基于紫外固化的苏丹红检测装置与方法
【技术领域】
[0001]本发明属于食品检测技术领域，具体涉及一种基于紫外固化的苏丹红检测装置与方法。
【背景技术】
[0002]苏丹红是一种化学染色剂，主要用于油彩、机油、蜡和鞋油等产品的染色。一些不法商贩将苏丹红添加在食品中，例如辣椒粉、辣椒油、红豆腐，红心禽蛋等，使食品颜色鲜艳，进而增加销量。然而，苏丹红并非食品添加剂，苏丹红的化学成份中含有一种叫萘的化合物，该物质具有偶氮结构，这种化学结构的性质决定了它具有致癌性，对人体的肝肾器官具有明显的毒性作用。
[0003]可见，为了防止苏丹红对人体的伤害，需要检测对食品中的苏丹红进行检测。
[0004]传统的苏丹红检测方法包括高效液相色谱法、薄层色谱法、色谱质谱联用法、分光光度法、拉曼光谱法、共振瑞利散射法等等。这些方法或仪器结构复杂，或检测过程繁琐，或专业性很强。
【发明内容】
[0005]本发明发现了苏丹红与UV胶结合后，会产生一种各向异性的晶体结构，在不同角度紫外光照射下，该晶体会具有明显不同的反光特性，基于上述特性，本发明公开了一种基于紫外固化的苏丹红检测装置与方法，具有仪器结构简单，或检测过程简单，普通人都可进行操作的技术优势。
[0006]本发明的目的是这样实现的:
[0007]基于紫外固化的苏丹红检测装置，包括照明光路和成像光路；
[0008]所述的照明光路包括:紫外波段的面阵LED阵列、成像透镜、分光棱镜、第一光阑和物镜；从面阵LED阵列发出的光束依次经过成像透镜、分光棱镜、物镜后，平行照射到待测食品与UV胶混合体表面；
[0009]所述的成像光路包括:待测食品与UV胶混合体、物镜、第一光阑、分光棱镜、管镜、第二光阑、扫描透镜、二维扫描振镜、聚焦透镜、针孔和探测器；待测食品与UV胶混合体表面反射的光束依次经过物镜、第一光阑、分光棱镜、管镜、第二光阑、扫描透镜、二维扫描振镜、聚焦透镜，成像到针孔位置，并由探测器成像；所述的二维扫描振镜在其所在平面或与其平行平面内，以相互垂直的两个方向为转轴，进行二维转动；
[0010]所述的照明光路和成像光路共用分光棱镜、第一光阑和物镜；
[0011]所述的面阵LED阵列位于成像透镜的物平面，成像透镜的像平面与物镜的后焦平面重合于第一光阑所在平面；管镜的前焦平面与扫描透镜的后焦平面重合于第二光阑所在平面；针孔位于聚焦透镜的前焦平面，与探测器紧贴。
[0012]在上述基于紫外固化的苏丹红检测装置上实现的基于紫外固化的苏丹红检测方法，包括以下步骤:
[0013]步骤a、将待测食品与UV胶在45-65摄氏度下进行混合，得到待测食品与UV胶混合体；
[0014]步骤b、将待测食品与UV胶混合体置于物镜前焦平面；
[0015]步骤c、依次点亮面阵LED阵列中的每个LED，相应调整二维扫描振镜角度，使得待测食品与UV胶混合体表面信息均被探测器接收，得到与LED数量相同的图像；
[0016]步骤d、提取步骤c所得图像中坐标相同像素的灰度值，并按照如下公式计算C:
[0017]C = (Imax-1min)/(Imax+Imin)
[0018]式中，Imax为灰度值中的最大值，Imin为灰度值中的最小值；
[0019]步骤e、如果C大于阈值的个数超过50%，则说明待测食品中含有苏丹红。
[0020]有益效果:本发明发现了苏丹红与UV胶结合后，会产生一种光学各向异性的晶体结构，在不同角度紫外光照射下，该晶体会具有明显不同的反光特性，基于上述特性，本发明公开了一种基于紫外固化的苏丹红检测装置与方法，具有仪器结构简单，或检测过程简单，普通人都可进行操作的技术优势。
【附图说明】
[0021]图1是本发明基于紫外固化的苏丹红检测装置结构示意图。
[0022]图2是本发明基于紫外固化的苏丹红检测装置照明光路图。
[0023]图3是本发明基于紫外固化的苏丹红检测装置成像光路图。
