專利名稱：一種便攜式可擴展的試紙分析方法及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種便攜式可擴展的試紙分析方法及其設(shè)備，主要用于食品安全快速檢測試 紙的判讀，如農(nóng)藥殘留、亞硝酸鹽、甲醛、工業(yè)堿、牛奶中的尿素等等，屬于食品安全檢測 設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著科技的發(fā)展，化學(xué)農(nóng)藥的大量使用以及食品和水質(zhì)受污染途徑的增多，全球食品安 全形勢越來越嚴峻，對食品和水質(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 級政府和廣大人民群眾的高度關(guān)注。
我國目前的食品安全檢測工作主要由防疫站、疾病控制中心、檢驗檢疫局承擔，這些國 家單位的設(shè)備齊全，實驗室條件較好，因此以往制訂的國標檢測方法的出發(fā)點主要是滿足實 驗室條件下的要求，在方便性上考慮較少，非專業(yè)人員難于操作。傳統(tǒng)的實驗室檢測儀器體 積較大、分析方法復(fù)雜，缺乏通用性，無法達到快速、低成本、便于推廣應(yīng)用的現(xiàn)場檢測要 求。隨著食品安全問題的大面積、快速爆發(fā)，市場上出現(xiàn)了快速檢測食品安全的試紙，如農(nóng) 藥殘留速測卡、工業(yè)堿快速檢測試紙等。這些快速檢測試紙使用方便，基于試紙與待測物反 應(yīng)產(chǎn)生顏色變化的原理，檢測時間快，成本低，頗受廣大用戶的歡迎。但是，不同的人對顏 色變化的差異敏感性不同，對試紙條的顏色變化會產(chǎn)生判斷誤差，導(dǎo)致各人的檢測結(jié)果有差 異。目前市場上只有用于醫(yī)學(xué)檢驗的尿液分析儀，可以連續(xù)檢測多個試劑帶，得到8-12項尿 液指標，但是，用于多種食品安全快速檢測試紙的分析儀還沒有出現(xiàn)，只有一種單一的硝酸 鹽試紙檢測儀。因此，迫切要求發(fā)明一種可以快速讀取多種試紙檢測結(jié)果的分析儀器，以消 除不同的人對顏色變化產(chǎn)生的判斷差異。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單合理，體積小、重量輕、無配件，操作簡便、快捷， 可快速讀取各種反應(yīng)試紙的分析設(shè)備。該設(shè)備無需特殊的檢測環(huán)境溫度，不受外界因素影響、 穩(wěn)定性好、檢測技術(shù)易于掌握、制造成本和檢測成本均較低。主要用于食品安全快速檢測試 紙的判讀，如農(nóng)藥殘留、亞硝酸鹽、甲醛、工業(yè)堿、牛奶中的尿素等。特別適用于各級食品 安全檢測機構(gòu)現(xiàn)場執(zhí)法使用，此外還可用于果、蔬、茶生產(chǎn)基地和農(nóng)貿(mào)批發(fā)銷售市場的現(xiàn)場 檢測以及餐館、食堂、家庭果蔬加工前的安全速測等。
為了達到上述目的，本發(fā)明采用了一種便攜式可擴展的試紙分析設(shè)備，由光學(xué)系統(tǒng)(l)、 放人器(2)、 A/D轉(zhuǎn)換器(3)、微電腦系統(tǒng)(4)和附加電路(5)組成，其結(jié)構(gòu)示意圖見圖1。本發(fā)明的光源采用了可以發(fā)射特定波長的發(fā)光二極管(LED)作為檢測光源，可以根據(jù)不同的檢 測項目選擇相應(yīng)的檢測波長，通過微電腦控制，光源發(fā)出的光照射到試紙條的反應(yīng)區(qū)，由檢 測器測出試紙塊反射光的光量值，由光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)采集這些光量值，并通過微電腦求出反射 率，換算成濃度。
試紙反應(yīng)區(qū)顏色的深淺對光的吸收、發(fā)射是不同的，顏色越深吸光量值越大，反射光量 值越小，則反射率越小；反之，顏色越淺，吸光量值越小，反射光量值越大，則反射率也越 大。即，顏色的深淺與樣品中各種成分的濃度成正比。
本發(fā)明具有如下特點(1)輕巧便攜，操作簡便；(2)開機全自動校準軟硬件(3)精 密的光源軌道設(shè)計，不產(chǎn)生光散射現(xiàn)象；(4)采用數(shù)字式信號處理并有溫度補償功能，使結(jié) 果更加精確；(5)可檢測的試紙多樣化，可擴展，可隨著研發(fā)的進展不斷升級；(6)配備USB 接U，可通過計算機進行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析；(7)自動故障檢測、打印錯誤信息及報警功 能；(8)帶加熱恒溫功能， 一些需要加熱的試紙也可方便應(yīng)用，不需要額外的加熱附件。
