一种青菜重金属检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了青菜重金属检测装置，属于光谱分析技术领域，包括用于对样品进行物理预处理形成预处理样品的预处理装置、用于对预处理样品进行重金属检测的检测装置；预处理装置位于检测装置的一侧；检测装置包括用于获取预处理样品的第一激光诱导光谱数据的第一获取单元、用于根据第一激光诱导光谱数据进行重金属含量分类的分类单元；第一获取单元的第一端与分类单元电连接。本实用新型专利技术公开的青菜重金属检测装置，对青菜样品进行物理处理，具有方法简便、不会带来二次污染、适用性强的优点，同时设置预处理装置，有利于后续获得更好的激光诱导等离子体，提高后续检测装置检测的稳定性与灵敏度。

【技术实现步骤摘要】
一种青菜重金属检测装置
本技术涉及光谱分析
，更具体的，涉及一种青菜重金属检测装置。
技术介绍
蔬菜作为人们日常生活不可或缺的食物之一，含有多种营养元素，为人体提供丰富的维生素、纤维素、矿物质。其中青菜作为甲类蔬菜之一，被人们广泛食用。但由于工业废水、废气的排放及农药化肥的滥用，导致蔬菜重金属超标现象时有发生，若长期食用含有重金属的青菜，对人体健康有潜在的安全风险。传统检测蔬菜重金属方法主要有石墨炉原子吸收法(GFAAS)、感应耦合、LIBS(Laser-inducedbreakdownspectroscopy，激光诱导击穿光谱)技术等离子体法(ICP)等，虽然这些方法检测精度高，但需要进行复杂的化学前处理，对操作人员具有较高的技术要求，无法满足蔬菜市场快速流通的需求，且还会带来次生污染。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，本技术所要解决的技术问题在于提出一种青菜重金属检测装置，对青菜样品进行物理处理，具有方法简便、不会带来二次污染、适用性强的优点，同时设置预处理装置，有利于后续获得更好的激光诱导等离子体，提高后续检测装置检测的稳定性与灵敏度。为达此目的，本技术采用以下技术方案：本技术提供了一种青菜重金属检测装置，包括用于对样品进行物理预处理形成预处理样品的预处理装置、用于对所述预处理样品进行重金属检测的检测装置；其中，所述预处理样品添加有重金属水溶液；所述预处理装置位于所述检测装置的一侧；所述检测装置包括用于获取所述预处理样品的第一激光诱导光谱数据的第一获取单元、用于根据所述第一激光诱导光谱数据进行重金属含量分类的分类单元；所述第一获取单元的第一端与所述分类单元电连接。可选地，所述预处理单元包括依次相连的用于对所述样品进行冷冻干燥形成冷冻干燥样品的冷冻干燥机、用于对所述冷冻干燥样品进行粉碎形成第一粉碎样品的第一粉碎机、用于对所述第一粉碎样品添加重金属水溶液形成重金属粉碎样品的混合机、用于对所述重金属粉碎样品进行恒温干燥形成恒温干燥样品的恒温干燥机、用于对所述恒温干燥样品进行粉碎形成第二粉碎样品的第二粉碎机、以及用于对所述第二粉碎样品进行压片形成片状样品的压片机。可选地，所述检测装置还包括用于发出脉冲激光的双脉冲激光器、用于垂直反射所述脉冲激光的反射镜、用于穿孔反射所述脉冲激光的穿孔反射镜、用于聚焦所述脉冲激光的第一平凸透镜、用于承载所述预处理样品的二维旋转平台、用于发出微波脉冲的微波发生器；所述反射镜位于所述双脉冲激光器的一侧，所述穿孔反射镜位于所述反射镜的下方，所述第一平凸透镜位于所述穿孔反射镜的下方，所述二维旋转平台位于所述第一平凸透镜的下方，所述微波发生器位于所述二维旋转平台的一侧。可选地，所述检测装置还包括光纤探头、计算机、第二平凸透镜、以及用于发出时序控制信号的脉冲延时发生器；所述光纤探头位于所述第二平凸透镜的一侧，所述光纤探头通过光纤与所述第一获取单元连接；所述计算机与所述第一获取单元的第二端电连接；所述脉冲延时发生器的第一端与所述双脉冲激光器电连接；所述脉冲延时发生器的第二端与所述第一获取单元的第三端电连接。可选地，所述反射镜的角度配置为45度。可选地，所述检测装置还包括用于获取未添加重金属溶液样品的第二激光诱导光谱数据的第二获取单元、用于对所述第二激光诱导光谱数据进行优化处理过程的优化处理单元；所述第二获取单元的一端与所述优化处理单元的一端电连接，所述优化处理单元的另一端与所述分类单元电连接。可选地，所述第一获取单元配置为光谱仪；所述分类单元配置为预设的基于支持向量机的二分类模型单元。可选地，所述恒温干燥机的温度配置为40度。本技术的有益效果为：本技术提供的一种青菜重金属检测装置，该装置中，首先对青菜样品进行物理处理，具有方法简便、不会带来二次污染的优点，避免像现有技术中采用的石墨炉原子吸收法、感应耦合等离子体方法等对样品进行复杂的化学预先处理而带来的次生污染，同时还可以避免因现有技术预处理方法复杂而无法满足蔬菜市场的快速流通的需求的缺点，而且现有技术对操作人员技术要求较高，因此本技术还可以避免像现有技术需要高技术的操作人员来操作即适用性不强的缺点，同时设置预处理装置，有利于后续获得更好的激光诱导等离子体，提高后续检测装置检测的稳定性与灵敏度。附图说明图1是本技术具体实施方式提供的一种青菜重金属检测装置的结构示意图；图2是本技术具体实施方式提供的一种预处理装置的结构示意图；图3是本技术具体实施方式提供的测试集的测试结果的示意图；图4是本技术具体实施方式提供的预测集的测试结果的示意图。