于推廣應(yīng)用的現(xiàn)場檢測要 求。為了加強(qiáng)對(duì)食品成分、含量的快速檢測工作，同時(shí)，為了應(yīng)對(duì)市場上大面積、快速 爆發(fā)的食品安全問題，各級(jí)部門和企業(yè)迫切需要配備一種能夠滿足現(xiàn)場、快速、通用檢測需 求的設(shè)備。該設(shè)備既要滿足上述兩大需求，又要達(dá)到國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和食品安全檢測基準(zhǔn)要 求，尤其能夠幫助食品安全管理部門在食品生產(chǎn)、存儲(chǔ)、銷售現(xiàn)場對(duì)食品進(jìn)行非實(shí)驗(yàn)室的、 大范圍的快速檢測、監(jiān)管、控制?？墒牵壳皣鴥?nèi)在食品安全快速檢測儀器的開發(fā)方面研究工作較少，主要集中在 農(nóng)藥殘留檢測儀以及一些功能單一的只能檢測固定一種或數(shù)種有毒有害物質(zhì)的檢測儀器， 不能滿足上述兩大市場需求。其原因主要在于在檢測方法上，各國尚未出現(xiàn)重大創(chuàng)新，進(jìn) 而依據(jù)新方法設(shè)計(jì)出能快速、簡便、集成化檢測大量食品成分的新型通用檢測設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，滿足市場對(duì)能快速、簡便、集成化檢測大量食品成分 的新型通用檢測設(shè)備的需求，本發(fā)明設(shè)計(jì)的檢測方法以朗伯比耳定律為理論基礎(chǔ)，基于物質(zhì)對(duì)光的選擇吸收而建立起來的分析方法，結(jié)合光譜掃描技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)，提出 了一種新的集成化、可擴(kuò)展電子檢測方法，并依據(jù)該方法設(shè)計(jì)了新型檢測設(shè)備。搭載必要的 試劑與附件箱，該檢測設(shè)備可以檢測數(shù)百種重要化學(xué)成分，而且能夠滿足非實(shí)驗(yàn)室條件下 的快速、簡便、集成化檢測需求。具體而言，本發(fā)明的電子檢測方法包含多個(gè)平行互補(bǔ)的檢測進(jìn)路，優(yōu)選質(zhì)量分析、 定量檢測、光譜掃描、時(shí)間掃描四大檢測模塊的圖形化檢測進(jìn)路。其中，質(zhì)量分析模塊主要實(shí)現(xiàn)了硝酸鹽、亞硝酸鹽、蛋白質(zhì)、二氧化硫等數(shù)十項(xiàng)食 品質(zhì)量指標(biāo)的檢測，該模塊預(yù)先內(nèi)嵌了針對(duì)各個(gè)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)曲線，檢測者在使用時(shí)只需進(jìn) 行空白校正和樣品檢測即可實(shí)現(xiàn)對(duì)待測樣品的特定化學(xué)指標(biāo)的定量分析，檢測結(jié)果可直接 與國標(biāo)中的限量要求進(jìn)行比對(duì)，顯示所對(duì)應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)號(hào)。定量檢測模塊針對(duì)食品質(zhì)量分析模塊沒有的化學(xué)指標(biāo)，檢測者可以自行繪制標(biāo)準(zhǔn) 曲線，并利用繪制的標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行檢測。譜圖掃描有助于操作者獲取特定化學(xué)指標(biāo)的特征吸收峰，便于定量分析。每種化學(xué)指標(biāo)在分析的時(shí)候都有其穩(wěn)定的時(shí)間范圍，對(duì)于該系統(tǒng)中沒有的指標(biāo)， 操作者可以利用時(shí)間掃描獲取穩(wěn)定時(shí)間，并在穩(wěn)定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行檢測。質(zhì)量分析模塊除了人機(jī)界面操作菜單外，還分四個(gè)區(qū)域第一區(qū)檢測項(xiàng)目設(shè)置區(qū)，在檢測項(xiàng)目設(shè)置中，可首先設(shè)定選擇檢測項(xiàng)目，之后選 擇該項(xiàng)目下的產(chǎn)品類型；第二區(qū)說明書，操作時(shí)操作者務(wù)必按照內(nèi)置說明書的步驟進(jìn)行檢測，當(dāng)檢測項(xiàng)目 發(fā)生改變時(shí)，檢測說明書也隨之自動(dòng)改變，操作者設(shè)置完檢測項(xiàng)目后即可按照說明書進(jìn)行 檢測，本發(fā)明的方法允許檢測者更新、修訂或者補(bǔ)充說明書；第三區(qū)待測物質(zhì)基本信息設(shè)置，操作者需在此選擇檢測樣品的生產(chǎn)廠家和被檢 測單位；第四區(qū)結(jié)果顯示，顯示內(nèi)容包括檢測項(xiàng)目，產(chǎn)品類型，待測物質(zhì)含量等。