總之，本發(fā)明可對快速檢測試紙如農(nóng)藥殘留、亞硝酸鹽、甲醛、工業(yè)堿、牛奶中的尿素 等進行實時實地的分析，具有檢測結(jié)果準確、攜帶方便、實用、成本低、效果好的優(yōu)點，是 一種新型的食品安全快速檢測試紙的分析儀器。


圖1是本發(fā)明一種便攜式可擴展的試紙分析設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本發(fā)明一種便攜式可擴展的試紙分析設(shè)備的系統(tǒng)流程圖。
具體實施方式
實施例1
如圖1所示， 一種便攜式可擴展的試紙分析儀器，主要由光學(xué)系統(tǒng)(l)、放大器(2)、 A/D轉(zhuǎn)換器(3)、微電腦系統(tǒng)(4)和附加電路(5)組成。光源發(fā)出的光照射到試紙條的反應(yīng)區(qū)， 由檢測器測出試紙塊反射光的光量值，由—光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)采集這些光量值，并通過微電腦求出 反射率，換算成濃度，并將結(jié)果顯示在顯示屏上，還可以通過USB接n與計算機相連，進行 數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析。
實施例2
如圖2所示， 一種便攜式可擴展的試紙分析儀器的整個系統(tǒng)流程可分為以下模塊光源 (101)、樣品倉(102)、檢測器(103、 104)、放大器(2)、 A/D轉(zhuǎn)換器(3)、微電腦系統(tǒng)(4)和 附加電路(5)。試紙條的檢測為整個系統(tǒng)的核心。用戶通過鍵盤(403)選擇檢測項目進行測量， 儀器根據(jù)不同的試紙選擇相應(yīng)的檢測波長，檢測器完成試紙條的測量控制、數(shù)據(jù)采集，處理 器負責(zé)完成測量結(jié)果的計算、顯示、保存、査詢以及與PC機的數(shù)據(jù)交換等任務(wù)。
加入檢測試劑后的試紙條放入儀器的檢測部位，通過觸摸彩色液晶屏(402)和鍵盤(403) 選擇檢測項目，選擇檢測項目后，處理器(CPU) (401)根據(jù)選擇的項目，讀取檢測的數(shù)據(jù)，再由CPU處理后在顯示屏顯示出所檢測項目的讀數(shù)。打印機將結(jié)果打印，同時將結(jié)果保存到 儲存器。儀器還設(shè)有USB數(shù)據(jù)接口，可與PC機串口直接連接，由電腦控制發(fā)送不同指令， 儀器根據(jù)接收到不同的指令，完成相應(yīng)的操作，并將不同的數(shù)據(jù)發(fā)送給PC機，由軟件處理 檢測數(shù)據(jù)。 實施例3
使用本設(shè)備進行亞硝酸鹽檢測。首先，將加入檢測樣品的試紙條放入杼品倉，通過鍵盤 選擇檢測項目，儀器根據(jù)所選項目自動決定用藍色光源進行檢測，得到被測試紙的反射率， 并與儀器內(nèi)置的反射率——濃度曲線進行對比，從而得到被測樣品濃度。
實施例4
使用本設(shè)備進行余氯檢測。首先，將加入檢測樣品的試紙條放入紙槽內(nèi)，通過鍵盤選擇 檢測項目，設(shè)備根據(jù)所選項目自動決定用紅色光源進行檢測，得到被測試紙的反射率，并與 設(shè)備內(nèi)置的發(fā)射率——濃度曲線進行對比，從而得到被測樣品濃度。
實施例5
使用本設(shè)備進行農(nóng)殘檢測。農(nóng)殘試紙需要在38t恒溫狀態(tài)下與被測樣品發(fā)生反應(yīng)并顯色。 所以，在進行農(nóng)殘檢測時，將農(nóng)殘試紙放入儀器加熱器上進行加熱，同時滴上被測樣品溶液 進行反應(yīng)，等反應(yīng)記時結(jié)束，設(shè)備做出相應(yīng)提醒。將反應(yīng)完全的試紙從加熱器上取下，放入 樣品倉進行檢測，通過鍵盤選擇檢測項目，設(shè)備根據(jù)所選項目自動決定用黃色光源進行檢測， 得到被測試紙的反射率，并與設(shè)備內(nèi)置的發(fā)射率——濃度曲線進行對比，從而得到被測樣品 濃度。
