本發(fā)明基于點目標頻譜檢測的農(nóng)藥殘留檢測裝置屬于食品安全、農(nóng)藥檢測技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展使農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)越來越依賴于農(nóng)藥等外源物質(zhì)。我國農(nóng)藥在農(nóng)產(chǎn)品的用量居高不下，而這些物質(zhì)的不合理使用必將導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品中的農(nóng)藥殘留超標，影響消費者食用安全，嚴重時會造成消費者致病、發(fā)育不正常，甚至直接導(dǎo)致中毒死亡。農(nóng)藥殘留超標也會影響農(nóng)產(chǎn)品的貿(mào)易，使中國農(nóng)產(chǎn)品出口面臨嚴峻的挑戰(zhàn)?？刂妻r(nóng)藥殘留量，無論對于食品安全，還是對于國家形象，都具有重大意義，而控制農(nóng)藥殘留的首要方法就是進行農(nóng)藥殘留檢測。

傳統(tǒng)的農(nóng)藥檢測方法是GC/MS檢測法，但是傳統(tǒng)的GC/MS等農(nóng)殘分析技術(shù)檢測成本高、時間長，給食品安全監(jiān)管部門對農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后的監(jiān)督工作帶來了許多不便，這個問題催生出大量的快速農(nóng)藥殘留的檢測技術(shù)，常見的有化學(xué)速測法、免疫分析法、酶抑制法和活體檢測法等。

化學(xué)速測法，主要根據(jù)氧化還原反應(yīng)，水解產(chǎn)物與檢測液作用變色，用于有機磷農(nóng)藥的快速檢測，但是靈敏度低，使用局限性，且易受還原性物質(zhì)干擾。

免疫分析法，主要有放射免疫分析和酶免疫分析，最常用的是酶聯(lián)免疫分析（ELISA），基于抗原和抗體的特異性識別和結(jié)合反應(yīng)，對于小分子量農(nóng)藥需要制備人工抗原，才能進行免疫分析。

酶抑制法，是研究最成熟、應(yīng)用最廣泛的快速農(nóng)殘檢測技術(shù)，主要根據(jù)有機磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥對乙酰膽堿酶的特異性抑制反應(yīng)。

活體檢測法，主要利用活體生物對農(nóng)藥殘留的敏感反應(yīng)，例如給家蠅喂食樣品，觀察死亡率來判定農(nóng)殘量。該方法操作簡單，但定性粗糙、準確度低，對農(nóng)藥的適用范圍窄。

從農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)的發(fā)展歷史來看，隨著技術(shù)手段的不斷進步，還會有更多新方法出現(xiàn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了檢測農(nóng)藥殘留，本發(fā)明公開了一種基于點目標頻譜檢測的農(nóng)藥殘留檢測裝置，提供了一種全新的農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)手段。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：

基于點目標頻譜檢測的農(nóng)藥殘留檢測裝置，在內(nèi)表面設(shè)置有黑色絨布的暗箱中依次放置儲液倉、針孔陣列板、傅里葉透鏡和圖像傳感器；

所述儲液倉相對于光軸傾斜放置，儲液倉的外側(cè)設(shè)置有向垂直于光軸平面投影為圓形的孔，與光軸方向平行的平行光從孔外側(cè)向儲液倉中照射，儲液倉的內(nèi)側(cè)設(shè)置有能夠移動的透明調(diào)整板，所述透明調(diào)整板具有兩個移動位，儲液倉內(nèi)部裝有農(nóng)藥殘留提取液；

所述針孔陣列板垂直于光軸方向固定放置，針孔陣列板上分布有多個縱橫方向排列的針孔，相鄰兩個針孔之間的距離相等，且不小于孔向垂直于光軸平面投影的直徑；

所述傅里葉透鏡垂直于光軸方向固定放置，且針孔陣列板位于傅里葉透鏡的第一焦面位置；

所述圖像傳感器垂直于光軸方向固定放置，且位于傅里葉透鏡的第二焦面位置；

與光軸方向平行的平行光從孔外側(cè)向儲液倉中照射，由于受農(nóng)藥殘留提取液的作用發(fā)生折射，從儲液倉出射的光束為相對于入射平行光存在橫向位移的平行光，出射平行光將針孔陣列板中的一個針孔照亮，被照亮的針孔與圖像傳感器為空頻關(guān)系，進而在圖像傳感器上得到針孔的頻譜。

