基于紫外固化的蘇丹紅檢測裝置與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于食品檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于紫外固化的蘇丹紅檢測裝置與方法。
【背景技術(shù)】
[0002]蘇丹紅是一種化學(xué)染色劑，主要用于油彩、機(jī)油、蠟和鞋油等產(chǎn)品的染色。一些不法商販將蘇丹紅添加在食品中，例如辣椒粉、辣椒油、紅豆腐，紅心禽蛋等，使食品顏色鮮艷，進(jìn)而增加銷量。然而，蘇丹紅并非食品添加劑，蘇丹紅的化學(xué)成份中含有一種叫萘的化合物，該物質(zhì)具有偶氮結(jié)構(gòu)，這種化學(xué)結(jié)構(gòu)的性質(zhì)決定了它具有致癌性，對人體的肝腎器官具有明顯的毒性作用。
[0003]可見，為了防止蘇丹紅對人體的傷害，需要檢測對食品中的蘇丹紅進(jìn)行檢測。
[0004]傳統(tǒng)的蘇丹紅檢測方法包括高效液相色譜法、薄層色譜法、色譜質(zhì)譜聯(lián)用法、分光光度法、拉曼光譜法、共振瑞利散射法等等。這些方法或儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，或檢測過程繁瑣，或?qū)I(yè)性很強(qiáng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明發(fā)現(xiàn)了蘇丹紅與UV膠結(jié)合后，會產(chǎn)生一種各向異性的晶體結(jié)構(gòu)，在不同角度紫外光照射下，該晶體會具有明顯不同的反光特性，基于上述特性，本發(fā)明公開了一種基于紫外固化的蘇丹紅檢測裝置與方法，具有儀器結(jié)構(gòu)簡單，或檢測過程簡單，普通人都可進(jìn)行操作的技術(shù)優(yōu)勢。
[0006]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0007]基于紫外固化的蘇丹紅檢測裝置，包括照明光路和成像光路；
[0008]所述的照明光路包括:紫外波段的面陣LED陣列、成像透鏡、分光棱鏡、第一光闌和物鏡；從面陣LED陣列發(fā)出的光束依次經(jīng)過成像透鏡、分光棱鏡、物鏡后，平行照射到待測食品與UV膠混合體表面；
[0009]所述的成像光路包括:待測食品與UV膠混合體、物鏡、第一光闌、分光棱鏡、管鏡、第二光闌、掃描透鏡、二維掃描振鏡、聚焦透鏡、針孔和探測器；待測食品與UV膠混合體表面反射的光束依次經(jīng)過物鏡、第一光闌、分光棱鏡、管鏡、第二光闌、掃描透鏡、二維掃描振鏡、聚焦透鏡，成像到針孔位置，并由探測器成像；所述的二維掃描振鏡在其所在平面或與其平行平面內(nèi)，以相互垂直的兩個方向為轉(zhuǎn)軸，進(jìn)行二維轉(zhuǎn)動；
[0010]所述的照明光路和成像光路共用分光棱鏡、第一光闌和物鏡；
[0011]所述的面陣LED陣列位于成像透鏡的物平面，成像透鏡的像平面與物鏡的后焦平面重合于第一光闌所在平面；管鏡的前焦平面與掃描透鏡的后焦平面重合于第二光闌所在平面；針孔位于聚焦透鏡的前焦平面，與探測器緊貼。
[0012]在上述基于紫外固化的蘇丹紅檢測裝置上實現(xiàn)的基于紫外固化的蘇丹紅檢測方法，包括以下步驟:
[0013]步驟a、將待測食品與UV膠在45-65攝氏度下進(jìn)行混合，得到待測食品與UV膠混合體；
[0014]步驟b、將待測食品與UV膠混合體置于物鏡前焦平面；
[0015]步驟c、依次點(diǎn)亮面陣LED陣列中的每個LED，相應(yīng)調(diào)整二維掃描振鏡角度，使得待測食品與UV膠混合體表面信息均被探測器接收，得到與LED數(shù)量相同的圖像；
[0016]步驟d、提取步驟c所得圖像中坐標(biāo)相同像素的灰度值，并按照如下公式計算C:
[0017]C = (Imax-1min)/(Imax+Imin)
[0018]式中，Imax為灰度值中的最大值，Imin為灰度值中的最小值；
[0019]步驟e、如果C大于閾值的個數(shù)超過50%，則說明待測食品中含有蘇丹紅。
[0020]有益效果:本發(fā)明發(fā)現(xiàn)了蘇丹紅與UV膠結(jié)合后，會產(chǎn)生一種光學(xué)各向異性的晶體結(jié)構(gòu)，在不同角度紫外光照射下，該晶體會具有明顯不同的反光特性，基于上述特性，本發(fā)明公開了一種基于紫外固化的蘇丹紅檢測裝置與方法，具有儀器結(jié)構(gòu)簡單，或檢測過程簡單，普通人都可進(jìn)行操作的技術(shù)優(yōu)勢。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明基于紫外固化的蘇丹紅檢測裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2是本發(fā)明基于紫外固化的蘇丹紅檢測裝置照明光路圖。