最后，應(yīng)當指出，以上實施例僅是本發(fā)明較有代表性的例子。顯然，本發(fā)明的方案并不 限于上述的實施例，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)認為是本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1、一種便攜式可擴展的試紙分析方法及其設(shè)備，由光學(xué)系統(tǒng)(1)、放大器(2)、A/D轉(zhuǎn)換器(3)、微電腦系統(tǒng)(4)和附加電路(5)組成；其中，光學(xué)系統(tǒng)由光源(101)、樣品倉(102)、檢測器(103、104)組成，微電腦系統(tǒng)由CPU(401)、顯示屏(402)、鍵盤(403)組成；其特征在于所述試紙分析設(shè)備采用可發(fā)射不同波長的發(fā)光二極管(LED)作為檢測光源(101)，所述檢測光源(101)可根據(jù)不同的試紙選擇相應(yīng)的檢測波長；所述試紙分析儀器通過微電腦系統(tǒng)(5)控制，根據(jù)檢測器測定試紙上的顏色變化，得出試驗結(jié)果。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種便攜式可擴展的試紙分析方法及其設(shè)備，其特征在于所 述分析設(shè)備加入了加熱及溫控裝置，不但可用于部分需要加熱才能正常反應(yīng)的試紙的檢測， 同時也可以用于普通試紙的恒溫，以減少外界溫度變化對試紙產(chǎn)生的影響，使試紙反應(yīng)更準 確，穩(wěn)定。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式可擴展的試紙分析方法及其設(shè)各，其特征在于所述試紙分析設(shè)備一丌機即全自動校準軟硬件。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式可擴展的試紙分析方法及其設(shè)備，其特征在于所述的檢測光源(101)采用精密的光源軌道設(shè)訃，不產(chǎn)生光散射現(xiàn)象。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種便攜式可擴展的試紙分析方法及其設(shè)備，其特征在于所述的微電腦(5)采用數(shù)字式信號控制并設(shè)置有溫度補償功能模塊。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式可擴展的試紙分析方法及其設(shè)備，其特征在于所述試紙分析設(shè)備可分析的試紙能多樣化，應(yīng)用于快速檢測的試紙均可檢測，還可擴展，不斷 進行升級。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式可擴展的試紙分析方法及其設(shè)備，其特征在于所 述設(shè)備具有自動故障檢測及報警功能。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式可擴展的試紙分析方法及其設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備配有USB接口 ，可以通過計算機進行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析。
9、 一種便攜式可擴展的試紙分析方法及其設(shè)備，其特征在下所述的試紙分析方法包括 以下步驟(1) 首先在樣品倉內(nèi)放入空白試紙進行校正，(2) 取出空白試紙，在樣品倉內(nèi)放入滴加檢測樣品的試紙，(3) 光源發(fā)出的光照射在試紙條的反應(yīng)區(qū)，山檢測器測定出試紙塊反射光的光量值，(4) 由光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)采集這些光量值，并通過微電腦求出反射率，換算成濃度。
全文摘要
一種便攜式可擴展的試紙分析設(shè)備，光源發(fā)出的光照射在試紙條的反應(yīng)區(qū)，由檢測器測定出試紙塊反射光的光量值，由光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)采集這些光量值，并通過微電腦求出反射率，換算成濃度，進而得出檢測結(jié)果?？蓪焖贆z測試紙如農(nóng)藥殘留、亞硝酸鹽、甲醛、工業(yè)堿、牛奶中的尿素等進行實時實地進行分析，具有檢測結(jié)果準確、攜帶方便、實用、成本低、效果好的優(yōu)點，特別適用于各級食品安全檢測機構(gòu)現(xiàn)場執(zhí)法使用，也可廣泛應(yīng)用于個人、家庭中的食品安全自檢，還可用于果、蔬、茶生產(chǎn)基地和農(nóng)貿(mào)批發(fā)銷售市場的現(xiàn)場檢測以及餐館、食堂、家庭果蔬加工前的安全速測等。
文檔編號G01N21/77GK101614672SQ20091008949
公開日2009年12月30日 申請日期2009年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月21日
發(fā)明者寬 于, 傅曉春, 劉豐權(quán), 桑華春 申請人:北京智云達科技有限公司