本發(fā)明屬于分析檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種現(xiàn)場快速檢測葡萄酒中有害物質(zhì)的方法。

背景技術(shù)：

葡萄酒以葡萄為原料，經(jīng)發(fā)酵而制成。葡萄酒中含有很多營養(yǎng)物質(zhì)，如糖類、醇類、酸類、無機(jī)鹽、氨基酸及各種維生素。不僅味道甘甜醇美，營養(yǎng)豐富，且具有降低不良膽固醇，促消化、強(qiáng)身、美容等功效，因此受到廣大人民的喜愛。近年來，隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展及人們生活水平的不斷提升，很多家庭選擇自制葡萄酒。葡萄酒的釀造需要經(jīng)過選料、清洗、晾曬、破碎、發(fā)酵、澄清等環(huán)節(jié)，由于葡萄酒在釀造過程中很容易受到雜菌污染，因此每個(gè)環(huán)節(jié)對衛(wèi)生要求非常嚴(yán)格。然而，對于家庭自釀葡萄酒而言，大多數(shù)人全憑經(jīng)驗(yàn)及感覺釀造葡萄酒，對自釀葡萄酒的成分尤其是甲醇及揮發(fā)酸(從文獻(xiàn)得知甲醇及揮發(fā)酸是葡萄酒釀造過程中最容易超標(biāo)的有害物質(zhì))這些有害物質(zhì)的含量是否超標(biāo)無從得知，因此有必要設(shè)計(jì)一種便攜式的甲醇及可揮發(fā)酸檢測裝置，檢測葡萄酒中甲醇及可揮發(fā)酸的含量，以保障人民的生命安全。

甲醇又稱木醇、木酒精，無色、易揮發(fā)、毒性大，甲醇攝入過量會引起頭暈、乏力、視力障礙等中毒癥狀，嚴(yán)重者甚至死亡。傳統(tǒng)的葡萄酒中甲醇的測量方法有：頂空法、激光拉曼光譜法、折射法、氣相色譜法、比色法等。其中頂空法需要色譜分析儀器；拉曼光譜法曲線復(fù)雜難以識別,需拉曼光譜儀器；折射法雖然簡便,但影響因素多難以精確測量；而氣相色譜法需要貴重儀器，而儀器不便于攜帶及現(xiàn)場快速檢測。這些均不適合家用葡萄酒的甲醇及揮發(fā)酸檢測。目前，雖然市面上已有便攜式甲醇及揮發(fā)酸測量儀器，但這些儀器均是只能對單一有害物質(zhì)進(jìn)行測量，且存在不便攜、不快速、價(jià)格較高等缺點(diǎn)，因此有必要研制一種新的現(xiàn)場快速檢測葡萄酒中有害物質(zhì)的方法，為家庭及個(gè)體服務(wù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有方法的不足，提供一種現(xiàn)場快速檢測葡萄酒中有害物質(zhì)的方法。

具體步驟為：

(1)設(shè)置一種便攜式裝置，包括定量樣品提取模塊、信號處理電路模塊、單片機(jī)信號采集系統(tǒng)、電源模塊、觸摸屏模塊和在線存儲模塊。定量樣品提取模塊包括傳感器、液體吸入器按柄、液體吸入器和液體吸入頭；液體吸入器按柄設(shè)置在液體吸入器的上部，液體吸入頭安裝在液體吸入器的下部，傳感器設(shè)置在液體吸入器和液體吸入頭的交界處；信號處理電路模塊包括驅(qū)動(dòng)傳感器電路、濾波放大電路和A/D轉(zhuǎn)換電路；觸摸屏模塊包括觸摸屏電路和觸摸屏；在線存儲模塊上設(shè)置有USB數(shù)據(jù)接口；定量樣品提取模塊中的傳感器連接至驅(qū)動(dòng)傳感器電路的同時(shí)還連接至濾波放大電路，濾波放大電路連接至A/D轉(zhuǎn)換電路，A/D轉(zhuǎn)換電路連接至單片機(jī)信號采集系統(tǒng)，單片機(jī)信號采集系統(tǒng)連接至觸摸屏模塊的同時(shí)還連接至在線存儲模塊；電源模塊包括充電電路、充電電池和輸出電路，充電電路設(shè)置有Micro-USB 充電接口，充電電池通過輸出電路連接信號處理電路模塊、單片機(jī)信號采集系統(tǒng)、在線存儲模塊及觸摸屏模塊。