一種在上述基于點目標頻譜檢測的農(nóng)藥殘留檢測裝置上實現(xiàn)的基于點目標頻譜檢測的農(nóng)藥殘留檢測方法，包括以下步驟：

步驟a、用透明溶劑提取農(nóng)藥殘留，形成以農(nóng)藥為溶質(zhì)、透明溶劑為溶劑的溶液；

步驟b、將步驟a得到的溶液倒入儲液倉中；

步驟c、用與光軸方向平行的平行光從孔外側(cè)向儲液倉中照射；

步驟d、用圖像傳感器觀測是否有針孔被點亮，如果：

有針孔被點亮，儲液倉中的透明調(diào)整板保持目前的移動位，進入步驟e；

無針孔被點亮，將儲液倉中的透明調(diào)整板調(diào)整到另一個移動位，使有針孔被點亮，進入步驟e；

步驟e、得到圖像傳感器上光斑的大小或/和位置；

步驟f、根據(jù)步驟e得到的圖像傳感器上光斑的大小或/和位置，判斷被點亮的是針孔陣列板上的哪一個針孔；

步驟g、根據(jù)被點亮的針孔坐標，判斷儲液倉出射平行光相對于入射平行光的橫向位移；

步驟h、根據(jù)步驟g得到的橫向位移，結(jié)合儲液倉中透明調(diào)整板的移動位，得到溶液的折射率；

步驟i、根據(jù)溶液的折射率，得到農(nóng)藥殘留量。

上述基于點目標頻譜檢測的農(nóng)藥殘留檢測方法，

步驟f所述的光斑的大小或/和位置與被點亮的是針孔陣列板上的哪一個針孔之間的對應(yīng)關(guān)系，通過標定的方法得到；

步驟g所述的針孔坐標與橫向位移之間的對應(yīng)關(guān)系，通過標定的方法得到；

步驟h所述的橫向位移與折射率之間的對應(yīng)關(guān)系，通過標定的方法得到；

步驟i所述的折射率與農(nóng)藥殘留量之間的對應(yīng)關(guān)系，通過標定的方法得到。

有益效果：

第一、本發(fā)明發(fā)現(xiàn)了農(nóng)藥溶液濃度不同時，會改變?nèi)芤赫凵渎实奶匦?，發(fā)明了一種基于點目標頻譜檢測的農(nóng)藥殘留檢測裝置與檢測方法，提供了一種全新的農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)手段。

第二、在本發(fā)明裝置中，采用暗箱，并在暗箱內(nèi)表面設(shè)置有黑色絨布，可以對暗箱內(nèi)雜散光進行吸收，降低噪聲干擾。

第三、在本發(fā)明裝置中，儲液倉相對于光軸傾瀉放置，是實現(xiàn)平行光發(fā)生橫向位置的關(guān)鍵設(shè)計，為農(nóng)藥殘留檢測奠定關(guān)鍵技術(shù)。

第四、在本發(fā)明裝置中，透明調(diào)整板具有兩個移動位，是避免在特定折射率情況下，從儲液倉出射的平行光恰好打到針孔陣列板的兩個針孔之間。

第五、本發(fā)明在操作的時候只需要點亮平行光和最多一步調(diào)整透明調(diào)整板位置的操作，操作過程十分簡單，非專業(yè)人員也能夠操作，大大增加了裝置的適用范圍。

第六、本發(fā)明在標定后，光斑的大小或/和位置都可以通過計算機視覺技術(shù)直接獲得，而通過光斑的大小或/和位置又能直接得到農(nóng)藥殘留量，省去一切中間計算環(huán)節(jié)，同樣非專業(yè)人員就能夠操作，大大增加了裝置的適用范圍。

附圖說明

圖1是本發(fā)明基于點目標頻譜檢測的農(nóng)藥殘留檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1儲液倉、2針孔陣列板、3傅里葉透鏡、4圖像傳感器。

具體實施方式

具體實施例一

本實施例是基于點目標頻譜檢測的農(nóng)藥殘留檢測裝置的實施例。

本實施例的基于點目標頻譜檢測的農(nóng)藥殘留檢測裝置，結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，該檢測裝置在內(nèi)表面設(shè)置有黑色絨布的暗箱中依次放置儲液倉1、針孔陣列板2、傅里葉透鏡3和圖像傳感器4；

所述儲液倉1相對于光軸傾斜放置，儲液倉1的外側(cè)設(shè)置有向垂直于光軸平面投影為圓形的孔，與光軸方向平行的平行光從孔外側(cè)向儲液倉1中照射，儲液倉1的內(nèi)側(cè)設(shè)置有能夠移動的透明調(diào)整板，所述透明調(diào)整板具有兩個移動位，儲液倉1內(nèi)部裝有農(nóng)藥殘留提取液；