定量檢測模塊除菜單欄外，分為三個(gè)區(qū)域第一區(qū)標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制區(qū)，繪制點(diǎn)連接線及標(biāo)準(zhǔn)曲線；第二區(qū)參數(shù)顯示界面，顯示通過菜單欄中的“參數(shù)設(shè)置”設(shè)置的所有參數(shù)及標(biāo)準(zhǔn) 曲線相關(guān)參數(shù)；第三區(qū)結(jié)果顯示，顯示內(nèi)容包括檢測波長、吸光度、濃度，及檢測時(shí)間。在進(jìn)行檢測前，首先設(shè)置該指標(biāo)所需要的參數(shù)。參數(shù)設(shè)置完成后首先放入空白液 點(diǎn)擊“校正”，校正完成后，取出空白液同時(shí)放入待測液，點(diǎn)擊“檢測”按鈕，進(jìn)行檢測，系統(tǒng)按 照所設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)樣品的數(shù)量默認(rèn)首先檢測前幾個(gè)樣品為標(biāo)準(zhǔn)品，當(dāng)所有的標(biāo)準(zhǔn)樣品檢測完 成后，系統(tǒng)提示后面進(jìn)行待測樣品檢測。如果操作者希望查看后邊進(jìn)行樣品檢測的標(biāo)準(zhǔn)曲線，那么發(fā)出指令，系統(tǒng)在第一 區(qū)畫圖區(qū)畫出標(biāo)準(zhǔn)曲線和點(diǎn)連接線。檢測過程中的相關(guān)數(shù)據(jù)在第三區(qū)結(jié)果顯示區(qū)進(jìn)行顯
7J\ o譜圖掃描模塊可實(shí)現(xiàn)吸光度Abs、透光度T及能量E的掃描，其中吸光度及透光度 掃描，為瞬時(shí)掃描，即在幾秒的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)譜圖的掃描，之后可根據(jù)需求進(jìn)行峰檢。能量掃 描實(shí)現(xiàn)能量的實(shí)時(shí)掃描，即能量譜圖每1秒更新10次。譜圖掃描模塊除了菜單欄，分為三
5個(gè)區(qū)域第一區(qū)該區(qū)域?qū)崿F(xiàn)吸光度、透光度、能量譜圖的顯示，橫縱坐標(biāo)的刻度，可由操作 者通過參數(shù)設(shè)置進(jìn)行修改；第二區(qū)當(dāng)掃描方式為吸光度和透光度時(shí)，該區(qū)上部實(shí)現(xiàn)特定波長的吸光度、透光 度的顯示；當(dāng)掃描方式為能量時(shí)，該部位實(shí)現(xiàn)特定波長能量的跟蹤顯示；第三區(qū)參數(shù)顯示區(qū)，當(dāng)通過菜單欄的參數(shù)設(shè)置設(shè)置完參數(shù)之后，所有的參數(shù)將在 該區(qū)域進(jìn)行顯示。完成參數(shù)設(shè)置后，放入空白溶液，按上述方法進(jìn)行空白校正，校正完成后，點(diǎn)擊“檢 測”或者調(diào)用相關(guān)指令，系統(tǒng)按照所設(shè)參數(shù)掃描譜圖，并畫出譜圖。當(dāng)點(diǎn)擊菜單項(xiàng)中的波峰 檢測后，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行波峰、波谷探測，波峰波谷的波長及吸光度(透光度)，將在人機(jī)界面 顯示出檢測結(jié)果。波峰波谷也會(huì)在譜圖上標(biāo)出。時(shí)間掃描模塊可實(shí)現(xiàn)吸光度、透光度的時(shí)間掃描，可實(shí)現(xiàn)多達(dá)3小時(shí)的掃描。檢測 前首先進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。設(shè)置完參數(shù)，首先放入空白液點(diǎn)擊校正，系統(tǒng)提示校正完成后，取出 空白液同時(shí)放入待測液，點(diǎn)擊“檢測”按鈕或者調(diào)用相關(guān)指令，進(jìn)行時(shí)間掃描，掃描過程中需 停止時(shí)點(diǎn)擊“停止”按鈕，停止掃描。