[0024]图中:1面阵LED阵列、2成像透镜、3分光棱镜、4第一光阑、5物镜、6待测食品与UV胶混合体、7管镜、8第二光阑、9扫描透镜、10 二维扫描振镜、11聚焦透镜、12针孔、13探测器。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本发明【具体实施方式】作进一步详细描述。
[0026]具体实施例一
[0027]本实施例是基于紫外固化的苏丹红检测装置实施例。
[0028]本实施例的基于紫外固化的苏丹红检测装置，结构示意图如图1所示。该装置包括照明光路和成像光路；
[0029]所述的照明光路如图2所示，它包括:紫外波段的面阵LED阵列1、成像透镜2、分光棱镜3、第一光阑4和物镜5 ;从面阵LED阵列1发出的光束依次经过成像透镜2、分光棱镜3、物镜5后，平行照射到待测食品与UV胶混合体6表面；
[0030]所述的成像光路如图3所示，它包括:待测食品与UV胶混合体6、物镜5、第一光阑4、分光棱镜3、管镜7、第二光阑8、扫描透镜9、二维扫描振镜10、聚焦透镜11、针孔12和探测器13 ;待测食品与UV胶混合体6表面反射的光束依次经过物镜5、第一光阑4、分光棱镜3、管镜7、第二光阑8、扫描透镜9、二维扫描振镜10、聚焦透镜11，成像到针孔12位置，并由探测器13成像；所述的二维扫描振镜10在其所在平面或与其平行平面内，以相互垂直的两个方向为转轴，进行二维转动；
[0031]所述的照明光路和成像光路共用分光棱镜3、第一光阑4和物镜5 ；
[0032]所述的面阵LED阵列1位于成像透镜2的物平面，成像透镜2的像平面与物镜5的后焦平面重合于第一光阑4所在平面；管镜7的前焦平面与扫描透镜9的后焦平面重合于第二光阑8所在平面；针孔12位于聚焦透镜11的前焦平面，与探测器13紧贴。
[0033]具体实施例二
[0034]本实施例是基于紫外固化的苏丹红检测方法实施例。
[0035]本实施例的基于紫外固化的苏丹红检测方法，在具体实施例一的基于紫外固化的苏丹红检测装置上实现，该方法包括以下步骤:
[0036]步骤a、将待测食品与UV胶在45-65摄氏度下进行混合，得到待测食品与UV胶混合体6 ；
[0037]步骤b、将待测食品与UV胶混合体6置于物镜5前焦平面；
[0038]步骤c、依次点亮面阵LED阵列1中的每个LED，相应调整二维扫描振镜10角度，使得待测食品与UV胶混合体6表面信息均被探测器13接收，得到与LED数量相同的图像；
[0039]步骤d、提取步骤c所得图像中坐标相同像素的灰度值，并按照如下公式计算C:
[0040]C = (Imax-1min)/ (Imax+Imin)
[0041]式中，Imax为灰度值中的最大值，Imin为灰度值中的最小值；
[0042]步骤e、如果C大于阈值的个数超过50%，则说明待测食品中含有苏丹红。
[0043]在该方法中，如果面阵LED阵列1中的LED等间距排布，能够实现照明角度均匀变化；如果面阵LED阵列1中的LED不等间距排布，能够实现在最佳照明角度附近精确调整。
[0044]在该方法中，阈值可以根据实际情况来选取，本领域技术人员可以通过有限次实验获得最佳数值，在本实施例中不再详细说明。
[0045]除此之外，本发明还进行了以下实验:
[0046]实验一、在待测食品不与UV胶进行混合的情况下，重复整个方法实施例，得到的结果表明，无论待测食品中是否含有苏丹红，结果都没有区别，该结果表明UV胶在本发明中具有是否能检测出苏丹红的决定性作用。
[0047]实验二、将含有苏丹红的待测食品与UV胶在0-99摄氏度下进行混合，以1摄氏度为步长，在每个温度下重复整个方法实施例，得到的结果表明，只有在45-65摄氏度范围内，按照本发明方法才能够检测出苏丹红；经分析表明，只有在45-65摄氏度范围内，待测食品与UV胶混合后才能产生一种光学各向异性的晶体结构，进而实现对苏丹红的检测。