所述定量樣品提取模塊用于葡萄酒樣品的定量提取，取樣時(shí)，按下液體吸入器按柄，液體吸入器就通過液體吸入頭提取定量體積的樣品，且液體吸入頭能夠更換，方便快速提取不同的樣品；傳感器包括甲醇傳感器和揮發(fā)酸傳感器，甲醇傳感器用于將甲醇的微小變化轉(zhuǎn)換成微弱的電信號，揮發(fā)酸傳感器用于將揮發(fā)酸的微小變化轉(zhuǎn)換成微弱的電信號。

所述驅(qū)動(dòng)傳感器電路用于為傳感器提供工作電源，濾波放大電路用于將傳感器上微弱的電信號進(jìn)行放大、去噪和濾波，A/D轉(zhuǎn)換電路用于將放大、去噪和濾波后的電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后輸入單片機(jī)信號采集系統(tǒng)。

所述單片機(jī)信號采集系統(tǒng)采用可編程的開發(fā)板制成，該系統(tǒng)用于收集信號處理電路模塊輸出的數(shù)字信號，并對收集到的數(shù)字信號進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)換成觸摸屏模塊中觸摸屏能夠顯示的形式，同時(shí)為在線存儲模塊提供接口支持。

所述觸摸屏為人機(jī)交互界面，操作人員能夠通過觸摸屏上的軟件進(jìn)行各項(xiàng)功能操作，包括測量、保存、返回、導(dǎo)出測量結(jié)果和對比葡萄酒國家標(biāo)準(zhǔn)限定值，觸摸屏電路為觸摸屏提供電路支持。

所述在線存儲模塊用于存儲測量結(jié)果，能夠?qū)y量結(jié)果通過USB數(shù)據(jù)接口存儲在U盤中或?qū)С?，方便記錄、統(tǒng)計(jì)和匯總。

所述充電電路設(shè)置有Micro-USB充電接口，能夠插入便攜式充電器，用于為充電電池充電，充電電池通過輸出電路為信號處理電路模塊、單片機(jī)信號采集系統(tǒng)、在線存儲模塊及觸摸屏模塊進(jìn)行供電。

(2)對步驟(1)設(shè)置的便攜式裝置開通電路，電源模塊的充電電池通過輸出電路為信號處理電路模塊、單片機(jī)信號采集系統(tǒng)、在線存儲模塊及觸摸屏模塊進(jìn)行供電；觸摸屏模塊中的觸摸屏電路為觸摸屏供電，觸摸屏處于系統(tǒng)初始化界面，并進(jìn)行按鍵掃描；按下液體吸入器上部的液體吸入器按柄，液體吸入頭中就會吸取定量的葡萄酒樣品，點(diǎn)擊觸摸屏上的測量按鈕，進(jìn)入測量界面，驅(qū)動(dòng)傳感器電路使傳感器開始工作，傳感器感應(yīng)到葡萄酒樣品中的甲醇及揮發(fā)酸后，產(chǎn)生穩(wěn)定的電信號，該電信號進(jìn)入信號處理電路模塊，經(jīng)濾波放大電路進(jìn)行放大、去噪及濾波處理，然后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行轉(zhuǎn)換，變成單片機(jī)信號采集系統(tǒng)所需要的數(shù)字信號；單片機(jī)信號采集系統(tǒng)對A/D轉(zhuǎn)換電路輸入的數(shù)字信號進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)變成測量結(jié)果顯示在觸摸屏模塊的觸摸屏上，同時(shí)觸摸屏上顯示葡萄酒中甲醇及揮發(fā)酸的國家標(biāo)準(zhǔn)限定值，從而自動(dòng)做出甲醇及揮發(fā)酸是否超標(biāo)的判斷，然后測量結(jié)果由在線存儲模塊通過USB數(shù)據(jù)接口存儲在U盤上或?qū)С觯划?dāng)測量下一個(gè)樣品時(shí)，更換液體吸入頭，并使觸摸屏回到測量界面，重復(fù)測量過程，當(dāng)充電電池電量較小時(shí)，通過充電電路上設(shè)置的Micro-USB充電接口接入便攜式充電器，為充電電池充電，以保證測量快速進(jìn)行。

