[发明专利]监测牛奶中是否含有三聚氰胺的检测报警系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种光谱检测领域，特别是涉及一种监测牛奶中是否含有三聚氰胺的检测报警系统。

背景技术

牛奶是一种营养丰富的产品，随着人类生活水平和健康意识的提高，乳制品在人们生活中的地位越来越重要。牛奶是所有乳制品的原料，随着近些年来人们大量的食用乳制品，牛奶的质量问题也引起了越来越多的关注。然而自2008年“三鹿奶粉”事件以来，市场上各类牛奶产品的质量状况都难以令人满意。这主要和目前国家检测蛋白质含量的方法（凯氏定氮法）有关。

这就说明国家通常所采用的检测方法（凯氏定氮法）已经不能满足需求，必须寻找其他检测方法。然而到目前为止，研究最多的是化学分析法。该方法已经相当成熟，可以获得很高的精度，但得出结果所花费的时间比较长，不能满足在线测量分析的需要。

这时光谱检测技术已经发展到一定程度，并逐渐为人们所关注。然而目前各光谱分析仪价格昂贵，体积较大，操作和维护比较复杂，并不适宜于现场操作和流动检测。且目前众多的奶站在规模、管理和资金上参差不齐，所以运用这些仪器来检测的方法并不能广泛推广。 

本发明将利用荧光光谱技术来建立一个检测报警系统，这是因为该技术的主要特点有：

（1）灵敏度高。由于荧光辐射的波长比激发光波长长，测量到的荧光频率与入射光的频率不同，且荧光在各个方面都有发射，因此可以在与入射光成直角的方向上检测，这样荧光不受来自激发光的本底的干扰，使得灵敏度大大提高。  

（2）选择性强。特别是对有机化合物而言。由于荧光光谱包括激发光谱和发射光谱，凡是能发射荧光的物质，必须首先吸收一定波长的紫外线，而吸收了紫外线后不一定就发射荧光。能发射荧光的物质，其荧光波长也不尽相同。即使荧光光谱相同，它的激光光谱也不一定相同。反之如果它们的激发光谱相同，则可用发射光谱把它们区分开来。因此荧光分析的选择性很强。 

除了以上特点外，荧光分析还具有使用简便的优点。然而同时具备这三大特点的仪器并不多。 因此，对于一种既可以适用于现场实时监测，又能达到准确检测要求的便宜且简易的检测系统的需求是非常迫切的。

 

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种可以在计算机上自动、实时读取牛奶样品中经激发光激发所发射出的荧光在经光电转换并放大后的电信号，从而感知牛奶样品中是否含有三聚氰胺并进行报警的简易检测系统。

本发明是通过以下技术方案来实现的：该系统包括波长为467nm的LED光源、牛奶样品池、透镜、540nm的滤光片、540nm的PIN管、采集卡、计算机和报警装置，所述LED光源发出的光经透镜汇聚到牛奶样品中，牛奶样品中产生荧光，荧光在各个方向都有发射，在样品池四周放置球面镜，在与入射光垂直的方向上探测其荧光，这样可以排除来自激发光本底的干扰，荧光经透镜汇聚到540nm的滤光片上，荧光强度在波长为540nm处达到最大值，再经透镜汇聚到540nmPIN管中，由PIN管探测到的荧光信号经过放大电路的处理变为电信号，利用采集卡采集，并在计算机上显示，所述计算机与报警装置相连。

进一步地，所述计算机装有VB软件和设计好的读取采集到的电信号的VB程序以及驱动报警装置进行报警的VB程序。 

所述放大电路将纯牛奶时的荧光信号所对应的电信号设定为某个值，由于随着牛奶中三聚氰胺浓度的增大，其荧光强度是先增大后减小的，故只要检测到的电信号大于或小于这个值，则牛奶中含有三聚氰胺，所述计算机驱动报警装置进行报警。当某一浓度的三聚氰胺牛奶溶液的荧光强度所对应的电信号与纯牛奶时的相同，这时所述系统装置不能正确判断，然而这种情况出现的几率非常小，并不影响所述系统装置的实用性。

本发明的有益效果是：467nm的激发光照射到牛奶样品中，会产生荧光，在540nm处荧光强度达到最大值，且荧光强度随牛奶中三聚氰胺浓度的增大是先增大后减小的，那么由放大电路将纯牛奶时的荧光信号所对应的电信号设定为某个值，将样品的荧光信号所对应的电信号与这个值进行比较，制作一个简易的检测报警系统，则具有一定的实用价值。利用这个原理，在与入射光垂直的方向上用540nmPIN管探测荧光信号，并将其经光电转换后的电信号反映在计算机上，由相应的VB程序自动显示牛奶样品中是否含有三聚氰胺并进行报警。虽然本发明只是争对牛奶中是否含有三聚氰胺进行检测，但由于国家规定牛奶中是不得检出三聚氰胺的，故本发明的经济效益是非常高的。且本发明利用荧光光谱技术，结合光电技术与计算机技术，所制成的检测报警系统安全环保、操作简单、效果好。