[发明专利]一种基于激光拉曼光谱的果蔬农药残留快速检测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及农业领域中的农业用的农药残留快速检测装置，特别是一种基于激光拉曼光谱的果蔬农药残留快速检测装置及方法。

背景技术

随着农业技术的发展，为了高产、高效的生产各类果蔬来满足人们的日常生活需要，各种各样的农药用于防治果蔬病虫害，因此不可避免得在果蔬表面形成农药残留。过多的农药残留不仅危害消费者安全，而且成为阻碍我国农产品出口的绿色贸易壁垒。

农产品检测中心配备的高精度分析仪器灵敏度高、专业性强、检测方法复杂，且均应在实验室中，价格昂贵。我国果蔬生产相对分散，果蔬要保持新鲜，即采即卖，由采收到市场销售所经历的时间很短，监控部门没有足够的时间把市场上的果蔬作为样本用专业分析仪器进行分析，因此研发一种果蔬农药残留快速检测装置及方法已成为果蔬产业健康发展的必然需求。

拉曼散射是光与物质非弹性散射的一种现象，是重要的光谱分析技术，因其灵敏度高、快速、无损、所需样品极少、并可利用显微光路对样品进行微区检测和成像检测等优点，已在固体物理、半导体物理、催化、表面、生物化学、材料表征和宝石鉴定等领域得到广泛应用。

德国、以色列和新西兰等国的专家，应用近红外光谱技术，研制了便携式检测设备，实现了水果糖度、缺陷、成熟度等的快速检测，但因信号弱、测精度低等问题，无法用于果蔬农药残留的检测。

专利CN101059439A采用调解多模石英光纤内芯的方法获得激光拉曼光谱，因有移动部件，检测精度受振动等因素的影响；专利CN101493416A采用532nm激光诱导光谱，难以克服荧光效应的影响；专利CN201247201采用光电倍增管和光子计数器作为探测器，只能探测到电子振动，检测的灵敏度受到了限制。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于激光拉曼光谱的果蔬农药残留快速检测装置及方法，以实现果蔬农药残留的快速检测和初步筛选。

本发明是通过以下技术方案实现的。

本发明包括硬件装置和软件系统；其中：

1、硬件装置，包括拉曼探头、拉曼光谱探测器和数据采集装置；

1）拉曼探头包括：激光器、光纤、紧固螺母、透镜、带通滤光片、双向色性滤光片、样品支架、探头外壳、反光镜； 

2）拉曼光谱探测器包括：光纤耦合器、透镜、小孔、聚焦镜、准直镜、光栅、探测器、截止滤光片；

3）数据采集装置包括：数据线、处理器、RS232线缆和显示屏；

2、软件系统包括拉曼光谱采集模块、分析模块和指纹图谱库模块；其中：

1）拉曼光谱采集模块实现拉曼光谱的采集、存储、读取、硬件参数设置；

2）分析模块实现拉曼光谱读取、保存、显示、定性、定量分析方法和数学模型等；

3）指纹图谱库包括图谱归一化处理、特征峰检索、标准图谱比对、图谱更新升级等功能。

一种基于激光拉曼光谱的果蔬农药残留快速检测装置，包括硬件装置和软件系统；其中：软件系统包括拉曼光谱采集模块、分析模块和指纹图谱库模块；硬件装置包括拉曼探头、拉曼光谱探测器和数据采集装置；拉曼探头包括激光器、光纤、紧固螺母、透镜、带通滤光片、双向色性滤光片、样品支架、探头外壳、反光镜；拉曼光谱探测器包括：光纤耦合器、透镜、小孔、聚焦镜、准直镜、光栅、探测器、截止滤光片；数据采集装置包括：数据线、处理器、RS232线缆和显示屏；显示屏、RS232线缆、处理器、激光器、光纤、紧固螺母、透镜、样品支架、探头外壳、反光镜、光纤耦合器、小孔、聚焦镜、准直镜、光栅、探测器、截止滤光片、数据线均固定在外壳上；显示屏通过RS232线缆与处理器连接，处理器通过数据线与截止滤光片连接，截止滤光片设于探测器上，激光器连接光纤，光纤通过紧固螺母固定在探头外壳上，透镜、带通滤光片、双向色性滤光片、毛玻璃、反光镜、带通滤光片、透镜均依次固定在探头外壳上，探头外壳下设有样品，样品安放在样品支架上，探头外壳通过光纤连接光纤耦合器的一侧，光纤耦合器的另一侧依次设有透镜、小孔、聚焦镜、准直镜和光栅。

一种基于激光拉曼光谱的果蔬农药残留快速检测装置，其中：光纤耦合器15另一侧设有的两块透镜与另一块透镜之间设有小孔。

一种基于激光拉曼光谱的果蔬农药残留快速检测方法，其中：

第一、开启装置，待软件系统自动进入检测界面，开启激光器；

第二、通过拉曼光谱采集模块，调整激光器功率、积分时间、平均次数，通过调整以上参数，直到理想的拉曼光谱图为止；