(3)完成步驟(2)，即實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場快速檢測葡萄酒中有害物質(zhì)。

本發(fā)明方法操作簡單便捷，且所用的便攜式裝置使用方便、響應(yīng)速度快、測量精度高、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、防水、防爆、維護(hù)方便，本方法從根本上解決了葡萄酒中甲醇及揮發(fā)酸現(xiàn)場快速測定的難題，并大大地提高了現(xiàn)場檢測速度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中使用的便攜式裝置的總體框圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中使用的便攜式裝置的外觀正面圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中使用的便攜式裝置的外觀背面圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例中使用的便攜式裝置的定量樣品提取模塊的外觀圖。

圖中標(biāo)記：1-Micro-USB充電接口；2-USB數(shù)據(jù)接口；3-電源開關(guān)；4-液體吸入器按柄；5-液體吸入器；6-傳感器；7-液體吸入頭；8-觸摸屏；9-Home鍵；10-返回鍵。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例中所用軟件的主程序流程圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例：

(1)如圖1所示，設(shè)置一種便攜式裝置，包括定量樣品提取模塊、信號處理電路模塊、單片機(jī)信號采集系統(tǒng)、電源模塊、觸摸屏模塊和在線存儲模塊；定量樣品提取模塊包括傳感器6、液體吸入器按柄4、液體吸入器5和液體吸入頭7；液體吸入器按柄4設(shè)置在液體吸入器5的上部，液體吸入頭7安裝在液體吸入器5的下部，傳感器6設(shè)置在液體吸入器5和液體吸入頭7的交界處；信號處理電路模塊包括驅(qū)動(dòng)傳感器電路、濾波放大電路和A/D轉(zhuǎn)換電路；觸摸屏模塊包括觸摸屏電路和觸摸屏8；在線存儲模塊上設(shè)置有USB數(shù)據(jù)接口2；定量樣品提取模塊中的傳感器6連接至驅(qū)動(dòng)傳感器電路的同時(shí)還連接至濾波放大電路，濾波放大電路連接至A/D轉(zhuǎn)換電路，A/D轉(zhuǎn)換電路連接至單片機(jī)信號采集系統(tǒng)，單片機(jī)信號采集系統(tǒng)連接至觸摸屏模塊的同時(shí)還連接至在線存儲模塊；電源模塊包括充電電路、充電電池和輸出電路，充電電路設(shè)置有Micro-USB 充電接口1，充電電池通過輸出電路連接信號處理電路模塊、單片機(jī)信號采集系統(tǒng)、在線存儲模塊及觸摸屏模塊。如圖2、3和4所示，該便攜式現(xiàn)場快速檢測裝置上還設(shè)置有電源開關(guān)3、Home鍵9和返回鍵10。

所述定量樣品提取模塊用于葡萄酒樣品的定量提取，取樣時(shí)，按下液體吸入器按柄4，液體吸入器5就通過液體吸入頭7提取定量體積的樣品，且液體吸入頭7能夠更換，方便快速提取不同的樣品；傳感器6包括甲醇傳感器和揮發(fā)酸傳感器，甲醇傳感器用于將甲醇的微小變化轉(zhuǎn)換成微弱的電信號，揮發(fā)酸傳感器用于將揮發(fā)酸的微小變化轉(zhuǎn)換成微弱的電信號。

