专利名称：用于检测水果表面农药残留的旋转定位装置及检测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及农药检测技术领域，特别涉及一种用于检测水果表面农药残留的旋转定位装置及检测系统。
背景技术：
农药一般是指用于防止危害农作物及农副产品的病虫害、杂草及其他有害生物的化学药剂的统称，是重要的农业产生资料。由于人口的增长，耕地资源的紧张，我国对农药的生产与使用的需求有增无减。据统计，我国有15个以上省份必须大量使用农药。但是，由于长期大量的使用，农药微量或痕量的残留在果蔬表面，极易对人体产生急性或慢性的毒害。有研究表明，长期食用有农药残留的水果、蔬菜，不仅会影响人体各种生理活性的功能，还会对人体其它系统机能结构构成潜在的�：Γ踔粱峤档突宓拿庖吖δ埽赡芤鹬掳�、致畸、致突变的“三致”作用。因此，对农药进行及时、准确、灵敏的监控和检测，成为我们亟待解决的问题。目前的农药残留检测方法主要分为三类生物测定技术、理化检测方法和快速检测法。其中生物测定技术对指示生物要求较高，测定结果不能确定农药品种；理化检测方法精度虽高，但是操作过程繁琐且耗时长，不能满足在线检测的需要。近年来快速检测法发展较快，如酶抑制法、免疫快速检测法、生物传感器技术等，但是这些方法也存在灵敏度低或成本高的问题。基于拉曼技术的农药残留快速、可靠、非破坏检测技术，取代传统的取样检查方法，解决常规检测手法所不能解决的检测时间长、用工量大、破坏样品等问题，实现果蔬产品的高通量、实时逐一安全检测评估，有效解决我国农产品安全问题，保障消费者安全和我国农产品国际竞争力，对我国农产品生产向优质化、安全化方向发展具有极其重要的作用。但是，由于目前没有一种合适的旋转定位装置承载待测样品，导致检测过程时间长、工作量大，并且精度不高。
发明内容
(一 )要解决的技术问题本发明要解决的技术问题是如何提供一种用于检测水果表面农药残留的旋转定位装置及检测系统，以减少检测时间，降低检测工作量，提高检测精度。( 二 )技术方案为解决上述技术问题，本发明还提供一种用于检测水果表面农药残留的旋转定位装置，其包括底板、固定架、活动架和弹簧；所述底板的上部设置有底立柱；所述固定架与所述底板固定连接，并且所述固定架的上部设置有用于通过激发光的通孔； 所述活动架的上部设置有用于带动待测样品转动的滚轮，下部设置有与所述底立柱相匹配的套管；所述套管套设在所述底立柱上，并且所述套管的外侧设置有定位螺母；所述弹簧套设在所述套管的外部，并且设置在所述底板和所述定位螺母之间。优选地，所述装置还包括控制器；所述控制器设置在所述活动架的上部，用于控制所述滚轮转动。优选地，所述固定架包括两个立杆和一个横杆；所述两个立杆对称设置在所述底立柱的两侧，所述两个立杆的内侧均设置有凹槽；所述横杆设置在所述两个立杆的上部。优选地，所述横杆的中部呈凹面向下的圆盘状，所述通孔设置在所述圆盘状的中 央。优选地，所述活动架的上部还包括一个横板和两个对称设置在所述横板的上部两侧的立板；所述滚轮设置在所述两个立板之间。优选地，所述两个立板的外侧均设置有与所述两个立杆上的凹槽相匹配的凸起。优选地，所述滚轮为两个，并且所述两个滚轮平行设置在所述两个立板之间。本发明还提供一种包括所述旋转定位装置的检测系统，其还包括激发装置、信号检测装置和信号处理装置；所述激发装置，用于将输出的激发光通过所述旋转定位装置的通孔引导至待测样品表面，并接收所述待测样品产生的带有样品信息的拉曼散射信号；所述信号检测装置连接所述激发装置，用于将所述拉曼散射信号转换为光谱图像，并将所述光谱图像转换为数字电信号；所述信号处理装置连接所述信号检测装置，用于对所述数字电信号进行处理，以确定所述待测样品表面的农药种类及浓度大小。优选地，所述激发装置包括激光器、Y型光纤和拉曼探针；所述激光器连接所述Y型光纤的第一端，用于产生激发光；所述Y型光纤的第二端连接所述拉曼探针，第三端连接所述信号检测装置；所述Y型光纤用于将所述激发光引导至所述拉曼探针，并将所述拉曼探针接收的拉曼散射信号发送至所述信号检测装置；所述拉曼探针用于将所述激发光通过所述旋转定位装置的通孔引导至待所述待测样品表面，并接收所述待测样品在所述激发光的激发作用下产生的拉曼散射信号。优选地，所述信号检测装置包括拉曼分光仪和CXD相机；所述拉曼分光仪连接所述Y型光纤的第三端和所述CCD相机，用于将所述拉曼散射信号转换为光谱图像；所述CXD相机连接所述信号处理装置，用于将所述光谱图像转换为数字电信号，并将所述数字电信号发送给所述信号处理装置。(三)有益效果 本发明的检测水果表面农药残留的旋转定位装置及检测系统，可以方便快捷地对苹果、梨子、橙子、桔子等多种曲面不规则的水果表面进行逐点扫描，有效保证拉曼探针到水果表面的工作距离一定，减少扫描误差，从而以较少的检测时间、较低的检测工作量和更高的检测精度实现了对水果表面农药残留的无损检测。