[0023]圖3是本發(fā)明基于紫外固化的蘇丹紅檢測裝置成像光路圖。
[0024]圖中:1面陣LED陣列、2成像透鏡、3分光棱鏡、4第一光闌、5物鏡、6待測食品與UV膠混合體、7管鏡、8第二光闌、9掃描透鏡、10 二維掃描振鏡、11聚焦透鏡、12針孔、13探測器。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明【具體實施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0026]具體實施例一
[0027]本實施例是基于紫外固化的蘇丹紅檢測裝置實施例。
[0028]本實施例的基于紫外固化的蘇丹紅檢測裝置，結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。該裝置包括照明光路和成像光路；
[0029]所述的照明光路如圖2所示，它包括:紫外波段的面陣LED陣列1、成像透鏡2、分光棱鏡3、第一光闌4和物鏡5 ;從面陣LED陣列1發(fā)出的光束依次經(jīng)過成像透鏡2、分光棱鏡3、物鏡5后，平行照射到待測食品與UV膠混合體6表面；
[0030]所述的成像光路如圖3所示，它包括:待測食品與UV膠混合體6、物鏡5、第一光闌4、分光棱鏡3、管鏡7、第二光闌8、掃描透鏡9、二維掃描振鏡10、聚焦透鏡11、針孔12和探測器13 ;待測食品與UV膠混合體6表面反射的光束依次經(jīng)過物鏡5、第一光闌4、分光棱鏡3、管鏡7、第二光闌8、掃描透鏡9、二維掃描振鏡10、聚焦透鏡11，成像到針孔12位置，并由探測器13成像；所述的二維掃描振鏡10在其所在平面或與其平行平面內(nèi)，以相互垂直的兩個方向為轉(zhuǎn)軸，進(jìn)行二維轉(zhuǎn)動；
[0031]所述的照明光路和成像光路共用分光棱鏡3、第一光闌4和物鏡5 ；
[0032]所述的面陣LED陣列1位于成像透鏡2的物平面，成像透鏡2的像平面與物鏡5的后焦平面重合于第一光闌4所在平面；管鏡7的前焦平面與掃描透鏡9的后焦平面重合于第二光闌8所在平面；針孔12位于聚焦透鏡11的前焦平面，與探測器13緊貼。
[0033]具體實施例二
[0034]本實施例是基于紫外固化的蘇丹紅檢測方法實施例。
[0035]本實施例的基于紫外固化的蘇丹紅檢測方法，在具體實施例一的基于紫外固化的蘇丹紅檢測裝置上實現(xiàn)，該方法包括以下步驟:
[0036]步驟a、將待測食品與UV膠在45-65攝氏度下進(jìn)行混合，得到待測食品與UV膠混合體6 ；
[0037]步驟b、將待測食品與UV膠混合體6置于物鏡5前焦平面；
[0038]步驟c、依次點(diǎn)亮面陣LED陣列1中的每個LED，相應(yīng)調(diào)整二維掃描振鏡10角度，使得待測食品與UV膠混合體6表面信息均被探測器13接收，得到與LED數(shù)量相同的圖像；
[0039]步驟d、提取步驟c所得圖像中坐標(biāo)相同像素的灰度值，并按照如下公式計算C:
[0040]C = (Imax-1min)/ (Imax+Imin)
[0041]式中，Imax為灰度值中的最大值，Imin為灰度值中的最小值；
[0042]步驟e、如果C大于閾值的個數(shù)超過50%，則說明待測食品中含有蘇丹紅。
[0043]在該方法中，如果面陣LED陣列1中的LED等間距排布，能夠?qū)崿F(xiàn)照明角度均勻變化；如果面陣LED陣列1中的LED不等間距排布，能夠?qū)崿F(xiàn)在最佳照明角度附近精確調(diào)整。
[0044]在該方法中，閾值可以根據(jù)實際情況來選取，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以通過有限次實驗獲得最佳數(shù)值，在本實施例中不再詳細(xì)說明。
[0045]除此之外，本發(fā)明還進(jìn)行了以下實驗:
[0046]實驗一、在待測食品不與UV膠進(jìn)行混合的情況下，重復(fù)整個方法實施例，得到的結(jié)果表明，無論待測食品中是否含有蘇丹紅，結(jié)果都沒有區(qū)別，該結(jié)果表明UV膠在本發(fā)明中具有是否能檢測出蘇丹紅的決定性作用。
