专利名称：便携式亚硝酸盐快速检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种对蔬菜、水果及其制品中亚硝酸盐含量进行快速测定的便携式仪器。
背景技术：
众所周知，食品中的亚硝酸盐对人体危害很大，由于农田、菜园氮肥的大量使用，致使土壤中的硝态氮含量普遍偏高，经过蔬菜等食品进入人体的亚硝酸根NO2-，可使正常的血红蛋白氧化成高铁血红蛋白而丧失携带氧气的能力，导致人机体内缺氧，引起人体血液缺氧中毒反应，引发高铁血红蛋白症；亚硝酸盐与二级胺结合还可能形成强致癌物亚硝胺，诱发人体消化系统的癌变。因此，控制蔬菜等食品中亚硝酸盐的过多累积，是减少其对人体危害的一个重要途径，这已成为世界各国普遍关注的重要问题。世界卫生组织(WHO)和联合国粮农组织(FAO)1973年规定，亚硝酸盐的允许日摄入量ADI值为0.13mg/kg.d。我国大部分地区蔬菜亚硝酸盐的污染严重，因此，研发一种快速、准确、便携、低成本的检测仪器对控制上市蔬菜中的亚硝酸盐含量有重要意义。
文献中有多种对食品中的亚硝酸盐含量进行测定的方法报道，可以采用多种仪器。如文献姚巍，徐淑坤撰写的“流动注射-毛细管电泳直接紫外测定环境水中硝酸根和亚硝酸根”(《分析化学》，2002，30(7)836-838)提出了毛细管电泳法，紫外检测器在205nm处进行检测，可在数分钟内完全分离硝酸根、亚硝酸根离子。但这些测定系统需要大中型仪器设备支持和交流电源进行供电，检测操作烦琐，无法实现仪器的小型化和便携化。
目前国内测定NO2-的标准方法为重氮偶合法(国标GB/T13580.7-92)，在稀磷酸介质中，NO2-与对氨基苯酰胺(或对氨基苯磺酸)反应生成重氮盐，再与N-(1-萘)-乙二胺(或α-萘胺)偶联生成红色染料，用分光光度计进行测定。以这种方法和仪器进行测定时，要求做出工作曲线而后根据曲线进行浓度判定，对操作的专业化程度要求很高，而且该法同样存在仪器体积庞大，无法进行现场操作等弊病，不利于实际应用。检测周期长更是这些大型仪器的特点，这不利于待检测的蔬菜的及时上市。
根据检索可知国内尚未研制出便携、快速、低成本的针对蔬菜中残余亚硝酸盐进行快速测定的仪器。由于蔬菜中，亚硝酸盐的含量很低，根据国标GB/T 15401-94的标准处理方法，处理后的样品中，亚硝酸盐含量一般会降至10ppb级，这样现有的所有商品化的快速检测仪，由于达不到这么低的检测极限，无法对这么低浓度的样品进行准确测定。无法对蔬菜类食品中的亚硝酸盐是否超标做出判定，就无法消除食用此类食品时对人体造成的危害。
发明内容
本实用新型目的在于提出了一种便携式亚硝酸盐快速检测仪新的电路设计和结构设计。
本实用新型的技术方案为发光二极管和光电池分别固定在固定支架上，比色皿固定槽位于光电池与发光二极管之间，光电池与发光二极管皆与线路板相连，电池盒内的电池亦与线路板相连，仪器面板上的液晶显示屏、开关按钮、调零按钮和测定按钮均和线路板相连，在线路板上，光电池回路与AD转换相连，AD转换与微控制器相连接。
根据对多种测定方法的比对，选择分光光度法作为本实用新型的测定原理。根据分光光度法，对单一组分的测定只需选择波长较为单一的光源。以波长较为单一，体积小巧的高亮度发光二极管(LED)为仪器光源，取代传统分光光度计中的氘灯、钨灯和光栅，可以极大缩小灯源体积。在光信号外理上，以体积小、稳定和灵敏的光电池取代传统的光电倍增管减小了仪器体积和电源消耗，提高了仪器的灵敏度。仪器由单片机控制，液晶显示屏液晶显示，电路采用印刷线路板，极大地缩小了整机体积(＜15×12×4cm)。
光路中以LED为光源，光电池为光接收管，电路主要由单片机和控制模块构成，能耗很低，可以采用电池为供电电源，仪器不依赖于交流电源进行工作，可以方便带往现场进行检测，实现了仪器的便携化。
在单片机中，固化了标准样品的工作曲线，采用比对法可以方便地得出样品浓度。LED和光电池的电路中分别加入了稳流和稳压模块，仪器开机后可以迅速稳定，测量结果精确，检测限低，单个样品的测定周期仅需数秒。
仪器结构简单，所涉及的部件体积小巧，极大地缩小了仪器的体积和重量，使仪器真正实现便携化，仪器面板上控制按钮少，测定时比色皿可自由地放入和取出仪器中，操作简单方便，非专业人员也能熟练进行操作。该仪器能在现场检测中迅速对样品内亚硝酸盐含量是否超标做出准确判断。
本实用新型具有体积小，检测速度快，操作简单，携带方便、小型化、测定周期短和测量精度高的特点。
及实施例