掃描過程中檢測界面將實(shí)時(shí)顯示各個(gè)點(diǎn)的時(shí)間和光度值。本發(fā)明的方法在人機(jī)界面菜單欄設(shè)置有保存、打印、高級(jí)設(shè)置、歷史數(shù)據(jù)查詢、共 享、報(bào)警等控件，用于調(diào)取指令。所有的檢測數(shù)據(jù)暫存在圖形界面上，退出界面時(shí)應(yīng)把數(shù)據(jù) 導(dǎo)出，或直接上傳至數(shù)據(jù)庫，避免數(shù)據(jù)丟失。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的集成化可擴(kuò)展電子檢測方法，本發(fā)明還設(shè)計(jì)了一種集食品、水體 質(zhì)量分析，定量檢測，譜圖掃描，時(shí)間掃描四大模塊于一體的食品檢測設(shè)備。本發(fā)明的方法 和設(shè)備中，所說的“食品”，是各種可以食用的最終制品、半成品、食品和飲料加工原料、農(nóng)漁 果菜產(chǎn)業(yè)原始收獲產(chǎn)品等，具體而言，本發(fā)明中的“食品”包括但是不限于飲料、果汁、奶制 品、粥、水、各種液體、膠狀、乳狀可食用制品，以及固體食品、米面、肉、魚、菜、果等各種自然 產(chǎn)品。總之，本發(fā)明既可用于分析食品原料，也可以分析加工處理過的產(chǎn)品或半成品，檢測 對(duì)象包括液態(tài)、膏狀、糊狀或固態(tài)食物(如干酪、酸奶酪、調(diào)味品、谷物、大豆、飼料、肉類等) 等天然原料、加工處理的半成品、成品等。本發(fā)明的檢測項(xiàng)目，包括脂肪、總蛋白質(zhì)、碳水化合物、總固體、非脂固體、不同的 添加劑、農(nóng)業(yè)殘留、礦物成分、有害成分等，還可包括按照客戶要求定制的其他檢測項(xiàng)目，例 如食品添加劑、農(nóng)藥殘留、二氧化硫、甲醛、各種色素等上百項(xiàng)食品分析指標(biāo)，以及余氯、鉛、 六價(jià)鉻、砷、汞、鎘等多項(xiàng)水質(zhì)分析指標(biāo)。本發(fā)明的設(shè)備采用友好的人機(jī)交互界面對(duì)儀器進(jìn)行控制，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢、采集、 統(tǒng)計(jì)、分析、打印、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)裙δ?，滿足不同客戶的需求。該儀器具有體積小、重量輕、穩(wěn)定 性好、便于攜帶以及操作簡單、檢測速度快、檢測結(jié)果準(zhǔn)確、檢測效率高、自動(dòng)化程度高等特 點(diǎn)，可滿足質(zhì)監(jiān)、工商、農(nóng)業(yè)、衛(wèi)生等監(jiān)督執(zhí)法部門以及批發(fā)市場、超市、餐廳、家庭、酒店等 單位的快速檢測需求。具體而言，本發(fā)明的食品檢測設(shè)備采用光譜儀作為原始數(shù)據(jù)采集方式，以鹵素鎢 燈作為光源，通過軟件工作站可獲取其連續(xù)譜圖；采用非對(duì)稱式C-T結(jié)構(gòu)光路，掃描范圍覆 蓋可見光區(qū)，波長準(zhǔn)確度可達(dá)0. 5nm,并且嚴(yán)格按照每種檢測項(xiàng)目的最大吸收峰進(jìn)行檢測。該儀器分析過程簡單快捷，檢測精度、波長準(zhǔn)確度、信噪比都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于目前市 場上已有的儀 器，解決了方法受波長限制的缺點(diǎn)。本發(fā)明的食品檢測設(shè)備包括生化數(shù)據(jù)采集終端、電子數(shù)據(jù)分析終端，并且所述生 化數(shù)據(jù)采集終端通過USB電源線連接到所述電子數(shù)據(jù)分析終端。所述的生化數(shù)據(jù)采集終端基于光譜儀的工作方式，包含非對(duì)稱式C-T結(jié)構(gòu)光路， 配置掃描范圍覆蓋可見光區(qū)，采集連續(xù)波長的光譜掃描模塊。所述食品檢測設(shè)備還包括一個(gè)單獨(dú)的，或者部分附載到所述生化數(shù)據(jù)采集終端或 者所述電子數(shù)據(jù)分析終端的電子數(shù)據(jù)傳輸單元，所述電子數(shù)據(jù)傳輸單元與所述電子數(shù)據(jù)分 析終端的連接可以是包括串口、并口、USB、紅外、藍(lán)牙的任一連接方式。