專利名稱：藥物殘留檢測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及食品安全，藥物殘留快速檢測技術(shù)，具體講就是快速檢測食品中 所含的多種藥物殘留，如抗生素，激素類藥等物質(zhì)含量的儀器。
技術(shù)背景目前市面上已有的用于檢測農(nóng)畜牧產(chǎn)品內(nèi)所含的藥物殘留檢測儀器均采用通用 的酶標儀進行測試，或者僅僅只是對酶標儀進行簡單的改進。使用酶標儀進行該系列產(chǎn)品 檢測有以下幾個缺陷或不足1、酶標儀主要用于醫(yī)療方面的血常規(guī)，激素類或者是其他生理指標的檢測，軟件 分析的方法和農(nóng)畜牧產(chǎn)品的小分子檢測分析方法有所不同，大部分的酶標儀只能讀取原始 的吸光度數(shù)據(jù)而無法進行實際濃度的直接分析顯示，需要用戶通過自己的分析算法進行處 理，操作麻煩。2、酶標儀沒有專門針對畜牧類產(chǎn)品的藥物殘留檢測，沒有專門的數(shù)據(jù)庫用于判斷 檢測結(jié)果是否處于安全的界限內(nèi)。無法對結(jié)果數(shù)據(jù)的判斷。3、用酶標儀內(nèi)部光路系統(tǒng)復(fù)雜，配置的光路系統(tǒng)需要配合多種波長試劑的檢測需 要，通過光纖，干涉濾光片等分光系統(tǒng)實現(xiàn)，光路系統(tǒng)造價高，而農(nóng)畜牧產(chǎn)品往往只需要特 定的一兩種波長的光進行檢測，不需要這種分光系統(tǒng)。4、酶標儀通常采用鹵素鎢燈作為光源，壽命短，往往只有幾千小時的使用壽命，而 且需要大功率的電源和較大的散熱系統(tǒng)，儀器較大，一般使用220v電源，一般無法作為便 攜式儀器使用。5、用傳統(tǒng)的酶標儀做藥物殘留檢測不可避免的會發(fā)生檢測試劑和儀器兼容配合 一致性的問題，不同廠家的試劑檢測的結(jié)果可能一致性相差較大，或者同一種試劑在不同 廠家的酶標儀上測試的結(jié)果出現(xiàn)差異的問題，這個問題產(chǎn)生的原因有儀器算法對試劑溫度 補償?shù)膯栴}和算法方面的配合等其他方面的因素。這種兼容性問題在通用儀器檢測中就無 法避免。發(fā)明內(nèi)容本實用新型目的在于解決以上的問題，提供一種專門針對藥物殘留的檢測裝置， 其采用LED燈作為光源，避免了通用酶標儀中需要更換光源耗材的問題。使用低電壓系統(tǒng) 供電，可以作為便攜式的儀器使用。儀器算法考慮到試劑及溫度的補償算法，可提高檢測結(jié) 果的可靠度。為達成上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案藥物殘留檢測儀，所述的檢測儀包括相互連接配合的光路部分，光電信號放大調(diào) 理及采集部分，嵌入式單片機控制系統(tǒng)，輸入輸出接口設(shè)備模塊；光路部分包括LED燈，探測器，LED燈源控制電路，聚焦透鏡，樣品室；其中，LED 燈發(fā)光耦合到探測器接收，探測器連接LED燈源控制電路的微弱電流放大器，微弱電流放 大器連接差分信號放大器，該差分信號放大器的另一端連接一參考電壓，LED燈源控制電路控制LED燈使其工作電流穩(wěn)定，LED燈及控制電路前方依次設(shè)有透鏡、樣品室，另一透鏡；光電信號放大調(diào)理及采集部分與光路部分配合，包括探測器，信號放大調(diào)整電路，AD轉(zhuǎn)換電路，探測器探測透過樣品室及透鏡的光，探測器連接信號放大調(diào)整電路將光進 行放大處理，信號放大調(diào)整電路連接AD轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；嵌入式單片機控制系統(tǒng)與光電信號放大調(diào)理及采集部分連接；將光電信號放大 調(diào)理及采集部分采集的光強度數(shù)值通過軟件的算法處理轉(zhuǎn)換為具體的濃度數(shù)值顯示在屏 眷上ο所述的輸入輸出接口設(shè)備模塊，連接單片機控制系統(tǒng)，包括存儲器，USB通訊模塊， 嵌入式打印機控制模塊，液晶屏控制模塊。