[发明专利]基于近红外特征波谱的叶菜农药残留量检测装置及方法

权利要求书

1.一种基于近红外特征波谱的叶菜农药残留量检测装置，其特征在于，包括壳体；所述壳体内部包括腔体、开设在所述腔体侧面且与竖直方向呈设定角度的光源、开设在所述腔体底部中心处的样品槽、安装在所述腔体顶部的中央控制器、连接在所述中央控制器下方的光谱仪、以及连接在所述光谱仪下方的光谱信号接收探头；

所述中央控制器通过设置在所述壳体顶部的连接线与外界计算机连接；

所述中央控制器、所述光谱仪和所述光谱信号接收探头的中心均与所述样品槽的中心在同一竖直线上。

2.根据权利要求1所述的一种基于近红外特征波谱的叶菜农药残留量检测装置，其特征在于，所述腔体为V字型，所述腔体内表面为全黑色。

3.根据权利要求1所述的一种基于近红外特征波谱的叶菜农药残留量检测装置，其特征在于，还包括与所述光源连接、安装在所述壳体外部且用于控制光源的开关；其中，所述光源为多特征波长光源。

4.根据权利要求1所述的一种基于近红外特征波谱的叶菜农药残留量检测装置，其特征在于，所述设定角度为30°。

5.一种基于近红外特征波谱的叶菜农药残留量检测方法，其特征在于，包括：

获取已知农药名称未知农药残留浓度的叶片匀浆样品；

根据农药名称与光源特征波长对应关系数据库，确定所述叶片匀浆样品对应的光源特征波长，并将所述叶片匀浆样品对应的特征波长的光源替换原有叶菜农药残留量检测装置中的光源，得到所述叶片匀浆样品对应的叶菜农药残留量检测装置；

将装有所述叶片匀浆样品的培养皿置于所述叶片匀浆样品对应的叶菜农药残留量检测装置的样品槽上，使所述培养皿中心正对所述叶片匀浆样品对应的叶菜农药残留量检测装置的光谱信号接收探头，以获取所述叶片匀浆样品的光谱数据；

对所述光谱数据进行预处理，得到所述叶片匀浆样品对应的光谱矩阵；所述光谱矩阵包括所述叶片匀浆样品所选的光源特征波长对应的光谱强度值；

根据所述叶片匀浆样品所选的光源特征波长对应的光谱强度值，计算叶菜叶片中的农药残留量。

6.根据权利要求5所述的一种基于近红外特征波谱的叶菜农药残留量检测方法，其特征在于，所述农药名称与光源特征波长对应关系数据库的建立过程为：

制备未施农药的叶菜菜品；

制备已知农药名称的农药标准液；

根据所述农药标准液和所述叶菜菜品，制备不同浓度的叶片匀浆标准样品；

将装有不同浓度的叶片匀浆标准样品的培养皿依次置于叶菜农药残留量检测装置的样品槽上，使培养皿中心正对所述叶菜农药残留量检测装置的光谱信号接收探头，以获取不同浓度的叶片匀浆标准样品对应的光谱数据；

对不同浓度的叶片匀浆标准样品对应的光谱数据依次进行预处理，得到多组矩阵数据；每组矩阵数据包括光谱矩阵以及所述光谱矩阵对应的农药浓度矩阵；

根据所述矩阵数据，建立每组所述矩阵数据对应的回归系数-光谱波长关系图；

根据所有所述回归系数-光谱波长关系图，确定不同浓度的叶片匀浆标准样品所选的光源特征波长；

对不同浓度的叶片匀浆标准样品所选的光源特征波长进行优先选择处理，确定最终的叶片匀浆标准样品对应的光源特征波长，进而建立农药名称与光源特征波长对应关系数据库。

7.根据权利要求6所述的一种基于近红外特征波谱的叶菜农药残留量检测方法，其特征在于，所述根据所述矩阵数据，建立每组所述矩阵数据对应的回归系数-光谱波长关系图，具体包括：

在TheUnscramblerX10.4软件中，根据所述光谱矩阵以及所述光谱矩阵对应的农药浓度矩阵，建立偏最小二乘回归模型，进而得到光谱数据在各个光谱波长下的回归系数；

以所述光谱波长为x轴，以所述回归系数为y轴，建立回归系数-光谱波长关系图。