所述的電子數(shù)據(jù)分析終端包含一個(gè)計(jì)算機(jī)主機(jī)、一個(gè)顯示器和一個(gè)處理模塊，所 述處理模塊的數(shù)據(jù)處理結(jié)果通過所述顯示器的圖形界面顯示。所述的食品檢測設(shè)備還包括一個(gè)樣品預(yù)處理箱。所述的生化數(shù)據(jù)采集終端為模塊化構(gòu)件，還可附載可選配的特定功能測試試劑和 附件箱。所述的生化數(shù)據(jù)采集終端還可附載可選配的食品安全檢測專用試劑和可選配的樣 品預(yù)處理箱。所述生化數(shù)據(jù)采集終端包含一個(gè)凹面平場全息光柵、一個(gè)鎢燈光源。所述的電子數(shù)據(jù)分析終端具有可視的人機(jī)交互界面，包括數(shù)據(jù)庫查詢、統(tǒng)計(jì)分析、 圖譜或標(biāo)準(zhǔn)曲線比較的信息處理模塊。所述的電子數(shù)據(jù)分析終端包括多檢測對(duì)象生化指標(biāo) 分析參數(shù)系統(tǒng)的自由拓展、調(diào)用模塊，檢測結(jié)果可直接與國標(biāo)中的限量要求進(jìn)行比對(duì)，顯示 所對(duì)應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)號(hào)。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的集成化可擴(kuò)展快速檢測設(shè)備包括一個(gè)生化數(shù)據(jù)采 集終端101、一個(gè)電子數(shù)據(jù)分析終端103，所述電子數(shù)據(jù)分析終端103包含一計(jì)算機(jī)主機(jī) 401、一顯示器402 ；所述計(jì)算機(jī)主機(jī)401與顯示器402有電連接；所述生化數(shù)據(jù)采集終端 101通過USB電源線連接到所述計(jì)算機(jī)主機(jī)401 ；所述生化數(shù)據(jù)采集終端101采用光譜儀作 為原始數(shù)據(jù)采集方式獲取連續(xù)譜圖，還采用非對(duì)稱式C-T結(jié)構(gòu)光路，掃描范圍覆蓋可見光 區(qū)，針對(duì)每種檢測項(xiàng)目的最大吸收峰進(jìn)行檢測。所述生化數(shù)據(jù)采集終端101通過電子數(shù)據(jù)傳輸單元102與所述電子數(shù)據(jù)分析終端 103連接；所述計(jì)算機(jī)主機(jī)401包含電子信息處理模塊403 ；所述電子數(shù)據(jù)傳輸單元102把 數(shù)據(jù)傳輸給所述電子信息處理模塊403后，所述顯示器402通過一圖形界面顯示所述電子 信息處理模塊403的處理結(jié)果。所述生化數(shù)據(jù)采集終端101包括單片機(jī)信號(hào)采集部分501和光路部分502，所述光 路部分501包括光源601、光源調(diào)節(jié)及散熱設(shè)備602、光源驅(qū)動(dòng)電路603、分光系統(tǒng)604、信號(hào) 檢測模塊605。所述電子數(shù)據(jù)分析終端103配置連接一個(gè)軟件工作站702，所述軟件工作站702包 括檢測軟件平臺(tái)801、數(shù)據(jù)庫802、數(shù)據(jù)上傳軟件平臺(tái)803、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊804、USB通訊模塊 805,232通訊模塊806 ；所述軟件工作站702還連接到一個(gè)數(shù)據(jù)輸入裝置901。所述生化數(shù)據(jù)采集終端101包含一數(shù)據(jù)采集模塊301、一定量檢測模塊302、一譜 圖掃描模塊303和一時(shí)間掃描模塊304 ；所述定量檢測模塊302與所述數(shù)據(jù)采集模塊301 有電連接，數(shù)據(jù)采集模塊301接收定量檢測模塊302的信號(hào)并通過所述電子數(shù)據(jù)傳輸單元102傳送到所述電子數(shù)據(jù)分析終端103 ；所述譜圖掃描模塊303與所述數(shù)據(jù)采集模塊301有 電連接，所述數(shù)據(jù)采集模塊301所述接收所述譜圖掃描模塊303的信號(hào)并通過所述電子數(shù) 據(jù)傳輸單元102傳送到所述電子數(shù)據(jù)分析終端103 ；所述時(shí)間掃描模塊304與所述數(shù)據(jù)采 集模塊301有電連接，所述數(shù)據(jù)采集模塊301接收所述時(shí)間掃描模塊304的信號(hào)并通過所 述電子數(shù)據(jù)傳輸單元102傳送到所述電子數(shù)據(jù)分析終端103。