一种无糖可乐中阿斯巴甜含量的快速检测装置制造方法
【专利摘要】一种无糖可乐中阿斯巴甜含量的快速检测装置，包括数据存储装置、CCD光谱仪、光路切换器、反射准直透镜、透射准直透镜、滤光片、载物台、反射镜、分束镜及光源；其中，数据存储装置与CCD光谱仪连接，CCD光谱仪与光路切换器连接，光路切换器分别与反射准直透镜和透射准直透镜连接；并在反射准直透镜前端设置有滤光片，透射准直透镜前端设置有载物台，待测样本置于载物台上；另外，将光源设置在分束镜的前端，反射镜设置在分束镜的一侧，且分束镜位于载物台的前端，反射镜位于滤光片的前端。本实用新型具有无需样品预处理、快速实时检测的优点，且操作过程简便，耗时低，有效提高了工作效率，同时降低了人工劳动强度和生产成本。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及食品【技术领域】，具体为一种无糖可乐中阿斯巴甜含量的快速检测 装直。 -种无糖可乐中阿斯巴甜含量的快速检测装置
【背景技术】
[0002] 阿斯巴甜是一种非碳水化合物类的人造甜味剂，其甜味是一般蔗糖的200倍。目 前，国际上对阿斯巴甜的安全性存在很大的争议，有科学家认为阿斯巴甜会对人体造成重 大危害，而无糖可乐是将阿斯巴甜作为甜味剂代替糖分加入可乐饮料中，由于阿斯巴甜甜 味高和热量低，使得无糖可乐备受人们的欢迎。为保护人体健康，消除阿斯巴甜对人体的潜 在危害，有必要对无糖可乐中的阿斯巴甜含量进行监测，以保证将阿斯巴甜的含量控制在 安全范围内。
[0003] 目前，食品中阿斯巴甜的检测方法主要有高效液相色谱法、气相色谱法、高效毛细 管电泳法、滴定法及方波伏安法等；然而上述检测方法存在操作过程繁琐、耗时长、成本高 等缺点，不能实现现场快速检测，工作效率低，且人工劳动强度大。 实用新型内容
[0004] 本实用新型所解决的技术问题在于提供一种无糖可乐中阿斯巴甜含量的快速检 测装置，以解决上述【背景技术】中的缺点。
[0005] 本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
[0006] -种无糖可乐中阿斯巴甜含量的快速检测方法，首先收集具有代表性的无糖可乐 样本，而后通过分析处理建立无糖可乐中阿斯巴甜含量的定标模型，最后将待测无糖可乐 的阿斯巴甜含量检测经过处理后输入定标模型中，可快速获得待测无糖可乐的阿斯巴甜含 量，具体步骤如下：
[0007] 1)收集不同厂家及不同生产时间具有代表性的无糖可乐样本；
[0008] 2)采集步骤1)中收集的无糖可乐样本的近红外光谱，采用自适应模糊神经网络消 除无糖可乐样本光谱的噪声信号，并对去噪后的无糖可乐样本光谱进行微分处理，即得无 糖可乐样本光谱信号集合；
[0009] 3)测定步骤1)中收集的无糖可乐样本中的阿斯巴甜真实含量，得无糖可乐样本阿 斯巴甜真实含量值集合；
[0010] 4)对步骤2)中获得的无糖可乐样本光谱信号集合，采用无信息变量消除法去除无 糖可乐样本光谱信号中的无用波长变量，再利用竞争性自适应重加权法获取无糖可乐样本 光谱信号中阿斯巴甜的特征波长，并提取无糖可乐样本光谱信号中阿斯巴甜特征波长的光 谱值，得样本阿斯巴甜特征波长光谱值集合；
[0011] 5)应用粒子群优化-最小二乘支持向量机法将步骤4)中获得的样本阿斯巴甜特 征波长光谱值与步骤3 )中阿斯巴甜的真实含量值进行关联，进而建立无糖可乐中阿斯巴甜 含量的定标模型；
[0012] 6)采集待测无糖可乐的近红外光谱，采用自适应模糊神经网络消除待测无糖可乐 光谱的噪声信号，并对去噪后的待测无糖可乐光谱进行微分处理，得待测无糖可乐光谱信 号；
[0013] 7)对步骤6)中获得的待测无糖可乐光谱信号，提取阿斯巴甜特征波长的光谱值， 得待测无糖可乐阿斯巴甜特征波长的光谱值；
