[实用新型]一种快速检测液态食品中添加剂的光声装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及食品安全检测领域，具体涉及一种快速检测液态食品中添加剂的光声装置。

背景技术

随着经济的发展，科学技术的进步，人类生活条件的改善，无公害、绿色、有机食品备受消费者的青睐。同时，人们也逐渐增强了安全和保健意识，食品安全问题越来越受到人们的关注。食品安全是一个遍及全球的公共卫生问题，不仅直接关系人类的健康生存，而且还严重影响着经济和社会的发展。但是随着经济和科技的发展，食品安全却并未得到相应的保证，依然有很多食品添加剂存在于我们日常必需的食品中，并且有相当一部分非法添加剂含量严重超标，甚至出现一些添加剂无法进行检测的尴尬局面。食品添加剂是食品工业中不可缺少的辅料，它可以改善风味、调节营养成分、防止食品变质，从而提高质量，使加工食品丰富多彩，满足消费者的各种需求，但有某些不法商贩为了使产品达到价格低廉、色香味俱全滥用、超量使用各种食品添加剂。近年来由于食品添加剂的违规使用引发的食品安全问题层出不穷，使得添加剂的使用和食品安全成为了政府监管机构、新闻媒体和老百姓关注的焦点。目前，测定添加剂的方法有高效液相色谱法、气相色谱法、薄层色谱法、毛细管电泳法等。这些传统的方法虽然取得了一定的效果，但它们都是对食品进行破坏性检测，而且需要复杂的样品预处理，导致检测稳定性不高、成本昂贵，且需要具备一定的化学检验知识的人员才能正确操作完成。一些传统的无损检测方法也逐渐应用于食品安全检测，代表性的方法有：近、中红外吸收光谱法、拉曼光谱法和超声检测法等。虽然能实现无损快速检测，但是对于近、中红外吸收光谱法而言，由于被测食品对入射光容易产生光散射，这点对于粉状和颗粒状食品显得更加突出，这些散射光极大的制约了与食品添加剂含量相关的光谱信息测量，使得测量准确度、稳定度不高；对于拉曼光谱法而言，拉曼散射强度容易受光学系统参数等因素的影响，同时被测物体本身的组分对拉曼光谱的影响也较大；而对于超声检测法而言，其空间分辨率受到限制而无法得到有效提高。

发明内容

为了克服上述检测方法的不足，本实用新型专利提出了一种快速检测液态食品中添加剂的光声装置。

本实用新型装置包括激光激发单元、样品测试单元、探测单元、信号处理单元。

所述的激光激发单元沿光传播方向依次由激光器、第一光阑、滤光片、第一聚焦透镜、第二光阑、准直透镜和第二聚焦透镜构成。

所述的激光器由波长可调脉冲激光器构成。所述滤光片由近红外高通或带通滤光片构成。

所述的样品测试单元由下至上依次由样品托架和样品池构成。

所述的样品托架为升降台，可以手动进行上下和水平位置移动；所述的样品池为石英或玻璃材料制成的比色皿容器，比色皿的底座固定于样品托架上。

样品预处理：对于液态的食品，比如：各种液态饮品，无需对这种类型的待测样品进行预处理，直接可以放入样品池进行测试。

所述的探测单元为聚焦超声探测器。

所述的信号处理单元由前置电压放大器（4-1）、数字示波器（4-2）、GPIB-USB I/O卡（4-3）、计算机（4-4）依次电气连接构成。

本实用新型的一种快速检测液态食品中添加剂的光声装置，使用前，为了消除激光器能量不稳定因素，激光器先提前开机预热约1小时。激光器完成预热后，将被测样品滴入样品池中，再将激光器脉冲重复频率设为20Hz, 能量输出先调至约50%，输出波长范围调至1000-2500nm。光束从激光器发出，经过第一光阑消除光源高频散射光，再经过滤光片滤除近红外以外的可见光，滤波后的光经第一聚焦透镜、第二光阑和准直透镜构成的光学4F系统，将激光器发出的光形成一标准的平行窄带光束，最后经过第二聚焦透镜，将入射激光的光斑聚焦至样品池的被测样品内，由于被测食品对入射光的吸收，使得局部能量沉积，并产生体积膨胀进而产生超声机械波向四周扩散出去，置于样品池外壁的聚焦探测器捕获这些向外弛豫的超声波信号后，转换成对应超声强度大小的电压信号，经前置电压放大器放大后，由数据示波器将放大的信号采集并转换成数字信号，由GPIB I/O数字卡经GPIB-USB总线送入计算机进行数据存储以及数据分析软件进行编程处理。

本实用新型的一种快速检测液态食品中添加剂的光声装置，与其他技术相比，具有以下有益的效果：

(1)                  由于本实用新型采用光声检测技术，兼具了纯光学检测技术高分辨率和纯超声检测技术高对比度的优点，使得检测精度更高。