[發(fā)明專利]一種食品中痕量重金屬的檢測系統(tǒng)及其檢測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811630617.6
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109520967A
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張周強(qiáng);曹亞斌;王飛雷;閔渭興;胥光申;白斯豪
• 申請（專利權(quán)）人: 西安工程大學(xué)
• 主分類號: G01N21/359
• 分類號: G01N21/359;G01N21/01
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 談耀文

本發(fā)明公開了一種一種食品中痕量重金屬的檢測方法，其特征在于，利用近紅外激光器的照射控制柔性光柵的伸縮，使柔性光柵可以透過不同波長的光線；再利用聲光調(diào)制器對透過柔性光柵的光的光強(qiáng)進(jìn)行調(diào)制，使該光的變化頻率與石英音叉的共振頻率一致，并照射至待檢測物；待檢測物表面的反射光由凹面鏡收集并將收集到的反射光聚焦到石英音叉，使石英音叉產(chǎn)生共振；再利用亞納米外差干涉系統(tǒng)檢測石英音叉的振幅，對石英音叉的振幅進(jìn)行分析，即可獲得被檢測物的吸收光譜。本發(fā)明測量方法無輻射、成本低、檢測時間短，完全適用于食品痕量重金屬污染的檢測。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光聲光譜檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種食品中痕量重金屬的檢測系統(tǒng)及其檢測方法。

背景技術(shù)

重金屬元素(如鉛、鎘、汞等)的富集性很強(qiáng)且很難降解，即使食品中的重金屬濃度很低，長時間食用也會危及人體健康。

目前，食品安全檢測中對于重金屬污染的檢測使用的主要手段有：紫外-可見分光光度計、液相色譜分析儀、酶抑制劑、電化學(xué)重金屬分析儀等。紫外-可見分光光度計的檢測方法靈敏度低，受譜線重疊的干擾，應(yīng)用范圍有限；液相色譜分析儀存在色譜分離時間長，樣品前處理過程復(fù)雜的問題，且能與重金屬形成穩(wěn)定有色絡(luò)合物的化學(xué)試劑有限；酶抑制劑檢測法操作簡單，但對重金屬具有特異性的酶種類少，可檢測的重金屬種類有限；電化學(xué)重金屬分析儀所使用的汞電極容易對環(huán)境造成污染，且無法對固體粉狀物進(jìn)行實(shí)時檢測。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一個目的是提供一種食品中痕量重金屬的檢測方法，具有無輻射、檢測時間短的特點(diǎn)。

本發(fā)明的第二個目的是提供一種食品中痕量重金屬的檢測系統(tǒng)，具有無輻射、檢測時間短的特點(diǎn)。

本發(fā)明所采用的第一個技術(shù)方案是，一種食品中痕量重金屬的檢測方法，其特征在于，利用近紅外激光器的照射控制柔性光柵的伸縮，使柔性光柵可以透過不同波長的光線；再利用聲光調(diào)制器對透過柔性光柵的光的光強(qiáng)進(jìn)行調(diào)制，使該光的變化頻率與石英音叉的共振頻率一致，并照射至待檢測物；待檢測物表面的反射光由凹面鏡收集并將收集到的反射光聚焦到石英音叉，使石英音叉產(chǎn)生共振；再利用亞納米外差干涉系統(tǒng)檢測石英音叉的振幅，對石英音叉的振幅進(jìn)行分析，即可獲得被檢測物的吸收光譜。

本發(fā)明的特點(diǎn)還在于：

具體按照以下步驟實(shí)施：

步驟1：利用依次連接的計算機(jī)、單片機(jī)及近紅外激光器，實(shí)現(xiàn)近紅外激光器的脈沖開關(guān)功能；驅(qū)動柔性光柵的柵距進(jìn)行周期性變化；

步驟2：將寬帶光源發(fā)出的光照射至柔性光柵；通過柔性光柵柵距的周期性變化對寬波長的光進(jìn)行空間調(diào)制，使寬波長的光變?yōu)椴ㄩL連續(xù)變化的連續(xù)光；

步驟3：通過聲光調(diào)制器將步驟2得到的連續(xù)光調(diào)制為光強(qiáng)按一定頻率變化的光a，該頻率與石英音叉的共振頻率一致；將光a照射至待測物；

步驟4：利用凹面鏡收集待測物表面的反射光，并將反射光聚焦至石英音叉，使石英音叉產(chǎn)生共振；其中，待測物對不同波長的光吸收程度不同，石英音叉的振幅會隨光的波長的變化而變化；

步驟5：將亞納米外差干涉系統(tǒng)中的探測光照射到石英音叉；探測光在石英音叉上發(fā)生反射，形成反射光束；反射光束的頻率會隨石英音叉的振動發(fā)生頻移；其中，探測光由亞納米外差干涉系統(tǒng)中的分光器發(fā)出；

步驟6：反射光束經(jīng)過1/4波片后與參考光束在偏振分光鏡處發(fā)生干涉；其中，1/4波片、偏振分光鏡均為亞納米外差干涉系統(tǒng)中的組成器件；參考光束由亞納米外差干涉系統(tǒng)中的分光器發(fā)出；

步驟7：將步驟6中干涉后的光信號通過光電探測器變?yōu)殡娦盘枺υ撾娦盘栠M(jìn)行處理，得到以入射光波長為橫坐標(biāo)、以石英音叉振幅為縱坐標(biāo)的坐標(biāo)圖；根據(jù)待測物的吸收光譜可判斷出待測物體是否含有痕量重金屬。