[发明专利]基于光斑几何量测量的农药残留检测方法

摘要

本发明基于光斑几何量测量的农药残留检测方法属于食品安全、农药检测技术领域；该方法依次进行以下步骤：制备溶液、倒入储液仓、平行光照射、确保有一个针孔被点亮、在所述针孔被点亮的基础上使平行光中心与针孔重合、得到光斑的大小或/和位置、判断被点亮的针孔坐标、判断储液仓出射平行光相对于入射平行光的横向位移、得到溶液的折射率、最后得到农药残留量；本发明发现了农药溶液浓度不同时，会改变溶液折射率的特性，进而提供了一种全新的农药残留检测技术手段。

主权项

1.基于光斑几何量测量的农药残留检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤a、用透明溶剂提取农药残留，形成以农药为溶质、透明溶剂为溶剂的溶液；步骤b、将步骤a得到的溶液倒入储液仓（1）中；步骤c、用与光轴方向平行的平行光从孔外侧向储液仓（1）中照射；步骤d、上下移动针孔阵列板（2），通过图像传感器（4）能够获得光斑，确保有一个针孔被点亮；步骤e、在步骤d的基础上，先向上移动针孔阵列板（2）直到没有针孔被点亮，记录针孔阵列板（2）的位置；再向下移动针孔阵列板（2）直到没有针孔被点亮，记录针孔阵列板（2）的位置；步骤f、取步骤e记录两个位置的中间位置，将孔阵列板（2）移动到中间位置；步骤g、在步骤f的基础上，得到图像传感器（4）上光斑的大小或/和位置；步骤h、根据步骤g得到的图像传感器（4）上光斑的大小或/和位置，判断被点亮的针孔坐标；光斑的大小或/和位置与针孔坐标的对应关系，通过标定的方法得到；步骤i、根据被点亮的针孔坐标，判断储液仓（1）出射平行光相对于入射平行光的横向位移；针孔坐标与横向位移之间的对应关系，通过标定的方法得到；步骤j、根据步骤i得到的横向位移，得到溶液的折射率；横向位移与折射率之间的对应关系，通过标定的方法得到；步骤k、根据溶液的折射率，得到农药残留量；折射率与农药残留量之间的对应关系，通过标定的方法得到；所述基于光斑几何量测量的农药残留检测方法在基于光斑几何量测量的农药残留检测装置上实现，所述基于光斑几何量测量的农药残留检测装置，在内表面设置有黑色绒布的暗箱中依次放置储液仓（1）、针孔阵列板（2）、傅里叶透镜（3）、图像传感器（4）、计算机（5）和位移驱动器（6）；所述储液仓（1）相对于光轴倾斜放置，储液仓（1）的外侧设置有向垂直于光轴平面投影为圆形的孔，与光轴方向平行的平行光从孔外侧向储液仓（1）中照射，储液仓（1）内部装有农药残留提取液；所述针孔阵列板（2）垂直于光轴方向固定放置，针孔阵列板（2）上分布有多个纵横方向排列的针孔，相邻两个针孔之间的距离相等，且不小于孔向垂直于光轴平面投影的直径；所述傅里叶透镜（3）垂直于光轴方向固定放置，且针孔阵列板（2）位于傅里叶透镜（3）的第一焦面位置；所述图像传感器（4）垂直于光轴方向固定放置，且位于傅里叶透镜（3）的第二焦面位置；所述计算机（5）用于接收来自图像传感器（4）传递来的光斑图像，并通过测量光斑几何量得到控制信号，并将控制信号传递给位移驱动器（6）；所述位移驱动器（6）用于驱动针孔阵列板（2）在其所在平面内上下移动；与光轴方向平行的平行光从孔外侧向储液仓（1）中照射，由于受农药残留提取液的作用发生折射，从储液仓（1）出射的光束为相对于入射平行光存在横向位移的平行光，通过调整针孔阵列板（2）的位置，实现平行光的中心与针孔阵列板（2）中的一个针孔重合，该针孔被平行光照亮；所述的位移驱动器（6）包括设置在针孔阵列板（2）两侧的第一夹持端（61）和第二夹持端（62）；所述第一夹持端（61）的截面为“工”形，所述“工”形面向针孔阵列板（2）的豁口通过螺钉将针孔阵列板（2）固定，背向针孔阵列板（2）的豁口设置有与针孔阵列板（2）同面的滚轮（63）；所述第二夹持端（62）面向针孔阵列板（2）的方向设置有豁口，并通过螺钉将针孔阵列板（2）固定，背向针孔阵列板（2）的方向设置有齿条结构，与针孔阵列板（2）所在平面垂直的两个方向均设置有豁口，并设置有与针孔阵列板（2）垂直的滚轮（63）；所有滚轮（63）的外侧均设置有截面为“凹”形的滑道（64），滚轮（63）在滑道（64）中滚动；于齿条结构相配合的齿轮（65）安装在驱动电机（66）的转轴上；电机（66）的转轴带动齿轮（65）转动，进而通过驱动齿条结构使第一夹持端（61）和第二夹持端（62）夹持针孔阵列板（2）在滑道（64）中滑行，进而实现针孔阵列板（2）在其所在平面内上下移动。