[发明专利]基于近红外光谱分析的蔬菜水果农药化肥残留检测装置及检测方法

权利要求书

1.一种基于近红外光谱分析的蔬菜水果农药化肥残留检测装置，其特征在于包括光源、单色仪、探测器以及数字信号处理系统；其中，所述光源用于产生足够功率的辐射光束, 辐射光束经过探测器探头照射到蔬菜、水果洗涤液表面，由洗涤液返回的漫反射光经由探测器探头送至单色仪；所述单色仪是用来从具有复杂光谱组成的光源中或从连续光谱中分离出不同波长的单色光的仪器，单色仪使能够表征某一物质的特定波长的漫反射光通过，并滤除掉其他的光线；单色仪对入射的辐照光束一次性筛选出能够表征农药化肥中某种组分的散射光；所述探测器由光敏元件构成，用于检测经单色仪筛选出的特定光信号，并将光信号转变为电信号，最终以数字信号形式输出；所述数字信号处理系统对采集到的数字信号进行处理，得出相对应的某一表征体征的物质含量。

2.根据权利要求1所述的基于近红外光谱分析的蔬菜水果农药化肥残留检测装置，其特征在于所述单色仪是一套光学参数不同的棱镜单色仪、光栅单色仪或者滤光片分光单色仪。

3.根据权利要求1所述的基于近红外光谱分析的蔬菜水果农药化肥残留检测装置，其特征在于所述数据处理系统集成在单片机中。

4.根据权利要求1所述的基于近红外光谱分析的蔬菜水果农药化肥残留检测装置，其特征在于所述数据处理系统在使用前先针对每一种被测物质测定一系列参数值，得到漫反射光强度与该物质活性浓度的函数关系，建立关联模型，进而对对洗涤液样品进行检测。

5.基于权利要求1-4之一所述的基于近红外光谱分析的蔬菜水果农药化肥残留检测装置的检测方法，其特征在于具体步骤如下：

步骤：A、选取一组已知浓度的农药化肥的溶液样品作为校准集，测出其近红外光谱强度，建立该物质浓度与近红外光谱强度之间的定量数学模型，也称校准模型；

步骤B、再取另一组已知浓度的该物质作为预测集，将预测样品的近红外光谱代入校准模型，得到样品的预测值，用预测值和实际样品活性浓度之间的相关系数和相对标准偏差来衡量所建校准模型的可靠程度，对校准模型不断进行训练，得到相关度最优的该种物质的强度—浓度关联模型，并将每种检测物质的关联模型存储在装置的数据处理系统中；

步骤C、根据所要检测的不同物质，选定相应的光信号处理系统以及强度—浓度关联模型，利用蔬菜水果洗涤液样品进行某项指标的检测；

步骤D、检测完一项指标后，如需检测另外一种物质，则更换事先已经制作好的光学处理部分，改变滤出光线的波长。

6.根据权利要求5所述的检测方法，其特征在于所述物质样品为农药化肥中的某些组分，包括汞离子、铜离子。

7.根据权利要求5所述的检测方法，其特征在于在步骤A中，通过大量对同一物质不同浓度样品的近红外光谱分析，得到能够表征其浓度的近红外光谱谱峰并选出相应的单色仪参数，并建立相应的计算模型。

8.根据权利要求5所述的检测方法，其特征在于在步骤A或步骤B中，使用偏最小二乘回归法分析物质浓度和近红外谱峰强度以及建立计算模型。