所述生化數(shù)據(jù)采集終端101為模塊化構(gòu)件，包含可選配的特定功能測試試劑和附 件箱。所述生化數(shù)據(jù)采集終端101還可包括可選配的食品安全檢測專用試劑和可選配的樣 品預(yù)處理箱、檢測項(xiàng)目。所述生化數(shù)據(jù)采集終端101還包含一凹面平場全息光柵，以及一鎢 燈光源。具體而言，本發(fā)明的集成化可擴(kuò)展快速檢測設(shè)備，包括生化數(shù)據(jù)采集主機(jī)、信息處 理顯示計(jì)算機(jī)、軟件工作站、快速檢測專用試劑箱、樣品預(yù)處理箱等。如圖1，所述主機(jī)包括 一個(gè)生化數(shù)據(jù)采集終端101，所述生化數(shù)據(jù)采集終端101主要包括單片機(jī)信號(hào)采集部分501 和光路部分502，光路部分501是一個(gè)光電模組，包括光源601、光源調(diào)節(jié)及散熱設(shè)備602、 光源驅(qū)動(dòng)電路603、分光系統(tǒng)604、信號(hào)檢測模塊605。所述光路部分501與一個(gè)比色池701 配置在同一組件中。如圖1，所述電腦優(yōu)選筆記本計(jì)算機(jī)，配置連接軟件工作站702、電子數(shù)據(jù)傳輸單 元102，主機(jī)和筆記本電腦通過電子數(shù)據(jù)傳輸單元102連接并傳送電子數(shù)據(jù)，主機(jī)由USB供 電驅(qū)動(dòng)控制，電腦直接供電，不需要外接工作電源或電池供電。電子數(shù)據(jù)傳輸單元可以單獨(dú) 設(shè)置組件，也可以包含附載到生化數(shù)據(jù)采集終端101、電子數(shù)據(jù)分析終端103的構(gòu)件，例如 串口、并口、USB、紅外、藍(lán)牙等通訊設(shè)備，優(yōu)選為USB設(shè)備。所述電子數(shù)據(jù)傳輸單元102，如 為USB設(shè)備，則包含一 USB插口 201，對(duì)應(yīng)地，所述電子數(shù)據(jù)分析終端103包含一個(gè)USB插口 202，且 USB 插口 201 可插入 USB 插口 202。所述軟件工作站702包括如下工作模塊檢測軟件平臺(tái)801、數(shù)據(jù)庫802、數(shù)據(jù)上 傳軟件平臺(tái)803、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊804、USB通訊模塊805、232通訊模塊806，所述軟件工作站 702還通過計(jì)算機(jī)連接到一個(gè)數(shù)據(jù)輸入裝置901，如鼠標(biāo)和鍵盤等。所述軟件工作站702的 數(shù)據(jù)處理過程和結(jié)果可以通過顯示器402顯示。如圖2，所述生化數(shù)據(jù)采集終端101包含一數(shù)據(jù)采集模塊301、一定量檢測模塊 302、一譜圖掃描模塊303和一時(shí)間掃描模塊304。定量檢測模塊302與數(shù)據(jù)采集模塊301 有電連接，數(shù)據(jù)采集模塊301接收定量檢測模塊302的信號(hào)并通過電子數(shù)據(jù)傳輸單元102 傳送到電子數(shù)據(jù)分析終端103 ；譜圖掃描模塊303與數(shù)據(jù)采集模塊301有電連接，數(shù)據(jù)采集 模塊301接收譜圖掃描模塊303的信號(hào)并通過電子數(shù)據(jù)傳輸單元102傳送到電子數(shù)據(jù)分析 終端103 ；時(shí)間掃描模塊304與數(shù)據(jù)采集模塊301有電連接，數(shù)據(jù)采集模塊301接收時(shí)間掃 描模塊304的信號(hào)并通過電子數(shù)據(jù)傳輸單元102傳送到電子數(shù)據(jù)分析終端103。所述生化數(shù)據(jù)采集終端101為模塊化構(gòu)件，包含可選配的特定功能測試試劑和附 件箱、可選配的食品安全檢測專用試劑和可選配的樣品預(yù)處理箱、檢測項(xiàng)目。所述生化數(shù)據(jù)采集終端101還包含一凹面平場全息光柵、一鎢燈光源。所述電子數(shù)據(jù)傳輸單元102與電子數(shù)據(jù)分析終端103相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢、采 集、統(tǒng)計(jì)、分析、打印、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)裙δ?。通過簡單易學(xué)的WINDOWS操作界面，可得到完全直 觀的中文報(bào)告。