所述的檢測儀還包括嵌入式軟件系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括連接嵌入式單片機控制系統(tǒng) 負責和儀器內(nèi)部的嵌入式系統(tǒng)軟件通訊工作的數(shù)據(jù)接口通訊部分功能模塊；與數(shù)據(jù)接口通 訊部分功能模塊連接的負責控制儀器工作方式的儀器工作狀態(tài)設(shè)定及監(jiān)控功能模塊、對從 儀器接收到的原始吸光度數(shù)據(jù)進行分析處理的檢測數(shù)據(jù)庫分析功能模塊、用戶操作界面管 理模塊；檢測數(shù)據(jù)庫分析功能模塊連接國標數(shù)據(jù)庫管理模塊及用戶操作界面管理模塊；用 戶操作界面管理模塊連接國標數(shù)據(jù)庫管理模塊、檢測記錄管理模塊、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器發(fā)送模塊。采用上述技術(shù)方案，本實用新型增加藥物殘留的濃度和吸光度關(guān)系式的標準曲線 計算方式，根據(jù)原始吸光度數(shù)據(jù)計算相應(yīng)的濃度值，用戶直接可以讀出樣品的濃度值并打 印最終的結(jié)果報告，無需對測量原始數(shù)據(jù)做計算處理工作。分析系統(tǒng)軟件增加了國家標準 中各種藥物殘留的限制標準數(shù)值，用這些標準數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)庫，測量樣品的結(jié)果濃度可以 參考數(shù)據(jù)庫里面的數(shù)值對濃度是否超標作出判斷。降低儀器的制造成本。去除通用酶標 儀的分光光源部分，減少了光纖，干涉濾光片，鹵素鎢燈及控制電路模塊，分光部分的運動 控制模塊，不但大大減少了制造成本，而且由于減少了敏感光路的調(diào)節(jié)，提高了系統(tǒng)的可靠 性，減少了制造過程中的工藝精度要求。采用LED燈作為光源，LED燈的壽命在10萬小時 左右，避免了通用酶標儀中需要更換光源耗材的問題。同時LED燈采用創(chuàng)新的光源控制電 路，保證發(fā)光的穩(wěn)定性，此部分是該發(fā)明專利的一個重要的創(chuàng)新點。由于不采用鎢燈作為光 源，本儀器的電源可以采用低電壓系統(tǒng)供電，系統(tǒng)功耗大大降低，使得本儀器可以作為便攜 式的儀器使用。采用試劑和儀器配套的方式，儀器針對試劑做算法方面的補償和改進，可以 很大程度提高檢測結(jié)果的可靠度。


以下用附圖對本實用新型詳細說明圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型光路控制電路示意圖；圖3為本實用新型光路控制電路實施例圖；圖4為本實用新型軟件管理模塊示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型詳述如圖1-4所示的本實用新型的實施方式，藥物殘留檢測儀，所述的檢測儀包括相 互配合的光路部分1，光電信號放大調(diào)理及采集部分2，嵌入式單片機控制系統(tǒng)3，輸入輸出 接口設(shè)備模塊4 ；光路部分1 包括LED燈11，LED燈源控制電路13，聚焦透鏡14，樣品室15 ；其中，LEDll燈發(fā)出的光被探測器12接收，探測器12連接微弱電流放大器131，微弱電流放 大器131連接差分信號放大器132，該差分信號放大器的132另一端連接一參考電壓133， 132的輸出信號連接LED燈源控制電路13，控制LED燈使其工作電流穩(wěn)定。