图中：1、预处理装置；2、检测装置；11、冷冻干燥机；12、第一粉碎机；13、混合机；14、恒温干燥机；15、第二粉碎机；16、压片机；20、第一获取单元；21、分类单元；22、双脉冲激光器；23、第一反射镜；24、第二反射镜；25、第一平凸透镜；26、二维旋转平台；27、微波发生器；28、光纤探头；29、计算机；30、第二平凸透镜；31、脉冲延时发生器；32、第二获取单元；33、优化处理单元。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本技术的技术方案。图1示例性地示出了一种青菜重金属检测装置的结构示意图，如图1所示，该装置包括用于对样品进行物理预处理形成预处理样品的预处理装置1、用于对预处理样品进行重金属检测的检测装置2；其中，预处理样品添加有重金属水溶液；预处理装置1位于检测装置2的一侧；检测装置2包括用于获取预处理样品的第一激光诱导光谱数据的第一获取单元20、用于根据第一激光诱导光谱数据进行重金属含量分类的分类单元21；第一获取单元20的第一端与分类单元21电连接。其中，对青菜样品进行物理处理，具有方法简便的优点，避免像现有技术中采用的石墨炉原子吸收法、感应耦合等离子体方法等对样品进行复杂的化学预先处理而带来的次生污染，同时还可以避免因现有技术预处理方法复杂而无法满足蔬菜市场的快速流通的需求的缺点，而且现有技术对操作人员技术要求较高，因此本技术还可以避免像现有技术需要高技术的操作人员来操作即适用性不强的缺点，同时设置预处理装置1，有利于后续获得更好的激光诱导等离子体，提高后续检测装置2检测的稳定性与灵敏度。其中，分类单元21可以配置为基于SVM(SupportVectorMachine，支持向量机)的二分类模型。上述实施中，采用基于SVM的二分类模型进行分类的判别依据是：是否检测到重金属元素的特征谱线，达到分类效果。分类方法为SVM，该方法基于VC维理论与结构风险最小原理，其中核函数选择线性函数，即在多维空间中找寻一个超平面，该超平面的本质为一个实值函数，在这个超平面的基础上附加一个阈值，通过分类函数执行后得到一个值，若该值大于附加阈值，则为一类，比如，可以用1表示，代表未超标；若该值小于附加阈值，则为另一类，比如，可以用0表示，代表超标。其中，附加阈值是系统优化的阈值。第一激光诱导光谱数据在具体实施中，是由多个离散点的幅值组成的信号，优选地，每个样本采集20副光谱，每副光谱是10次激光累积结果，并去除10％的截尾数，即去除强度最大值与最小值，其余取平均值；优选的波长范围为225.02～230.97nm分别包括了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种青菜重金属检测装置，其特征在于：包括用于对样品进行物理预处理形成预处理样品的预处理装置(1)、用于对所述预处理样品进行重金属检测的检测装置(2)；其中，所述预处理样品添加有重金属水溶液；所述预处理装置(1)位于所述检测装置(2)的一侧；所述检测装置(2)包括用于获取所述预处理样品的第一激光诱导光谱数据的第一获取单元(20)、用于根据所述第一激光诱导光谱数据进行重金属含量分类的分类单元(21)；所述第一获取单元(20)的第一端与所述分类单元(21)电连接。

【技术特征摘要】
1.一种青菜重金属检测装置，其特征在于：包括用于对样品进行物理预处理形成预处理样品的预处理装置(1)、用于对所述预处理样品进行重金属检测的检测装置(2)；其中，所述预处理样品添加有重金属水溶液；所述预处理装置(1)位于所述检测装置(2)的一侧；所述检测装置(2)包括用于获取所述预处理样品的第一激光诱导光谱数据的第一获取单元(20)、用于根据所述第一激光诱导光谱数据进行重金属含量分类的分类单元(21)；所述第一获取单元(20)的第一端与所述分类单元(21)电连接。2.如权利要求1所述的一种青菜重金属检测装置，其特征在于：所述预处理装置(1)包括依次相连的用于对所述样品进行冷冻干燥形成冷冻干燥样品的冷冻干燥机(11)、用于对所述冷冻干燥样品进行粉碎形成第一粉碎样品的第一粉碎机(12)、用于对所述第一粉碎样品添加重金属水溶液形成重金属粉碎样品的混合机(13)、用于对所述重金属粉碎样品进行恒温干燥形成恒温干燥样品的恒温干燥机(14)、用于对所述恒温干燥样品进行粉碎形成第二粉碎样品的第二粉碎机(15)、以及用于对所述第二粉碎样品进行压片形成片状样品的压片机(16)。3.如权利要求1所述的一种青菜重金属检测装置，其特征在于：所述检测装置(2)还包括用于发出脉冲激光的双脉冲激光器(22)、用于垂直反射所述脉冲激光的第一反射镜(23)、用于穿孔反射所述脉冲激光的第二反射镜(24)、用于聚焦所述脉冲激光的第一平凸透镜(25)、用于承载所述预处理样品的二维旋转平台(26)、用于发出微波脉冲的微波发生器(27)；所述第一反射镜(23)位于所述双脉冲激光器(22)的一侧，所述第二反射镜(24)位于所述第一反射镜(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚明印，饶刚福，黄林，陈添兵，陈金印，刘木华，林金龙，杨晖，罗子奕，
申请(专利权)人：江西农业大学，
类型：新型
国别省市：江西,36