如圖2，所述電子數(shù)據(jù)分析終端103包含一計(jì)算機(jī)主機(jī)401、一顯示器402。計(jì)算 機(jī)主機(jī)401與顯示器402有電連接；計(jì)算機(jī)主機(jī)401包含一獲取、分析從電子數(shù)據(jù)傳輸單元 102傳送來的電子信息的處理模塊403 ；處理模塊403的數(shù)據(jù)處理結(jié)果在顯示器402通過一 圖形界面得以顯示，顯示器402可以顯示、比對(duì)至少一個(gè)檢測項(xiàng)目的質(zhì)量指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)曲線。本發(fā)明公開的集成化可擴(kuò)展快速檢測設(shè)備采用國際上先進(jìn)的高集成度的光電子 元器件和計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)儀器的數(shù)字化、智能化，操作簡單，適用于非專業(yè)人員的現(xiàn)場快 速測定。樣品處理后加入所要檢測項(xiàng)目的檢測試劑，放入儀器檢測池內(nèi)，通過工作站軟件操 作，可得到檢測結(jié)果并自動(dòng)判斷。該檢測儀具有結(jié)果直讀、人機(jī)界面友好、操作方便的特點(diǎn)， 它能同時(shí)進(jìn)行食品和水質(zhì)等數(shù)十個(gè)檢測項(xiàng)目的現(xiàn)場快速測定。本發(fā)明可滿足質(zhì)監(jiān)、工商、農(nóng) 業(yè)、衛(wèi)生等監(jiān)督執(zhí)法部門以及集貿(mào)市場、果蔬批發(fā)市場、超市、餐廳、酒店等單位的快速檢測 需求。儀器的分析方法大多采用國家標(biāo)準(zhǔn)分析方法，檢測結(jié)果與國家推薦標(biāo)準(zhǔn)方法具有可 比性，多項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)處于國內(nèi)領(lǐng)先地位。


圖1為本發(fā)明的集成化可擴(kuò)展快速檢測設(shè)備組成框架圖。圖2為本發(fā)明的集成化可擴(kuò)展快速檢測設(shè)備光電組件和軟件工作站結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1如圖1所示，一種食品檢測設(shè)備，包括生化數(shù)據(jù)采集終端101、電子數(shù)據(jù)傳輸單元 102和電子數(shù)據(jù)分析終端103。生化數(shù)據(jù)采集終端101通過電子數(shù)據(jù)傳輸單元102連接到 電子數(shù)據(jù)分析終端103并向其傳送電子數(shù)據(jù)；電子數(shù)據(jù)分析終端103通過電子數(shù)據(jù)傳輸單 元102向生化數(shù)據(jù)采集終端101提供電力，無需外用工作電源。電子數(shù)據(jù)傳輸單元102包 含一 USB插口 201，電子數(shù)據(jù)分析終端103包含一個(gè)USB插口 202，且USB插口 201可插入 SB 插口 202。在使用本系統(tǒng)前首先安裝應(yīng)用程序，連接數(shù)據(jù)采集端。在電子數(shù)據(jù)分析終端103 設(shè)置所要檢測的項(xiàng)目，按照所選項(xiàng)目的操作方法對(duì)樣品進(jìn)行簡單的前處理，加入對(duì)應(yīng)的檢 測試劑后置于生化數(shù)據(jù)采集終端101，通過電子數(shù)據(jù)傳輸單元102，檢測結(jié)果直接讀數(shù)于電 子數(shù)據(jù)分析終端103的電腦顯示器上。實(shí)施例2利用食品檢測設(shè)備檢測火腿中的亞硝酸鹽含量。首先，對(duì)火腿樣品進(jìn)行簡單的預(yù)處理，得到火腿樣品的待測溶液。開機(jī)，進(jìn)入電子 數(shù)據(jù)分析終端103的檢測主界面，點(diǎn)擊“食品質(zhì)量分析”模塊，進(jìn)入“定量檢測”界面，將“檢 測項(xiàng)目，，設(shè)置為亞硝酸鹽，“產(chǎn)品類型”設(shè)置為火腿。然后按照該儀器軟件“定量檢測”界面 上的亞硝酸鹽檢測說明書的步驟進(jìn)行操作。