LED燈前方依次 設(shè)有透鏡14、樣品室15，另一透鏡141 ；光電信號放大調(diào)理及采集部分2 與光路部分配合， 包括探測器21，信號放大調(diào)整電路22，AD轉(zhuǎn)換電路23，探測器21探測透過樣品室及透鏡 的光，探測器連接信號放大調(diào)整電路23將光進行放大處理，信號放大調(diào)整電路連接AD轉(zhuǎn)換 電路23轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；嵌入式單片機控制系統(tǒng)3 與光電信號放大調(diào)理及采集部分2連 接；將光電信號放大調(diào)理及采集部分采集的光強度數(shù)值通過 軟件的算法處理轉(zhuǎn)換為具體的 濃度數(shù)值顯示在屏幕上。所述的輸入輸出設(shè)備接口模塊4，連接單片機控制系統(tǒng)，包括存儲 器41，USB通訊模塊42，嵌入式打印機控制模塊43，液晶屏控制模塊44或其它輔助設(shè)備。所述的檢測儀還包括嵌入式軟件系統(tǒng)5，該系統(tǒng)包括連接嵌入式單片機控制系 統(tǒng)負責和儀器內(nèi)部的嵌入式系統(tǒng)軟件通訊工作的USB通訊接口模塊51 ；與通訊接口模塊連 接的負責控制儀器工作方式儀器工作狀態(tài)設(shè)定及監(jiān)控功能模塊52、對從儀器接收到的原始 吸光度數(shù)據(jù)進行分析處理的檢測數(shù)據(jù)庫分析功能模塊53、用戶操作界面管理模塊54 ；檢測 數(shù)據(jù)庫分析功能模塊連接國標數(shù)據(jù)庫管理模塊及用戶操作界面管理模塊55 ；用戶操作界 面管理模塊連接國標數(shù)據(jù)庫管理模塊、檢測記錄管理模塊56、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器發(fā)送模塊57。本實用新型提供專用的藥物殘留檢測儀及其分析系統(tǒng)軟件，區(qū)別于傳統(tǒng)的酶標 儀。儀器的構(gòu)成包括光路部分，光電信號放大調(diào)理及采集部分，嵌入式單片機控制系統(tǒng)，輸 入輸出接口設(shè)備模塊等。軟件分析系統(tǒng)包括儀器的數(shù)據(jù)接口通訊部分功能模塊，儀器工作 狀態(tài)設(shè)定及監(jiān)控功能模塊，檢測數(shù)據(jù)庫分析功能模塊，檢測記錄管理模塊，國標數(shù)據(jù)庫管理 模塊，用戶操作界面管理模塊，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器發(fā)送模塊。光路部分由LED燈，LED燈源控制電路，聚焦透鏡，樣品室等部件組成。LED燈光源 控制電路的目的是產(chǎn)生一種長期穩(wěn)定可靠的光源。是影響儀器工作性能的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng) 的LED燈控制電路一般采用串聯(lián)電阻式或者是恒流源控制電路使LED燈的工作電流穩(wěn)定。 但這類的方法無法避免LED燈開始工作時所需的預(yù)熱過程和溫度漂移的問題，在LED燈開 始工作到穩(wěn)定發(fā)光的這段過程中光源的光是不穩(wěn)定的。而本系統(tǒng)采用光路反饋的方式工 作LED光源控制電路給LED發(fā)光提供工作電流，LED燈發(fā)出的光通過硅光電探測器接 收后轉(zhuǎn)換為電流信號，微弱電流放大器對探測器接收到的微弱電流信號進行放大后輸出到 一個高增益的差分放大器電路的輸入端；該差分放大器的另外一端接參考電壓，該參考電 壓是一個穩(wěn)定的基準電壓，可以由用戶調(diào)節(jié)。如果LED燈發(fā)出的光較弱，則電流放大器輸出 的電壓信號小于設(shè)定的參考電壓，差分放大器輸出的反饋信號到LED燈光源電路后使LED 燈的工作電流變大，從而使發(fā)出的光變強。反之，如果LED燈發(fā)出的光較強，則電流放大器 輸出的電壓信號大于設(shè)定的參考電壓，差分放大器輸出的反饋信號到LED燈光源電路后使 LED燈的工作電流變小，從而使發(fā)出的光變?nèi)?。通過這種方法可以使得LED燈發(fā)出的光穩(wěn)定 在一個設(shè)定的數(shù)值內(nèi)。