[0047]實驗二、將含有蘇丹紅的待測食品與UV膠在0-99攝氏度下進(jìn)行混合，以1攝氏度為步長，在每個溫度下重復(fù)整個方法實施例，得到的結(jié)果表明，只有在45-65攝氏度范圍內(nèi)，按照本發(fā)明方法才能夠檢測出蘇丹紅；經(jīng)分析表明，只有在45-65攝氏度范圍內(nèi)，待測食品與UV膠混合后才能產(chǎn)生一種光學(xué)各向異性的晶體結(jié)構(gòu)，進(jìn)而實現(xiàn)對蘇丹紅的檢測。
[0048]實驗三、用紫外光之外其它波段光源，包括可見光光源、紅外波段光源，對含有蘇丹紅的待測物與UV膠混合體進(jìn)行照射，發(fā)現(xiàn)未檢測出蘇丹紅，該結(jié)果表明紫外波段是能夠有效利用蘇丹紅與UV膠結(jié)合后產(chǎn)生的晶體，進(jìn)而檢測出蘇丹紅的關(guān)鍵技術(shù)特征。
【主權(quán)項】
1.基于紫外固化的蘇丹紅檢測裝置，其特征在于，包括照明光路和成像光路； 所述的照明光路包括:紫外波段的面陣LED陣列(1)、成像透鏡(2)、分光棱鏡(3)、第一光闌(4)和物鏡(5);從面陣LED陣列(1)發(fā)出的光束依次經(jīng)過成像透鏡(2)、分光棱鏡(3)、物鏡(5)后，平行照射到待測食品與UV膠混合體(6)表面； 所述的成像光路包括:待測食品與UV膠混合體￠)、物鏡(5)、第一光闌(4)、分光棱鏡(3)、管鏡(7)、第二光闌(8)、掃描透鏡(9)、二維掃描振鏡(10)、聚焦透鏡(11)、針孔(12)和探測器(13);待測食品與UV膠混合體(6)表面反射的光束依次經(jīng)過物鏡(5)、第一光闌(4)、分光棱鏡(3)、管鏡(7)、第二光闌(8)、掃描透鏡(9)、二維掃描振鏡(10)、聚焦透鏡(11)，成像到針孔(12)位置，并由探測器(13)成像；所述的二維掃描振鏡(10)在其所在平面或與其平行平面內(nèi)，以相互垂直的兩個方向為轉(zhuǎn)軸，進(jìn)行二維轉(zhuǎn)動； 所述的照明光路和成像光路共用分光棱鏡(3)、第一光闌(4)和物鏡(5); 所述的面陣LED陣列(1)位于成像透鏡(2)的物平面，成像透鏡(2)的像平面與物鏡(5)的后焦平面重合于第一光闌(4)所在平面；管鏡(7)的前焦平面與掃描透鏡(9)的后焦平面重合于第二光闌(8)所在平面；針孔(12)位于聚焦透鏡(11)的前焦平面，與探測器(13)緊貼。2.在權(quán)利要求1所述基于紫外固化的蘇丹紅檢測裝置上實現(xiàn)的基于紫外固化的吊白塊檢測方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟a、將待測食品與UV膠在45-65攝氏度下進(jìn)行混合，得到待測食品與UV膠混合體(6)； 步驟b、將待測食品與UV膠混合體(6)置于物鏡(5)前焦平面； 步驟c、依次點(diǎn)亮面陣LED陣列(1)中的每個LED，相應(yīng)調(diào)整二維掃描振鏡(10)角度，使得待測食品與UV膠混合體(6)表面信息均被探測器(13)接收，得到與LED數(shù)量相同的圖像； 步驟d、提取步驟c所得圖像中坐標(biāo)相同像素的灰度值，并按照如下公式計算C:C = (Imax-1min)/(Imax+Imin) 式中，Imax為灰度值中的最大值，Imin為灰度值中的最小值； 步驟e、如果C大于閾值的個數(shù)超過50%，則說明待測食品中含有蘇丹紅。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于紫外固化的蘇丹紅檢測裝置與方法；該裝置照明光路包括紫外波段的面陣LED陣列、成像透鏡、分光棱鏡、第一光闌和物鏡；成像光路包括待測食品與UV膠混合體、物鏡、第一光闌、分光棱鏡、管鏡、第二光闌、掃描透鏡、二維掃描振鏡、聚焦透鏡、針孔和探測器；該方法首先得到待測食品與UV膠混合體，然后依次點(diǎn)亮面陣LED陣列中的每個LED，得到多張圖像，進(jìn)而計算C，最后得出是否含有蘇丹紅的結(jié)論；本發(fā)明發(fā)現(xiàn)了蘇丹紅與UV膠結(jié)合后，會產(chǎn)生一種光學(xué)各向異性的晶體結(jié)構(gòu)，在不同角度紫外光照射下，該晶體會具有明顯不同的反光特性，基于此，公開了一種基于紫外固化的蘇丹紅檢測裝置與方法，儀器結(jié)構(gòu)簡單，檢測過程簡單，普通人都可進(jìn)行操作。
【IPC分類】G01N21/17
【公開號】CN105334165
【申請?zhí)枴緾N201510895771
【發(fā)明人】寧凱
【申請人】哈爾濱幻石科技發(fā)展有限公司
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年12月8日