[0014] 8)将步骤7)获得的待测无糖可乐阿斯巴甜特征波长的光谱值输入至步骤5)所建 立的定标模型中，即获得待测无糖可乐的阿斯巴甜含量。
[0015] 在本实用新型中，所述步骤3)中对步骤1)中收集的无糖可乐样本中的阿斯巴甜 真实含量测定采用国家标准方法GB/T 22254-2008。
[0016] 一种无糖可乐中阿斯巴甜含量的快速检测装置，基于上述无糖可乐中阿斯巴甜含 量的快速检测方法，其包括数据存储装置、CCD光谱仪、光路切换器、反射准直透镜、透射准 直透镜、滤光片、载物台、反射镜、分束镜及光源；其中，数据存储装置与CCD光谱仪连接， C⑶光谱仪与光路切换器连接，光路切换器分别与反射准直透镜和透射准直透镜连接；并 在反射准直透镜前端设置有滤光片，透射准直透镜前端设置有载物台，待测样本置于载物 台上；另外，将光源设置在分束镜的前端，反射镜设置在分束镜的一侧，且分束镜位于载物 台的前端，反射镜位于滤光片的前端。
[0017] 在本实用新型中，数据存储装置为存储器，便于移动携带。
[0018] 在本实用新型中，数据存储装置为计算机，便于实现检测数据在线上传。
[0019] 在本实用新型中，滤光片为中性密度滤光片，其对各种不同波长光线的减少能力 是同等、均匀的，只起到减弱光线的作用，而对原物体的颜色不会产生任何影响，便于反射 准直透镜成像。
[0020] 在本实用新型中，光路切换器通过光纤分别与反射准直透镜和透射准直透镜连 接。
[0021] 在本实用新型中，C⑶光谱仪通过光纤与光路切换器连接。
[0022] 在本实用新型中，检测时，首先将待测样本置于载物台上，然后调整光路切换器， 同时打开光源，光源产生的光束经分束镜后，一半光束被反射，成为反射光束，一半光束被 透射，成为透射光束；反射光束被反射镜反射后，经滤光片进入反射准直透镜，通过光纤进 入光路切换器由CCD光谱仪采集反射光束的近红外光谱，并保存在数据存储装置中；再次 调整光路切换器，使透射准直透镜与光路切换器连接，透射光束照射到待测样本，透过待测 样本的光线进入透射准直透镜，经光纤进入光路切换器由CCD光谱仪7采集待测样本的近 红外光谱，并保存在数据存储装置中；数据存储装置对比两者数据值，即可快速获得待测样 本的阿斯巴甜含量。
[0023] 有益效果：本实用新型具有无需样品预处理、快速实时检测的优点，且操作过程简 便，耗时低，有效提高了工作效率，同时降低了人工劳动强度和生产成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0024] 图1为本实用新型较佳实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0025] 为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下 面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
[0026] 参见图1的一种无糖可乐中阿斯巴甜含量的快速检测装置，包括反射镜1、中性密 度滤光片2、反射准直透镜3、光纤4、光路切换器5、光纤6、CCD光谱仪7、计算机8、光纤9、 透射准直透镜10、载物台11、待测样本12、透射光束13、分束镜14、光束15、光源16及反射 光束17。
[0027] 在进行检测实验前，首先采集260个不同厂家及不同生产时间的代表性无糖可 乐样本的近红外光谱，并对260个样本的近红外光谱进行处理：1)采用自适应模糊神经网 络消除样本光谱的噪声信号，并对去噪后的样本光谱进行微分处理；2)按照国家标准方法 GB/T 22254-2008测定260个无糖可乐样本中的阿斯巴甜真实含量；3)对微分处理后的样 本光谱，采用无信息变量消除法去除样本光谱中无用的波长变量，再利用竞争性自适应重 加权法获取样本阿斯巴甜的特征波长，并提取样本光谱中阿斯巴甜特征波长的光谱值；4) 应用粒子群优化-最小二乘支持向量机法将样本光谱中阿斯巴甜特征波长的光谱值与阿 斯巴甜的真实含量值进行关联，建立无糖可乐中阿斯巴甜含量的定标模型，并输入至计算 机8内。
