专利名称：茶叶安全快速检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及茶叶安全检测技术，具体地说是指一种茶叶安全快速检测仪。
背景技术：
近几年来的茶叶行业总体上是健康的，茶叶生产企业也在不断地提高产品科技含量和 产量，努力创造绿色、有机品牌，但仍有少数茶叶产品因为农药残留或重金属残留超标而 使茶叶生产和出口企业蒙受比较大的损失，甚至影响了地区性茶叶品牌声誉。茶叶质量的 优劣和安全性，同时关系到消费者身体健康。自日本推出肯定列表以来，我国的果蔬等农 产品出口也因类似原因受到冲击。
目前茶叶安全的快速检测主要集中于有机磷和和氨基甲酸酯类农药残留，目前应用较 广泛的是酶抑制法。该法利用有机磷和氨基甲酸酯类农药对乙酰胆碱酯酶有抑制作用，采 用酶促反应原理对此二类农药进行快速检测，其检测结果以酶抑制率表示。但不同农药对 该酶的抑制程度差别较大，且灵敏度较低,检测限一般在3-10mg/kg，酶的活性也易受PH 和其他条件如抑制剂干扰而产生假阳性，因此该方法主要作为大致筛选用。
农业和质量技术监督局对茶叶等农产品的实验室检测主要采用气相色谱和原子吸收 方法，气相色谱检测农药残留需要昂贵设备,对实验人员要求高，实验过程复杂，原子吸 收检测重金属的检测方法亦耗时较长,成本较高。这些方法均不能满足茶叶等的快速检测 需要。目前国内尚无专门针对茶叶有机磷和有机氯的快速检测方法和仪器。
申请人提出了 "一种茶叶安全快速检测方法"，此方案已另案申请。该方法为茶叶 的有机磷、有机氯农药经有机溶剂提取后，在有机相中加入氧化降解剂和催化助剂，在超 声波条件下直接进行一定时间的降解，再萃取有机相的无机降解产物，然后用磷钼蓝等方 法检测无机物的含量，再按照平均比例计算得出样品有机农药成分的含量，从而实现快速 提取和快速检测。茶叶的有机和无机铅则在强酸性和超声波条件下被提取，其中有机铅在 氧化助剂作用下同样降解为无机铅，进行检测。上述方法是通过显色反应的颜色与标准色 对比来实现快速检测的，若用人工进行比色，则出现误差的可能性较大，目前尚未发现可用于上述方法的专用仪器。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种与申请人另案申请的"一种茶叶安全快速检测方 法"的显色结果配合使用的茶叶安全快速检测仪。
本实用新型采用如下技术方案茶叶安全快速检测仪，包括单片机及其辅助电路、数 据输入输出�？楹凸饴纺？椋渲泄饴纺？榘ǹ刹鞑ǔさド獾姆⒐獾ピ�、可供放 置已显色反应液的多通道比色池以及光电池组，该发光单元、多通道比色池、光电池组依 次位于同一光路上，该发光单元通过一光源稳压控制电路与单片机连接，该光电池组通过 一信号调理电路与单片机连接，数据输出�？橐灿氲テ�。
前述茶叶安全快速检测仪，其光路�？榈姆⒐獾ピㄈǔさド夤庠础⒖苫疃� 滤光片组及调节滤光片组的调节旋钮，全波长单色光光源发出的光经滤光片组滤光后产生 单一波长的单色光。
前述茶叶安全快速检测仪，其光路�？榈姆⒐獾ピ部砂ㄒ蛔榈ゲǔさ姆⒐舛堋�
前述茶叶安全快速检测仪，其光源稳压控制电路的输入端与单片机及其辅助电路相 连，电压输出端与发光单元相连；所述信号调理电路的信号输入端与光电池组相连，信号 输出端与单片机相连。
前述茶叶安全快速检测仪，其单片机的辅助电路包括与单片机相连的电源控制电路、 实时时钟电路、数据存储电路和系统监控电路。
前述茶叶安全快速检测仪，其据输入输出�？榘≧S232/USB接口�？�、GPRS/GSM 接口�？�、彩色或灰屏液晶显示器、触摸屏或软触摸按键、针打或热敏型嵌入式微型打印 机。
由上述对本实用新型结构的描述可知，和现有技术相比，本实用新型具有如下优点 一，本仪器基于显色反应，可同时检测茶叶等农产品的重金属铅、汞、六价铬、镉、砷、 有机磷、有机氯、菊酯、三氯杀螨醇、二氧化硫、甲醛、硝酸盐等指标的一项或数项，可 以对多样品、多成份的茶叶等农产品同时进行检测，具有前处理方便、操作简单、检测快速的优点；二，具有结构简单、体积小、便携的特点，可随身携带至现场对茶叶等农产品 进行检测，方便工作人员随身携带使用；三，可通过与计算机连接进行数据采集和整理、 存档，还可通过无线方式将检测结果实时传输到数据中心或上级主管部门的数据库。
图1为本实用新型的系统结构示意图。
具体实施方式
下面参照附图说明本实用新型的具体实施方式
。