所述驅(qū)動(dòng)傳感器電路用于為傳感器6提供工作電源，濾波放大電路用于將傳感器6上微弱的電信號進(jìn)行放大、去噪和濾波，A/D轉(zhuǎn)換電路用于將放大、去噪和濾波后的電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后輸入單片機(jī)信號采集系統(tǒng)。

所述單片機(jī)信號采集系統(tǒng)采用可編程的開發(fā)板制成，該系統(tǒng)用于收集信號處理電路模塊輸出的數(shù)字信號，并對收集到的數(shù)字信號進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)換成觸摸屏模塊中觸摸屏8能夠顯示的形式，同時(shí)為在線存儲模塊提供接口支持。

所述觸摸屏8為人機(jī)交互界面，操作人員能夠通過觸摸屏8上的軟件進(jìn)行各項(xiàng)功能操作，包括測量、保存、返回、導(dǎo)出測量結(jié)果和對比葡萄酒國家標(biāo)準(zhǔn)限定值，觸摸屏電路為觸摸屏8提供電路支持。

所述在線存儲模塊用于存儲測量結(jié)果，能夠?qū)y量結(jié)果通過USB數(shù)據(jù)接口2存儲在U盤中或?qū)С觯奖阌涗?、統(tǒng)計(jì)和匯總。

所述Micro-USB充電接口1能夠接入便攜式充電器，用于為充電電池充電，充電電池通過輸出電路為信號處理電路模塊、單片機(jī)信號采集系統(tǒng)、在線存儲模塊及觸摸屏模塊進(jìn)行供電。

(2)打開電源開關(guān)3，電源模塊的充電電池通過輸出電路為信號處理電路模塊、單片機(jī)信號采集系統(tǒng)、在線存儲模塊及觸摸屏模塊進(jìn)行供電。觸摸屏模塊中的觸摸屏電路為觸摸屏8供電，并使觸摸屏8處于系統(tǒng)初始化界面，進(jìn)行按鍵掃描。按下液體吸入器5上部的液體吸入器按柄4，液體吸入頭7中就會吸取定量葡萄酒樣品，點(diǎn)擊觸摸屏8上的測量按鈕，進(jìn)入測量界面，驅(qū)動(dòng)傳感器電路使傳感器6開始工作，傳感器6的電極表層加入薄電解層，且表面增加毛細(xì)型的針孔，以提高測量精度。傳感器6感應(yīng)到葡萄酒樣品中的甲醇及揮發(fā)酸后，發(fā)生化學(xué)變化，產(chǎn)生穩(wěn)定的電信號，該電信號進(jìn)入信號處理電路模塊，經(jīng)濾波放大電路進(jìn)行放大、去噪及濾波處理，然后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行轉(zhuǎn)換，變成單片機(jī)信號采集系統(tǒng)所需要的數(shù)字信號。單片機(jī)信號采集系統(tǒng)對A/D轉(zhuǎn)換電路輸入的數(shù)字信號進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)變成測量結(jié)果顯示在觸摸屏模塊的觸摸屏8上，同時(shí)觸摸屏8上顯示葡萄酒中甲醇及揮發(fā)酸的國家標(biāo)準(zhǔn)限定值，從而自動(dòng)做出甲醇及揮發(fā)酸是否超標(biāo)的判斷，然后測量結(jié)果由在線存儲模塊通過USB數(shù)據(jù)接口2存儲在U盤上。當(dāng)測量下一個(gè)樣品時(shí)，更換液體吸入頭7，按Home鍵9直接回到測量界面，或者重復(fù)按返回鍵10逐步回到測量界面，當(dāng)充電電池電量較小時(shí)，通過充電電路上設(shè)置的Micro-USB充電接口1接入便攜式充電器，為充電電池充電，以保證測量快速進(jìn)行。

(3)完成步驟(2)，即實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場快速檢測葡萄酒中有害物質(zhì)。

本實(shí)施例中使用的軟件的主程序的流程圖如圖5所示，該軟件開發(fā)使用Keil4 for ARM，編程語言是C 語言。Keil 開發(fā)軟件提供C 語言、匯編語言編譯器，且提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。易學(xué)易會，操作方便。