最后從電子數(shù)據(jù)分析終端103的界面上直接讀 出檢測結(jié)果。結(jié)果可以保存、打印和上傳。應(yīng)當(dāng)指出，以上實(shí)施例僅是本發(fā)明較有代表性的例子。顯然，本發(fā)明的技術(shù)方案并 不限于上述實(shí)施例，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直 接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種食品安全集成化可擴(kuò)展快速檢測方法，其特征在于，所述檢測方法依據(jù)朗伯比耳定律，設(shè)置質(zhì)量分析模塊、定量檢測模塊、光譜掃描模塊、時(shí)間掃描模塊四個(gè)平行互補(bǔ)的檢測進(jìn)路，通過光電設(shè)備最大范圍地獲取生化數(shù)據(jù)，并通過計(jì)算機(jī)圖形信息處理設(shè)備直觀地處理生化數(shù)據(jù)分析結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的食品安全集成化可擴(kuò)展快速檢測方法，其特征在于，所述的 質(zhì)量分析模塊預(yù)先內(nèi)嵌了針對(duì)各個(gè)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)曲線，檢測者在使用時(shí)只需進(jìn)行空白校正和 樣品檢測即可實(shí)現(xiàn)對(duì)待測樣品的特定化學(xué)指標(biāo)的定量分析，檢測結(jié)果可直接與國標(biāo)中的限 量要求進(jìn)行比對(duì)，顯示所對(duì)應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的食品安全集成化可擴(kuò)展快速檢測方法，其特征在于，所述的 質(zhì)量分析模塊分四個(gè)操作區(qū)域第一區(qū)檢測項(xiàng)目設(shè)置區(qū)，在檢測項(xiàng)目設(shè)置中，可首先設(shè)定選擇檢測項(xiàng)目，之后選擇該 項(xiàng)目下的產(chǎn)品類型；第二區(qū)說明書區(qū)，操作時(shí)操作者按照內(nèi)置說明書的步驟進(jìn)行檢測，當(dāng)檢測項(xiàng)目發(fā)生改 變時(shí)，檢測說明書也隨之自動(dòng)改變，操作者設(shè)置完檢測項(xiàng)目后即可按照說明書進(jìn)行檢測；第三區(qū)待測物質(zhì)基本信息設(shè)置區(qū)，操作者在此選擇檢測樣品的生產(chǎn)廠家和被檢測單位；第四區(qū)結(jié)果顯示區(qū)，顯示內(nèi)容包括檢測項(xiàng)目，產(chǎn)品類型，待測物質(zhì)含量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的食品安全集成化可擴(kuò)展快速檢測方法，其特征在于，在所述 的定量檢測模塊，針對(duì)食品質(zhì)量分析模塊沒有的化學(xué)指標(biāo)，檢測者可自行繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，并 利用繪制的標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行檢測。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的食品安全集成化可擴(kuò)展快速檢測方法，其特征在于，所述的 定量檢測模塊分為三個(gè)區(qū)域第一區(qū)標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制區(qū)，用于繪制點(diǎn)連接線及標(biāo)準(zhǔn)曲線；第二區(qū)參數(shù)顯示界面區(qū)，用于顯示通過菜單欄中的“參數(shù)設(shè)置”設(shè)置的所有參數(shù)及標(biāo) 準(zhǔn)曲線相關(guān)參數(shù)；第三區(qū)結(jié)果顯示區(qū)，顯示內(nèi)容包括檢測波長、吸光度、濃度，及檢測時(shí)間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的食品安全集成化可擴(kuò)展快速檢測方法，其特征在于，所述的 譜圖掃描模塊可實(shí)現(xiàn)吸光度Abs、透光度T及能量E的掃描，其中吸光度及透光度掃描，為瞬 時(shí)掃描，即在幾秒的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)譜圖的掃描，之后可根據(jù)需求進(jìn)行峰檢；能量掃描實(shí)現(xiàn)能量 的實(shí)時(shí)掃描，即能量譜圖每1秒更新10次。