并且不隨溫度的變化發(fā)生漂移。穩(wěn)定光源的LED光經(jīng)透鏡聚焦后透過試劑溶液，光在通過樣品濃液后被部分吸 收，光的衰減程度和濃液中所含需要檢測的有害物質(zhì)的濃度成一定的關(guān)系。透過濃液的光 到達探測器后被轉(zhuǎn)換為電氣信號，通過光電信號調(diào)理模塊進行放大處理后經(jīng)AD轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸送到單片機系統(tǒng)進行處理。通過軟件的算法處理將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為具體的濃度數(shù) 值顯示在大屏幕TFT屏上，并可以由用戶將測量結(jié)果報告輸出到打印機，測量結(jié)果數(shù)據(jù)可 以通過儀器的USB接口發(fā)送到PC機的分析系統(tǒng)軟件中。PC端的分析系統(tǒng)軟件中的USB通訊接口模塊負責和儀器內(nèi)部的嵌入式系統(tǒng)軟件 的通訊工作。儀器工作狀態(tài)設(shè)定及監(jiān)控功能模塊負責控制儀器的工作方式，如選擇合適波 長的光源進行測量，控制儀器的運動機構(gòu)，同時監(jiān)控儀器內(nèi)部的工作狀態(tài)，對儀器內(nèi)部的各 個模塊進行監(jiān)控，提供異常檢測和警報功能。檢測數(shù)據(jù)庫分析功能模塊對從儀器接收到的 原始吸光度數(shù)據(jù)進行分析處理，根據(jù)不同的算法及數(shù)據(jù)庫設(shè)定得到最終用戶需要的檢測結(jié) 果。檢測記錄管理模塊存儲以往檢測項目的檢測結(jié)果記錄，負責對記錄進行讀取，修改，刪 除等操作。國標數(shù)據(jù)庫管理模塊包含藥物殘留的相應(yīng)國家標準數(shù)據(jù)庫，存儲不同檢測項目 的國家標準容限值，作為檢測結(jié)果是否超標的判斷依據(jù)。用戶可以直接根據(jù)這個標準對檢 測結(jié)果判斷是否合格。對于數(shù)據(jù)庫中沒有的檢測藥物，用戶可以自行添加檢測項目。用戶 可以對該數(shù)據(jù)庫進行項目添加，數(shù)值更改等功能。用戶操作界面管理模塊負責和用戶交互 的交互工作，用戶可以通過該模塊設(shè)定檢測板布局，啟動儀器工作及控制其他功能模塊的 工作。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器發(fā)送模塊負責將本機檢測的數(shù)據(jù)結(jié)果發(fā)送到。網(wǎng)絡(luò)上的某一臺服務(wù)器做 統(tǒng)計分析，這樣服務(wù)器可以統(tǒng)計監(jiān)控多個檢測站點的分析數(shù)據(jù)。并提供各個站點的統(tǒng)計查 詢操作。本實用新型增加藥物殘留的濃度和吸光度關(guān)系式的標準曲線計算方式，根據(jù)原始吸光度數(shù)據(jù)計算相應(yīng)的濃度值，用戶直接可以讀出樣品的濃度值并打印最終的結(jié)果報告， 無需對測量原始數(shù)據(jù)做計算處理工作。分析系統(tǒng)軟件增加了國家標準中各種藥物殘留的限制標準數(shù)值，用這些標準數(shù)據(jù) 建立數(shù)據(jù)庫，測量樣品的結(jié)果濃度可以參考數(shù)據(jù)庫里面的數(shù)值對濃度是否超標作出判斷。降低儀器的制造成本。去除通用酶標儀的分光光源部分，減少了光纖，干涉濾光 片，鹵素鎢燈及控制電路模塊，分光部分的運動控制模塊，不但大大減少了制造成本，而且 由于減少了敏感光路的調(diào)節(jié)，提高了系統(tǒng)的可靠性，減少了制造過程中的工藝精度要求。采用LED燈作為光源，LED燈的壽命在10萬小時左右，避免了通用酶標儀中需要 更換光源耗材的問題。同時LED燈采用創(chuàng)新的光源控制電路，保證發(fā)光的穩(wěn)定性，此部分是 該發(fā)明專利的一個重要的創(chuàng)新點。由于不采用鎢燈作為光源，本儀器的電源可以采用低電壓系統(tǒng)供電，系統(tǒng)功耗大 大降低，使得本儀器可以作為便攜式的儀器使用。采用試劑和儀器配套的方式，儀器針對試 劑做算法方面的補償和改進，可以很大程度提高檢測結(jié)果的可靠度。