图I是本发明实施例所述用于检测水果表面农药残留的旋转定位装置的结构示意图；图2是本发明所述用于检测水果表面农药残留的检测系统的模块结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。图I是本发明实施例所述用于检测水果表面农药残留的旋转定位装置的结构示意图。如图I所示，所述旋转定位装置包括底板110、固定架、活动架、弹簧140和控制器150。所述底板110的上部中央设置有底立柱111。 所述固定架进一步包括两个立杆120和一个横杆121。所述两个立杆120对称设置在所述底立柱111的两侧，与所述底板110固定连接；所述横杆121设置在所述两个立杆120的上部。所述两个立杆120的内侧均设置有凹槽。所述横杆121的中部呈凹面朝下的圆盘状，并且在所述圆盘状结构的中央设置有通孔122，所述通孔122也位于所述横杆121的正中央。所述活动架的上部呈凹字形，包括一个横板130和两个对称设置在所述横板130的上部两侧的立板131 ;所述活动架的下部中央设置有与所述底立柱111相匹配的套管132，所述套管132套设在所述底立柱111上，所述套管132的外侧通过螺纹连接定位螺母133。所述两个立板131的外侧均设置有与所述两个立杆120的凹槽相匹配的凸起，所述活动架能够沿所述凹槽上下滑动。所述活动架还包括两个滚轮134，所述两个滚轮134平行设置在所述两个立板131之间，与所述两个立板131转动连接。待测样品160放置在所述两个滚轮134的上部，并且在所述两个滚轮134的带动下转动。所述弹簧140套设在所述套管132的外部，并且设置在所述底板110和所述定位螺母133之间。所述控制器150设置在所述活动架的上部的内侧，用于控制所述两个滚轮134转动。所述控制器150包括用于驱动所述两个滚轮134转动的电机，以及决定所述电机旋转速度等参数的控制单元。图2是本发明所述用于检测水果表面农药残留的检测系统的�？榻峁故疽馔�。如图2所示，所述检测系统包括所述旋转定位装置100、激发装置200、信号检测装置300和信号处理装置400。所述激发装置200进一步包括激光器210、Y型光纤220和拉曼探针230。所述信号检测装置300进一步包括拉曼分光仪310和CCD (Charge-coupled Device,电荷耦合元件)相机320。所述激光器210连接所述Y型光纤220的第一端，用于产生激发光。所述Y型光纤220的第二端连接所述拉曼探针230，第三端连接所述信号检测装置300中的拉曼分光仪310。所述Y型光纤220用于将所述激发光引导至所述拉曼探针230，并将所述拉曼探针230接收的拉曼散射信号发送至所述拉曼分光仪310。所述拉曼探针230用于将所述激发光通过所述旋转定位装置100的横杆121上的通孔122引导至所述待测样品160表面，并接收所述待测样品160在所述激发光的激发作用下产生的拉曼散射信号。所述拉曼分光仪310还连接所述CCD相机320，用于将所述拉曼散射信号转换为光谱图像后发送给所述CXD相机320。
所述CXD相机320连接所述信号处理装置400，用于将所述光谱图像转换为数字电信号，并将所述数字电信号发送给所述信号处理装置400。所述信号处理装置400通过内置运算模型对所述数字电信号进行处理，以确定所述待测样品160表面的农药种类及浓度大小。需要说明的是，由于本发明实施例重点不在于如何建立确定农药种类及浓度大小的运算模型，因此，在此不对如何建立确定农药种类及浓度大小的具体方法进行详细说明，本领域技术人员可根据现有技术选择建立合适的模型，从而确定农药的种类及浓度大小。下面结合本发明实施例所述检测系统对所述旋转定位装置的工作过程补充说明如下将待测样品160放置于所述两个滚轮134的上部，调节所述定位螺母133到合适位置，使所述待测样品160表面贴于所述横杆121上的圆盘状结构的凹面，然后固定所述定位螺母133 ;接下来启动所述控制器150使所述两个滚轮134带动所述待测样品160以一定的速度按照“旋转一暂停一旋转”的模式转动，此时由于所述弹簧140的缓冲作用，可保证所述待测样品160在旋转过程中一直贴近所述圆盘状结构的凹面，所述待测样品160表面到所述圆盘状结构上的通孔122的上沿的距离一定；在所述待测样品160旋转过程中，所述拉曼探针230通过所述通孔122将激发光引导至所述待测样品160的表面，并接收所述待测样品160在所述激发光的激发作用下产生的拉曼散射信号(后续处理步骤前文已经描述，在此不再赘述)。可以看到，所述旋转定位装置100有效保证了所述拉曼探针230到所述待测样品160表面的工作距离一定，减少了扫描误差。本发明实施例所述用于检测水果表面农药残留的旋转定位装置及检测系统，可以方便快捷地对苹果、梨子、橙子、桔子等多种曲面不规则的水果表面进行逐点扫描，有效保证拉曼探针到水果表面的工作距离一定，减少扫描误差，从而以较少的检测时间、较低的检测工作量和更高的检测精度实现了对水果表面农药残留的无损检测。以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