[0048]实验三、用紫外光之外其它波段光源，包括可见光光源、红外波段光源，对含有苏丹红的待测物与UV胶混合体进行照射，发现未检测出苏丹红，该结果表明紫外波段是能够有效利用苏丹红与UV胶结合后产生的晶体，进而检测出苏丹红的关键技术特征。
【主权项】
1.基于紫外固化的苏丹红检测装置，其特征在于，包括照明光路和成像光路； 所述的照明光路包括:紫外波段的面阵LED阵列(1)、成像透镜(2)、分光棱镜(3)、第一光阑(4)和物镜(5);从面阵LED阵列(1)发出的光束依次经过成像透镜(2)、分光棱镜(3)、物镜(5)后，平行照射到待测食品与UV胶混合体(6)表面； 所述的成像光路包括:待测食品与UV胶混合体￠)、物镜(5)、第一光阑(4)、分光棱镜(3)、管镜(7)、第二光阑(8)、扫描透镜(9)、二维扫描振镜(10)、聚焦透镜(11)、针孔(12)和探测器(13);待测食品与UV胶混合体(6)表面反射的光束依次经过物镜(5)、第一光阑(4)、分光棱镜(3)、管镜(7)、第二光阑(8)、扫描透镜(9)、二维扫描振镜(10)、聚焦透镜(11)，成像到针孔(12)位置，并由探测器(13)成像；所述的二维扫描振镜(10)在其所在平面或与其平行平面内，以相互垂直的两个方向为转轴，进行二维转动； 所述的照明光路和成像光路共用分光棱镜(3)、第一光阑(4)和物镜(5); 所述的面阵LED阵列(1)位于成像透镜(2)的物平面，成像透镜(2)的像平面与物镜(5)的后焦平面重合于第一光阑(4)所在平面；管镜(7)的前焦平面与扫描透镜(9)的后焦平面重合于第二光阑(8)所在平面；针孔(12)位于聚焦透镜(11)的前焦平面，与探测器(13)紧贴。2.在权利要求1所述基于紫外固化的苏丹红检测装置上实现的基于紫外固化的吊白块检测方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤a、将待测食品与UV胶在45-65摄氏度下进行混合，得到待测食品与UV胶混合体(6)； 步骤b、将待测食品与UV胶混合体(6)置于物镜(5)前焦平面； 步骤c、依次点亮面阵LED阵列(1)中的每个LED，相应调整二维扫描振镜(10)角度，使得待测食品与UV胶混合体(6)表面信息均被探测器(13)接收，得到与LED数量相同的图像； 步骤d、提取步骤c所得图像中坐标相同像素的灰度值，并按照如下公式计算C:C = (Imax-1min)/(Imax+Imin) 式中，Imax为灰度值中的最大值，Imin为灰度值中的最小值； 步骤e、如果C大于阈值的个数超过50%，则说明待测食品中含有苏丹红。
【专利摘要】本发明涉及一种基于紫外固化的苏丹红检测装置与方法；该装置照明光路包括紫外波段的面阵LED阵列、成像透镜、分光棱镜、第一光阑和物镜；成像光路包括待测食品与UV胶混合体、物镜、第一光阑、分光棱镜、管镜、第二光阑、扫描透镜、二维扫描振镜、聚焦透镜、针孔和探测器；该方法首先得到待测食品与UV胶混合体，然后依次点亮面阵LED阵列中的每个LED，得到多张图像，进而计算C，最后得出是否含有苏丹红的结论；本发明发现了苏丹红与UV胶结合后，会产生一种光学各向异性的晶体结构，在不同角度紫外光照射下，该晶体会具有明显不同的反光特性，基于此，公开了一种基于紫外固化的苏丹红检测装置与方法，仪器结构简单，检测过程简单，普通人都可进行操作。
【IPC分类】G01N21/17
【公开号】CN105334165
【申请号】CN201510895771
【发明人】宁凯
【申请人】哈尔滨幻石科技发展有限公司
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年12月8日