本实施例提供一种快速检测茶叶等农产品各成份含量的仪器，该仪器与申请人另案申 请的"一种茶叶安全快速检测方法"配合使用。
参照图1，该仪器包括单片机1及与单片机1相连的辅助电路2、光路�？�3、数据 输入输出�？�4。该光路�？�3包括光源稳压控制电路31、全波长单色光光源32、滤光 片组33及与其相连的可用于调节不同波长滤光片的调节旋钮37、多通道比色池34、光电 池组35和信号调理电路36。
全波长单色光光源32、滤光片组33、多通道比色池34和光电池组35依次位于同一 光路上。光源稳压控制电路31的输入端与单片机1相连，电压输出端与单色光光源32 相连，光源稳压控制电路31受单片机1控制，为单色光光源32提供恒定的电压，并控制 全波长单色光光源32的开关。全波长单色光光源32和波光片组33配合产生固定波长的 单色光，照射多通道比色池34中的已显色反应液，光电池组35作为光接收器，用于接收 并检测透过反应液的单色光的光强度，并将光强度信号转换成电信号送入信号调理电路 36。
信号调理电路36的信号输入端与光电池组35相连，信号输出端与单片机1相连。单 片机1及辅助电路部分2用于计算与控制，该辅助电路部分2包括与单片机1相连的电源 控制电路21、实时时钟电路22、数据存储电路23和系统监控电路24。电源控制电路21 为整台仪器提供稳定可靠的电源，实时时钟电路22用于系统计时，数据存储电路23用于 将采集的数据存储在EEPR0M中，系统监控电路24用于监控系统的运行状态。信号调理电 路36将光电池组35产生电信号进行放大整形后输出到单片机1，进行计算处理后将结果输送至数据输入输出部分4。
数据输入输出部分4主要包括RS232/USB接口�？�41和GPRS/GSM接口模块42，用 于与打印机、显示器、键盘、全球卫星定位系统、GSM无线网络等输入输出设备或传输网 络连接，以实现人机交互和进一步的数据收集、整理和分析。
在本实施例中，全波长单色光光源32为至少一个全波长的发光二极管，通过调节旋 钮37选择不同的滤光片，从而得到不同波长的单色光。然而，很容易想到的是，该全波 长单色光光源32也可采用一组单波长的发光二极管代替，而不需要滤光片组33，同样可 得到不同波长的单色光。
该仪器的工作原理是利用茶叶等农产品经超声波并在一定PH条件下快速、高效提�。� 提取液直接或再经过降解处理后，有害成分或其降解物与相应试剂在常温下分别发生特异 反应，生成某种颜色的产物,反应结果的颜色深浅与该指标含量在一定范围内呈线性关系， 利用对应波长的单色光测定其吸光值，结合单片机1内置的标准工作曲线和空白值,仪器 自动计算该指标的浓度。
固态光源虽然因发散角大、辐射能量低、光谱曲线不易匹配等原因阻碍了其在分析仪 器上的采用，但根据光度计检测原理，在各个样品浓度点所测出的吸光度是个相对值，在 每次测量时，只要把空白、样品点一并测出，利用其差值绘制标准曲线就可消除固态光源 的缺陷，因此本实施例采用固定波长或全波长的超高亮度发光二极管这一固态光源。
光电探测元件采用了高灵敏度的光电池组35，其响应波长范围为300至1050nm，光 照特性为线性，频率响应特性在O至100kHz。在电路方面采用光致电压即零偏置工作模 式，这种电路虽然工作频率响应特性较差，长波段灵敏度较低，但在恒定的光照下，为了 光灵敏度和线性度,光电池被应用到最大限度，且仪器各个通道的光源波长都处在中短波, 从而提高仪器的精密度。同时高灵敏度的光电池频带宽，在使用光谱带宽内的检测灵敏度 高，线性范围宽，噪声低或暗电流小、温漂小，同时与之对应的电路简单，故障率低、寿 命长，能满足车载使用要求的抗震性。同时可配套12位的AD转换芯片，以满足模数转换 方面要求。
其仪器控制软件利用芯片供应商提供的开发软件Silicon Laboratories IDE,设计功能强大的、巳包括标准工作曲线的仪器控制软件，其控制界面友好、智能化程度高。由
于本仪器的控制系统较为庞大，采用c语言和汇编语言混合编程，设计出满足仪器功能需
要又方便检测人员使用的界面。其界面采用菜单化管理，人机对话一目了然。只要在样品 预处理完毕，本仪器马上就可检测出相应浓度，从速度与精度方面来看，都比同类仪器高 一个等级。由于系统控制复杂，所包括的功能较多，又要保存大量的测试数据，采用了
64K Flash的大容量单片机。这样控制程序所占用四十几K的内存，又可保存112页各个 项目数据，以备需要查看。
