[实用新型]基于近红外光谱技术的便携式专用地沟油检测系统

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种基于近红外光谱技术的便携式专用地沟油检测系统，特别是涉及一种无需对未知油脂样品预处理、检测速度快且仪器本身存储有各种合格食用油样品光谱数据库的专用地沟油检测仪。 

二、背景技术

近年来，地沟油涌入餐桌的事件不断发生，引起了人们和相关计量部门的高度重视。地沟油中重金属、毒素、过氧化值等都严重超标，并含有洗涤剂等类化学杂质，对人体具有很大危害性，食用后会引起呕吐、头痛、腹泻等不良反应，长期摄入甚至可成为癌变诱因。因此，地沟油检测问题一直是食品卫生领域备受关注的焦点。 

地沟油经水洗、蒸馏、脱色等加工处理后，或与标准合格食用植物油掺兑后，已很难通过感官分析和一些理化指标进行区分，而现有的鉴别技术却明显滞后。为有效鉴别地沟油，目前发展了高效液相色谱法、薄层色谱法、电导率测定法、气质联用法和电感耦合等离子体质谱法等，虽然这些方法鉴别效果较好，但都存在操作步骤繁琐、费时等不足。因此，开展快速且有效的地沟油检测方法的研究，对加快食用油标准的制定和修改，完善食品检测标准体系具有积极的社会意义。 

近年来新兴的近红外光谱分析技术以其分析速度快、样品无需预处理、操作简单、无浪费、无污染、一次测试可以测定多种成分和指标、高精度、分析结果准确度逼近标准方法等优点，成为分析检测领域的一大有力手段，因此，设计一款基于近红外光谱技术，快速无损、有效、便携式且专用的地沟油检测系统已经成为科学研究领域和相关计量部门的共同话题。 

三、发明内容

本发明的目的是研发了一种快速高精度的检测地沟油的装置，提供了一种基于近红外光谱技术的便携式专用地沟油检测系统，可快速、有效和快捷地对地沟油进行检测，对未知油脂样品无需预处理、无浪费、无污染，并能高精度的显示未知油脂样品的光谱曲线。 

本发明主要采用如下技术方案：一种基于近红外光谱技术的便携式专用地沟油检测系统，包含主控制器STM32F103VC、5V，20W发光源溴钨灯、光栅分光系统、线阵铟镓砷探测器、样品室、AD采集转换电路、从控制器MSP430F149、触摸屏显示与操作系统和SD数据存储扩展芯片，其中触摸屏显示与操作系统、主控制器STM32F103VC、溴钨灯、样品室、线阵铟镓砷探测器、AD采集转换电路和从控制器MSP430F149依次连接，SD数据存储扩展芯片与主控制器STM32F103VC相连。 

进一步地，主控制器STM32F103VC和从控制器MSP430F149数据通信采用SPI通信协议。 

本实用新型的光学系统中采用5V，20W的溴钨灯作为光源，并采用全息凹面衍射光栅分光组件CP140-1821分离得到近红外光，最后采用高精度的线阵铟镓砷探测器采集透过未知油脂样品的光信号，完成整个光学系统的设计。 

为了实现本检测系统的便携式和专用性，所述的系统硬件电路为24V的直流电压经降压、整流、滤波后由各种稳压芯片稳压后得到3.3V、5V、双12V等作为系统的工作电源；恒定光功率控制电路通过主控制器STM32F103VC、电压合成器、误差放大器、光源中的光电检测电路等组成恒定功率的闭环控制电路克服了油脂样品对近红外吸收率较高而对系统测量造成的误差；采用高精度的线阵铟镓砷探测器采集透过未知油脂样品的光信号；光信号检测调理电路采用前置放大电路、主放大电路、滤波电路、电压跟随器、AD转换电路、从控制器MSP430F149等组成；人机交互控制电路采用26万色触摸屏的人机交互系统，SPI通讯协议使得主控制器与从控制器能够协调系统工作，通过对触摸屏的操作可实现对整个检测系统的操作，完成整个测量过程与检验过程。 

本发明与目前缺乏的技术相比，优点是： 

1.本发明填补了目前市场上缺少的地沟油快速无损的检测系统，为相关计量部门提供了一种快速且可行的检测系统，确保了人们的食用油脂方面的安全性。 

2.本发明的主控制器中设计的辅助设备SD数据存储扩展芯片存有各种合格食用油的光谱数据库。 

3.本发明提供了简单易懂的人机交互界面，不仅可以使测试者看到所测未知油脂样品的光谱曲线，而且可以直接通过触摸屏的操作完成对整个检测仪的检测过程。 

四、附图说明

图1是本发明基于近红外光谱技术的便携式专用地沟油检测系统的组成框架图 

图2是本发明中触摸屏不同功能的区域设置 

图3是本发明中电源管理的电路图 

图4是本发明主控制器STM32F103VC最小系统电路图 

图5是本发明恒定光功率控制电路的框架图 

图6是本发明中所使用的溴钨灯光谱图