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的食品安全集成化可擴(kuò)展快速檢測方法，其特征在于，所述的 譜圖掃描模塊分為三個(gè)區(qū)域第一區(qū)該區(qū)域?qū)崿F(xiàn)吸光度、透光度、能量譜圖的顯示，橫縱坐標(biāo)的刻度，可由操作者通 過參數(shù)設(shè)置進(jìn)行修改；第二區(qū)當(dāng)掃描方式為吸光度和透光度時(shí)，該區(qū)上部實(shí)現(xiàn)特定波長的吸光度、透光度的 顯示；當(dāng)掃描方式為能量時(shí)，該部位實(shí)現(xiàn)特定波長能量的跟蹤顯示；第三區(qū)參數(shù)顯示區(qū)，當(dāng)通過菜單欄的參數(shù)設(shè)置設(shè)置完參數(shù)之后，所有的參數(shù)將在該區(qū) 域進(jìn)行顯示。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的食品安全集成化可擴(kuò)展快速檢測方法，其特征在于，所述的時(shí)間掃描模塊可實(shí)現(xiàn)吸光度、透光度的時(shí)間掃描，可實(shí)現(xiàn)多達(dá)3小時(shí)的掃描，掃描過程中檢 測界面實(shí)時(shí)顯示各個(gè)點(diǎn)的時(shí)間和光度值。
9.根據(jù)權(quán)利要求3至8的任一項(xiàng)所述的食品安全集成化可擴(kuò)展快速檢測方法，其特征 在于，所述的模塊在完成參數(shù)設(shè)置后，放入空白溶液，先進(jìn)行空白校正，校正完成后，系統(tǒng)按 照所設(shè)參數(shù)進(jìn)行光譜掃描，并在人機(jī)界面顯示檢測結(jié)果。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述方法的食品安全集成化可擴(kuò)展快速檢測設(shè)備，其特征在于，所 述檢測設(shè)備包括一個(gè)生化數(shù)據(jù)采集終端，所述生化數(shù)據(jù)采集終端采用光譜儀作為原始數(shù)據(jù) 采集方式獲取連續(xù)譜圖，還采用非對(duì)稱式C-T結(jié)構(gòu)光路，掃描范圍覆蓋可見光區(qū)，針對(duì)每種 檢測項(xiàng)目的最大吸收峰進(jìn)行檢測；所述檢測設(shè)備還包括一個(gè)電子數(shù)據(jù)分析終端，所述電子 數(shù)據(jù)分析終端包含一個(gè)計(jì)算機(jī)主機(jī)；所述計(jì)算機(jī)主機(jī)通過USB電源線為所述生化數(shù)據(jù)采集 終端供電。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種食品安全集成化可擴(kuò)展快速檢測方法，其特征在于，所述檢測方法依據(jù)朗伯比耳定律，設(shè)置質(zhì)量分析模塊、定量檢測模塊、光譜掃描模塊、時(shí)間掃描模塊四個(gè)平行互補(bǔ)的檢測進(jìn)路，通過光電設(shè)備最大范圍地獲取生化數(shù)據(jù)，并通過計(jì)算機(jī)圖形信息處理設(shè)備直觀地處理生化數(shù)據(jù)分析結(jié)果。本發(fā)明的食品檢測設(shè)備，由主機(jī)、筆記本電腦、軟件工作站、快速檢測專用試劑箱、樣品預(yù)處理箱構(gòu)成，主機(jī)由USB供電驅(qū)動(dòng)控制，電腦直接供電，不需要外接工作電源或電池供電。該儀器體積小、重量輕、穩(wěn)定性好、便于攜帶，使用范圍廣，檢測項(xiàng)目多，操作簡便快捷，易于在現(xiàn)場快速檢測上推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)G01N35/00GK101832913SQ20091007987
公開日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2009年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月13日
發(fā)明者桑華春, 白景妙, 祝曉芳 申請(qǐng)人:桑華春