配套的计算机数据处理软件利用供应商提供的无线�？榻涌冢肈elphi和汇编语言 混合开发出数据无线传输软件及数据处理软件，可通过远程接收或与仪器连接接收数据， 以便测试数据交流、汇兑，综合分析给出更全面的评价结论。
软件系统主要有打开文件、保存文件、打印当前、预览当前、打印全部、预览全部、 打开串口、数据接受、退出、保存项目、浏览项目等控键；还要让用户输入监测单位、监 测时间、监测地点、检测人员、受检食品产地或来源、受检食品名称、成批食品数量、抽 样数量、初步处理方式、抽样人、检测人、抽样时间、抽样地点等相关信息；而检测项目、 受检食品种类、检测项目浓度由通信�？榻邮盏降氖莨亓嘤Φ氖菘飧持�。编程尽量 考虑到用户使用软件的方便性，如在主界面把上次填写的监测单位、监测地点、监测人员、 抽样人、检测人等一般不常改变的信息自动填写到窗体上；检测依据国家标准、国家限量 标准等根据所接收的检测项目信息而改变，减少用户的输入工作量。软件形成自己的文件
格式，以便以后导入"茶叶等农产品质量预警系统"的数据库。充分考虑到系统的扩充性 与兼容性。
该仪器专门针对茶叶等农产品安全检测技术的现状进行设计，利用光学分析原理对茶 叶等农产品中各指标含量进行快速检测，实现仪器的数字化、智能化以及适于非专业人员
的现场快速测定。该仪器具有结构简单、浓度直读、人机界面友好、体积小、交直流两用 和操作方便的特点，它能同时进行茶叶等农产品中总氮、有效磷、钾和氯离子含量，且具 有数据存储、査询、结果打印、传输等功能。本仪器适用于工商部门、质量监督部门、农 业部门、茶叶等农产品生产单位等对茶叶等农产品进行快速检测。仪器的分析方法大多采用自主研发的快速检测方法，检测结果与国家标准方法具有很好的相关性，但检测成本和 速度明显优于国标方法和其他仪器方法。
上述仅为本实用新型的具体实施方式
，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利 用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。
权利要求1、茶叶安全快速检测仪，其特征在于包括单片机及其辅助电路、数据输入输出�？楹凸饴纺？椋渲泄饴纺？榘ǹ刹鞑ǔさド獾姆⒐獾ピ⒖晒┓胖靡严陨从σ旱亩嗤ǖ辣壬匾约肮獾绯刈椋梅⒐獾ピ�、多通道比色池、光电池组依次位于同一光路上，该发光单元通过一光源稳压控制电路与单片机连接，该光电池组通过一信号调理电路与单片机连接，数据输出�？橐灿氲テ�。
2、 如权利要示1所述的茶叶安全快速检测仪，其特征在于所述光路�？榈姆⒐獾ピ� 括全波长单色光光源、可活动的滤光片组及调节滤光片组的调节旋钮，全波长单色光 光源发出的光经滤光片组滤光后产生单一波长的单色光。
3、 如权利要示1所述的茶叶安全快速检测仪，其特征在于所述光路�？榈姆⒐獾ピ� 括一组单波长的发光二极管。
4、 如权利要示1所述的茶叶安全快速检测仪，其特征在于所述光源稳压控制电路的输 入端与单片机及其辅助电路相连，电压输出端与发光单元相连；所述信号调理电路的信号输入端与光电池组相连，信号输出端与单片机相连。
5、 如权利要示1所述的茶叶安全快速检测仪，其特征在于所述单片机的辅助电路包括 与单片机相连的电源控制电路、实时时钟电路、数据存储电路和系统监控电路。
6、 如权利要示1所述的茶叶安全快速检测仪，其特征在于所述的数据输入输出�？榘≧S232/USB接口�？�、GPRS/GSM接口�？�、彩色或灰屏液晶显示器、触摸屏或软触 摸按键、针打或热敏型嵌入式微型打印机。
专利摘要茶叶安全快速检测仪，用于快速检测茶叶等农产品的重金属铅、汞、六价铬、镉、砷、有机磷、有机氯、菊酯、三氯杀螨醇、二氧化硫、甲醛、硝酸盐等指标含量，包括单片机及其辅助电路、数据输入输出�？楹凸饴纺？椋渲泄饴纺？榘ǹ刹鞑ǔさド獾姆⒐獾ピ�、可供放置已显色反应液的多通道比色池以及光电池组，该发光单元、多通道比色池、光电池组依次位于同一光路上，该发光单元通过一光源稳压控制电路与单片机连接，该光电池组通过一信号调理电路与单片机连接，数据输出�？橐灿氲テ�。该检测仪可以对多样品、多成份的茶叶等农产品同时进行检测，具有前处理方便、操作简单、检测快速的优点。
文档编号G01N21/78GK201251549SQ20082010286
公开日2009年6月3日 申请日期2008年6月25日 优先权日2008年6月25日
发明者汤新华 申请人:汤新华
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