權(quán)利要求藥物殘留檢測儀，其特征在于所述的檢測儀包括相互配合的光路部分，光電信號放大調(diào)理及采集部分，嵌入式單片機控制系統(tǒng)，輸入輸出接口設(shè)備模塊；光路部分包括LED燈，探測器，LED燈源控制電路，聚焦透鏡，樣品室；其中LED燈發(fā)出光耦合到探測器接收，探測器連接微弱電流放大器，微弱電流放大器連接差分信號放大器，該差分信號放大器的另一端連接一參考電壓，LED燈及控制電路前方依次設(shè)有透鏡、樣品室，另一透鏡；光電信號放大調(diào)理及采集部分與光路部分配合，包括探測器，信號放大調(diào)整電路，AD轉(zhuǎn)換電路，探測器探測透過樣品室及透鏡的光，探測器連接信號放大調(diào)整電路將光進行放大處理，信號放大調(diào)整電路連接AD轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；嵌入式單片機控制系統(tǒng)與光電信號放大調(diào)理及采集部分連接；將光電信號放大調(diào)理及采集部分采集的光強度數(shù)值通過軟件的算法處理轉(zhuǎn)換為具體的濃度數(shù)值顯示在屏幕上。
2.如權(quán)利要求1所述的藥物殘留檢測儀，其特征在于所述的輸入輸出接口設(shè)備模塊， 連接單片機控制系統(tǒng)，包括存儲器，USB通訊模塊，嵌入式打印機控制模塊，液晶屏控制模 塊。
3.如權(quán)利要求1或2所述的藥物殘留檢測儀，其特征在于所述的檢測儀還包括嵌入 式軟件系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括連接嵌入式單片機控制系統(tǒng)負責和儀器內(nèi)部的嵌入式系統(tǒng)軟件 通訊工作的數(shù)據(jù)接口通訊部分功能模塊；與數(shù)據(jù)接口通訊部分功能模塊連接的負責控制儀 器工作方式的儀器工作狀態(tài)設(shè)定及監(jiān)控功能模塊、對從儀器接收到的原始吸光度數(shù)據(jù)進行 分析處理的檢測數(shù)據(jù)庫分析功能模塊、用戶操作界面管理模塊；檢測數(shù)據(jù)庫分析功能模塊 連接國標數(shù)據(jù)庫管理模塊及用戶操作界面管理模塊；用戶操作界面管理模塊連接國標數(shù)據(jù) 庫管理模塊、檢測記錄管理模塊、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器發(fā)送模塊。
專利摘要藥物殘留檢測儀，所述的檢測裝置包括相互配合的光路部分包括LED燈光耦合到探測器接收，探測器連接LED燈源控制電路的微弱電流放大器，微弱電流放大器連接差分信號放大器，該差分信號放大器的另一端連接一參考電壓，LED燈及控制電路前方依次設(shè)有透鏡、樣品室，另一透鏡；光電信號放大調(diào)理及采集部分與光路部分配合，包括探測器，信號放大調(diào)整電路，AD轉(zhuǎn)換電路；嵌入式單片機控制系統(tǒng)與光電信號采集放大調(diào)理部分連接；將信號調(diào)理模塊采集的光強度數(shù)值通過軟件的算法處理轉(zhuǎn)換為具體的濃度數(shù)值顯示在屏幕上；由于采用LED燈作為光源，避免了通用酶標儀中需要更換光源耗材的問題，且可以作為便攜式的儀器使用，亦可提高檢測結(jié)果的可靠度。
文檔編號G01N21/01GK201637657SQ200920273030
公開日2010年11月17日 申請日期2009年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月25日
發(fā)明者楊彬 申請人:廈門海葒興儀器有限公司