[0028] 而后将待测样本12置于载物台11上，调整光路切换器5,使光纤4与光纤6连通； 同时打开光源16,光源16产生的光束15经分束镜14后，50%的光束15被反射，成为反射 光束17, 50%的光束15被透射，成为透射光束13 ;反射光束17被反射镜1反射后，透过中 性密度滤光片2进入反射准直透镜3,再经过光纤4、光路切换器5及光纤6,由(XD光谱仪 7采集反射光束17的近红外光谱，并保存在计算机8里；再次调整光路切换器5,使光纤9 与光纤6连通，透射光束13照射到待测样本12,透过待测样本12的光线进入透射准直透镜 10,再经光纤9、光路切换器5及光纤6,由(XD光谱仪7采集待测样本12的近红外光谱，并 保存在计算机8里。
[0029] 在本实施例中，为消除光源16波动的影响，将待测样本12的近红外光谱除以反射 光束17的近红外光谱，作为待测样本12的最终近红外光谱。
[0030] 对待测样本12的近红外光谱进行处理：1)采用自适应模糊神经网络消除样本光 谱的噪声信号，并对去噪后的样本光谱进行微分处理；2)对微分处理后的样本光谱，提取阿 斯巴甜特征波长的光谱值；3)将阿斯巴甜特征波长的光谱值输入至计算机8内所建立的定 标模型中，即可获得待测样本12的阿斯巴甜含量。
[0031] 以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的 技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说 明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化 和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所 附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1. 一种无糖可乐中阿斯巴甜含量的快速检测装置，包括数据存储装置、CCD光谱仪、光 路切换器、反射准直透镜、透射准直透镜、滤光片、载物台、反射镜、分束镜及光源；其特征在 于，数据存储装置与CCD光谱仪连接，CCD光谱仪与光路切换器连接，光路切换器分别与反 射准直透镜和透射准直透镜连接；并在反射准直透镜前端设置有滤光片，透射准直透镜前 端设置有载物台，待测样本置于载物台上；另外，将光源设置在分束镜的前端，反射镜设置 在分束镜的一侧，且分束镜位于载物台的前端，反射镜位于滤光片的前端。
2. 根据权利要求1所述的一种无糖可乐中阿斯巴甜含量的快速检测装置，其特征在 于，数据存储装置为存储器。
3. 根据权利要求1所述的一种无糖可乐中阿斯巴甜含量的快速检测装置，其特征在 于，数据存储装置为计算机。
4. 根据权利要求1所述的一种无糖可乐中阿斯巴甜含量的快速检测装置，其特征在 于，滤光片为中性密度滤光片。
5. 根据权利要求1所述的一种无糖可乐中阿斯巴甜含量的快速检测装置，其特征在 于，光路切换器通过光纤分别与反射准直透镜和透射准直透镜连接。
6. 根据权利要求1所述的一种无糖可乐中阿斯巴甜含量的快速检测装置，其特征在 于，C⑶光谱仪通过光纤与光路切换器连接。
【文档编号】G01N21/359GK203894158SQ201420302154
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年6月9日 优先权日:2014年6月9日
【发明者】孙通, 刘木华, 王晓, 许朋, 胡田 申请人:江西农业大学