权利要求
1.一种用于检测水果表面农药残留的旋转定位装置，其特征在于，包括底板、固定架、活动架和弹簧； 所述底板的上部设置有底立柱； 所述固定架与所述底板固定连接，并且所述固定架的上部设置有用于通过激发光的通孔； 所述活动架的上部设置有用于带动待测样品转动的滚轮，下部设置有与所述底立柱相匹配的套管；所述套管套设在所述底立柱上，并且所述套管的外侧设置有定位螺母； 所述弹簧套设在所述套管的外部，并且设置在所述底板和所述定位螺母之间。
2.如权利要求I所述的旋转定位装置，其特征在于，所述装置还包括控制器；所述控制器设置在所述活动架的上部，用于控制所述滚轮转动。
3.如权利要求I所述的旋转定位装置，其特征在于，所述固定架包括两个立杆和一个横杆；所述两个立杆对称设置在所述底立柱的两侧，所述两个立杆的内侧均设置有凹槽；所述横杆设置在所述两个立杆的上部。
4.如权利要求3所述的旋转定位装置，其特征在于，所述横杆的中部呈凹面向下的圆盘状，所述通孔设置在所述圆盘状的中央。
5.如权利要求3所述的旋转定位装置，其特征在于，所述活动架的上部还包括一个横板和两个对称设置在所述横板的上部两侧的立板；所述滚轮设置在所述两个立板之间。
6.如权利要求5所述的旋转定位装置，其特征在于，所述两个立板的外侧均设置有与所述两个立杆上的凹槽相匹配的凸起。
7.如权利要求5所述的旋转定位装置，其特征在于，所述滚轮为两个，并且所述两个滚轮平行设置在所述两个立板之间。
8.一种包括权利要求I至7之一所述旋转定位装置的检测系统，其特征在于，所述检测系统还包括激发装置、信号检测装置和信号处理装置； 所述激发装置，用于将输出的激发光通过所述旋转定位装置的通孔引导至待测样品表面，并接收所述待测样品产生的带有样品信息的拉曼散射信号； 所述信号检测装置连接所述激发装置，用于将所述拉曼散射信号转换为光谱图像，并将所述光谱图像转换为数字电信号； 所述信号处理装置连接所述信号检测装置，用于对所述数字电信号进行处理，以确定所述待测样品表面的农药种类及浓度大小。
9.如权利要求8所述的检测系统，其特征在于，所述激发装置包括激光器、Y型光纤和拉曼探针； 所述激光器连接所述Y型光纤的第一端，用于产生激发光； 所述Y型光纤的第二端连接所述拉曼探针，第三端连接所述信号检测装置；所述Y型光纤用于将所述激发光引导至所述拉曼探针，并将所述拉曼探针接收的拉曼散射信号发送至所述信号检测装置； 所述拉曼探针用于将所述激发光通过所述旋转定位装置的通孔引导至待所述待测样品表面，并接收所述待测样品在所述激发光的激发作用下产生的拉曼散射信号。
10.如权利要求9所述的检测系统，其特征在于，所述信号检测装置包括拉曼分光仪和CXD相机；所述拉曼分光仪连接所述Y型光纤的第三端和所述CCD相机，用于将所述拉曼散射信号转换为光谱图像； 所述CCD相机连接所述信号处理装置，用于将所述光谱图像转换为数字电信号，并将所述数字电信号发送给所述信号处理装置。
全文摘要
本发明公开了一种用于检测水果表面农药残留的旋转定位装置及检测系统，涉及农药检测领域。所述旋转定位装置包括底板、固定架、活动架和弹簧；所述底板的上部设置有底立柱；所述固定架与所述底板固定连接，并且所述固定架的上部设置有用于通过激发光的通孔；所述活动架的上部设置有用于带动待测样品转动的滚轮，下部设置有与所述底立柱相匹配的套管；所述套管套设在所述底立柱上，并且所述套管的外侧设置有定位螺母；所述弹簧套设在所述套管的外部，并且设置在所述底板和所述定位螺母之间。所述旋转定位装置及检测系统，以较少的检测时间、较低的检测工作量和更高的检测精度实现了对水果表面农药残留的无损检测。
文档编号G01N21/01GK102645405SQ20121008904
公开日2012年8月22日 申请日期2012年3月29日 优先权日2012年3月29日
发明者孙云云, 彭彦昆, 李永玉, 萨科, 陈菁菁 申请人:中国农业大学
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