所述針孔陣列板2垂直于光軸方向固定放置，針孔陣列板2上分布有多個縱橫方向排列的針孔，相鄰兩個針孔之間的距離相等，且不小于孔向垂直于光軸平面投影的直徑；

所述傅里葉透鏡3垂直于光軸方向固定放置，且針孔陣列板2位于傅里葉透鏡3的第一焦面位置；

所述圖像傳感器4垂直于光軸方向固定放置，且位于傅里葉透鏡3的第二焦面位置；

與光軸方向平行的平行光從孔外側(cè)向儲液倉1中照射，由于受農(nóng)藥殘留提取液的作用發(fā)生折射，從儲液倉1出射的光束為相對于入射平行光存在橫向位移的平行光，出射平行光將針孔陣列板2中的一個針孔照亮，被照亮的針孔與圖像傳感器4為空頻關(guān)系，進而在圖像傳感器4上得到針孔的頻譜。

具體實施例二

本實施例是基于點目標頻譜檢測的農(nóng)藥殘留檢測方法的實施例。

本實施例的基于點目標頻譜檢測的農(nóng)藥殘留檢測方法，在具體實施例一所述基于點目標頻譜檢測的農(nóng)藥殘留檢測裝置上實現(xiàn)，該基于點目標頻譜檢測的農(nóng)藥殘留檢測方法，包括以下步驟：

步驟a、用透明溶劑提取農(nóng)藥殘留，形成以農(nóng)藥為溶質(zhì)、透明溶劑為溶劑的溶液；

此步驟需要說明的是，本申請只針對具有以下特性的農(nóng)藥進行檢測：能夠溶于透明溶劑，被透明溶劑溶解的農(nóng)藥；農(nóng)藥濃度變化會改變?nèi)芤赫凵渎实霓r(nóng)藥；在此步驟中，具體的提取方法，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以選擇固定質(zhì)量的待測物在固定體積溶劑中浸泡固定時間來進行提取，而待測物的質(zhì)量，溶劑的體積，浸泡時間等參數(shù)的選擇，本領(lǐng)域技術(shù)人員通過有限次實驗就能夠確定，而具體的參數(shù)，又不是一個唯一量，只要在后續(xù)的步驟中進行標定，都是可行的；

采用什么樣的溶劑進行提取，要根據(jù)農(nóng)藥的種類進行合理選取，這項選取工作，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講也是很容易實現(xiàn)的，在本申請中不進行詳細說明；

步驟b、將步驟a得到的溶液倒入儲液倉1中；

步驟c、用與光軸方向平行的平行光從孔外側(cè)向儲液倉1中照射；

步驟d、用圖像傳感器4觀測是否有針孔被點亮，如果：

有針孔被點亮，儲液倉1中的透明調(diào)整板保持目前的移動位，進入步驟e；

無針孔被點亮，將儲液倉1中的透明調(diào)整板調(diào)整到另一個移動位，使有針孔被點亮，進入步驟e；

步驟e、得到圖像傳感器4上光斑的大小或/和位置；

步驟f、根據(jù)步驟e得到的圖像傳感器4上光斑的大小或/和位置，判斷被點亮的是針孔陣列板2上的哪一個針孔；

步驟g、根據(jù)被點亮的針孔坐標，判斷儲液倉1出射平行光相對于入射平行光的橫向位移；

步驟h、根據(jù)步驟g得到的橫向位移，結(jié)合儲液倉1中透明調(diào)整板的移動位，得到溶液的折射率；

步驟i、根據(jù)溶液的折射率，得到農(nóng)藥殘留量。

具體實施例三

本實施例是基于點目標頻譜檢測的農(nóng)藥殘留檢測方法的實施例。

本實施例的基于點目標頻譜檢測的農(nóng)藥殘留檢測方法，在具體實施例二的基礎(chǔ)上進一步限定：

步驟f所述的光斑的大小或/和位置與被點亮的是針孔陣列板2上的哪一個針孔之間的對應(yīng)關(guān)系，通過標定的方法得到；

步驟g所述的針孔坐標與橫向位移之間的對應(yīng)關(guān)系，通過標定的方法得到；

步驟h所述的橫向位移與折射率之間的對應(yīng)關(guān)系，通過標定的方法得到；

步驟i所述的折射率與農(nóng)藥殘留量之間的對應(yīng)關(guān)系，通過標定的方法得到。

需要說明的是，具體實施例二和具體實施例三中的具體標定數(shù)值，要根據(jù)農(nóng)藥的種類、本申請裝置中各元件的具體參數(shù)才能最終確認，只要標定方法能夠明確，本領(lǐng)域技術(shù)人員均能夠獲得標定數(shù)值，由于本申請?zhí)峁┑氖且环N技術(shù)手段，而不是一套具體的技術(shù)參數(shù)，因此具體標定數(shù)值不在本申請中進行說明；而具體的標定方法，又均屬于本領(lǐng)域的常規(guī)技術(shù)手段，本領(lǐng)域技術(shù)人員想到高中時候打點計時器得到的時間與點位置的標定實驗，就能夠知道本申請標定實驗該如何開展，因此在本申請中也不需要進行詳細說明。