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型俯视图图2是本实用新型正视剖图图3是本实用新型侧视剖图图4是本实用新型的光路图图5是本实用新型的电路原理图图6是本实用新型的程序控制框图图1～4中，1.光电池，2.测定按钮，3.机体，4.线路板，5.比色皿固定槽，6.固定支架，7.发光二极管，8.比色皿放入孔，9.液晶显示屏，10.仪器面板，11.开关按钮，12.调零按钮，13.电池盒，14.比色皿，15.驱动模块，16.电源模块，17.信号处理，18.AD转换，19.微控制器，20.显示模块，21.键盘。
在图1中，线路板4、比色皿固定槽5和固定支架6都固定于仪器机体3的底板上，比色皿固定槽5的凹孔的横截面与比色皿放入孔8的大小形状一致，比色皿放入以后，可以固定于比色皿固定槽5中。发光二极管7和光电池1正对并分别固定于固定支架6上。
在图2中，液晶显示屏9镶嵌于仪器面板10上，开关按钮11、调零按钮12和测定按钮2依次安装于面板上的三个圆孔中，在面板的左下方开一正方形的比色皿放入孔8，作为测定时比色皿的入口。
在图3中，电池盒13固定于仪器机体3的底板上。
在图4中，光线从发光二极管7发出，经过固定于比色皿固定槽5的比色皿14后，正射进入光电池1中。其中的比色皿14可以自由取出，该光路设计简约，光信号稳定。
在图5中，驱动模块15、信号处理17、AD转化18和微控制器19均固定于线路板4上，由电源模块16供给整机电源，该模块针对不同的使用元件，通过稳压、整流后输出。发光二极管7由驱动模块15供给稳定的电流，确保发光的稳定性。发光二极管7与光电池1位于同一轴线上。发光二极管7采用的是发光峰值为500～580nm的发光二极管，亚硝酸盐样品对这一波段的光吸收最大。光电池1是采用可接受光波长在30～1050nm之间的广谱接受管。光电池1可以接受30～1050nm的光波，当光电池1接受来自发光二极管7的光线以后，将其转化为电流，再经信号处理17后，成为稳定的电压输出，由AD转换18使之成为模拟信号，把模拟信号输入微控制器19进行计算分析，线路板4上的微控制器19内预先固化了亚硝酸盐的标准工作曲线，经过比对后，分析的结果由显示模块20给出。仪器中各模块均由微控制器19控制。通过键盘21的输入，可以和微控制器进行对话，控制测定和比对等操作。仪器的工作流程，参见图6程序控制框图。
权利要求1.便携式亚硝酸盐快速检测仪，其特征是发光二极管(7)和光电池(1)分别固定在固定支架(6)上，比色皿固定槽(5)位于光电池(1)与发光二极管(7)之间，光电池(1)与发光二极管(7)皆与线路板(4)相连，电池盒(13)内的电池亦与线路板(4)相连，仪器面板(10)上的液晶显示屏(9)、开关按钮(11)、调零按钮(12)和测定按钮(2)均和线路板(4)相连，在线路板(4)上，光电池(1)回路与AD转换(18)相连，AD转换(18)与微控制器(19)相连接。
2.根据权利要求1所述的便携式亚硝酸盐快速检测仪，其特征是发光二极管(7)与光电池(1)位于同一轴线上。
3.根据权利要求1所述的便携式亚硝酸盐快速检测仪，其特征是发光二极管(7).采用的是发光峰值为500～580nm的发光二极管。
4.根据权利要求1所述的便携式亚硝酸盐快速检测仪，其特征是光电池(1)是采用可接受光波长在30～1050nm之间的广谱接受管。
5.根据权利要求1所述的便携式亚硝酸盐快速检测仪，其特征是线路板(4)上的微控制器(19)内预先固化了亚硝酸盐的标准工作曲线。
专利摘要本实用新型公开了一种便携式亚硝酸盐快速检测仪，它涉及一种对蔬菜、水果及其制品中亚硝酸盐含量进行快速测定的便携式仪器。本实用新型中发光二极管和光电池分别固定在固定支架上，比色皿固定槽位于光电池与发光二极管之间，光电池与发光二极管皆与线路板相连，电池盒内的电池亦与线路板相连，仪器面板上的液晶显示屏、开关按钮、调零按钮和测定按钮均和线路板相连，在线路板上，光电池回路与AD转换相连，AD转换与微控制器相连接。微控制器对AD给出的模拟信号与固化在微控制器内的亚硝酸盐标准样品工作曲线数据进行比较，给出样品浓度。本实用新型具有体积小，检测速度快，操作简单，携带方便、小型化、测定周期短和测量精度高的特点。
文档编号G01N21/31GK2685871SQ20042003819
公开日2005年3月16日 申请日期2004年1月16日 优先权日2004年1月16日
发明者陈国南, 谢增鸿, 黄耀志, 王伟, 叶芳贵 申请人:福州大学