检测食物发霉的装置的制作方法

本申请涉及食物检测领域，尤其涉及一种检测食物发霉的装置。

背景技术：

随着生活水平的提高，人们对食物安全的重视程度越来越高。日常生活中，食物发霉的现象比较普遍，食物发霉后产生的黄曲霉素对人体危害很大，然而食物霉变程度较轻时，肉眼不能鉴别出来。

现有的方案通常采用免疫分析法、生物鉴定法、薄层色谱法及光谱法检测食物是否发生霉变。但是现有的检测方法操作比较复杂，且不能实现随时检测。

技术实现要素：

本申请实施例提供了一种检测食物发霉的装置。所述检测食物发霉的装置包括：

基板，所述基板透光；

光源，位于所述基板的一侧，用于发射入射至食物的光线，以使所述食物在发霉时吸收所述光线并产生荧光；

滤光层，位于所述基板的一侧，所述滤光层用于滤除所述光线入射至所述食物产生的散射光，并使所述荧光通过；

检测电路，包括光敏传感器，所述光敏传感器位于所述滤光层背离所述基板的一侧，用于接收通过所述滤光层的荧光，所述检测电路用于输出指示所述光敏传感器接收的荧光强度的电信号；

控制器，采集所述电信号并根据所述电信号判断所述食物是否发霉。

在一个实施例中，所述滤光层与所述光敏传感器一一对应；所述光敏传感器在所述基板上的正投影落在对应的所述滤光层在所述基板上的正投影内。

在一个实施例中，所述光敏传感器在所述基板上的正投影与所述光源在所述基板上的正投影不重合。

在一个实施例中，所述检测食物发霉的装置还包括位于所述光源背离所述基板一侧的反射片；所述光源在所述基板上的正投影落在所述反射片在所述基板上的正投影内。

在一个实施例中，所述检测食物发霉的装置还包括位于所述光源背离所述基板一侧的吸光膜；所述光源在所述基板上的正投影落在所述吸光膜在所述基板上的正投影内。

在一个实施例中，所述光源发射的光线的中心波长为360nm；和/或，所述光源发射的光线的带宽小于或等于20nm。

在一个实施例中，所述滤光层允许通过的荧光的波长范围为430nm～450nm。

在一个实施例中，所述光敏传感器包括光敏电阻。

在一个实施例中，所述检测食物发霉的装置还包括箱体；所述箱体设有用于容纳食物的腔体，所述箱体的壁上设有与所述腔体连通的容纳槽，所述基板、所述光源、所述滤光层、所述检测电路及所述控制器容纳在所述容纳槽，所述基板比所述光源靠近所述腔体。

在一个实施例中，所述检测食物发霉的装置还包括显示面板，所述显示面板与所述控制器电连接，用于显示所述控制器判断出的结果；和/或，

所述检测食物发霉的装置还包括报警器，所述控制器在判断出所述食物发霉时启动所述报警器进行报警。

本申请实施例提供的检测食物发霉的装置，基板透光，光源发射的光线可通过基板入射至食物，食物发霉时吸收入射的光线并产生荧光，荧光穿过基板并通过滤光层后入射至光敏传感器，检测电路输出指示光敏传感器接收的荧光强度的电信号，进而控制器可根据电信号判断食物是否发霉。本申请实施例提供的检测食物发霉的装置在靠近食物时即可对食物进行检测，操作比较简单，可实时进行检测，有助于提升用户的使用体验；并且，滤光层可滤除光线入射至食物产生的散射光，避免散射光入射至光敏传感器而影响检测的准确性，检测的准确度较高。

附图说明

图1为本申请一示例性实施例提供的检测食物发霉的装置的结构示意图；

图2为本申请另一示例性实施例提供的检测食物发霉的装置的结构示意图；

图3为本申请再一示例性实施例提供的检测食物发霉的装置的结构示意图；

图4是本申请又一示例性实施例提供的检测食物发霉的装置的结构示意图；

图5是本申请又一示例性实施例提供的检测食物发霉的装置的结构示意图；

图6为本申请一示例性实施例提供的检测食物发霉的装置的箱体的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“多个”包括两个，相当于至少两个。在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

下面结合附图，对本申请实施例提供的检测食物发霉的装置进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互补充或相互组合。

本申请实施例提供了一种检测食物发霉的装置。参见图1至图5，所述检测食物发霉的装置100包括基板10、光源20、滤光层30、检测电路及控制器。其中基板10透光。

所述光源20位于所述基板10的一侧，所述光源20用于发射入射至食物的光线，以使所述食物在发霉时吸收所述光线并产生荧光。所述滤光层30位于所述基板10的一侧，所述滤光层30用于滤除所述光线入射至所述食物时产生的散射光，并使所述荧光通过。所述检测电路包括光敏传感器40，所述光敏传感器40位于所述滤光层30背离基板10的一侧，所述光敏传感器30用于接收通过所述滤光层30的荧光，所述检测电路用于输出指示光敏传感器30接收的荧光强度的电信号。

所述控制器用于采集所述电信号并根据所述电信号判断所述食物是否发霉。

本申请实施例提供的检测食物发霉的装置，由于基板透光，光源发射的光线可通过基板入射至食物，食物发霉时吸收入射的光线并产生荧光，荧光穿过基板并通过滤光层后入射至光敏传感器，检测电路输出指示光敏传感器接收的荧光强度的电信号，进而控制器可根据电信号判断食物是否发霉。本申请实施例提供的检测食物发霉的装置在靠近食物时即可对食物进行检测，操作比较简单，可实时进行检测，有助于提升用户的使用体验；并且，滤光层可滤除光线入射至食物产生的散射光，避免散射光入射至光敏传感器而影响检测的准确性，检测的准确度较高。

食物发霉时会产生黄曲霉素，光源20发射的光线被黄曲霉素吸收后，黄曲霉素的电子从基态跃迁至激发态，而处于激发态的电子是不稳定的，会再次发生跃迁至基态。电子由激发态跃迁至基态时会释放能量，释放的能量以荧光的形式释放。因而光源20发射的光线入射至发霉的食物时会产生荧光。

在一个实施例中，基板10可以是玻璃基板，玻璃基板的透光率较好，光源20发射的光线及食物产生的荧光通过玻璃基板时透光率较高。在其他实施例中，基板10也可以是塑料基板等。

在一个实施例中，检测食物发霉的装置100包括多个阵列排布的光源20、多个阵列排布的滤光层30及多个阵列排布的光敏传感器40。多个光源20与多个光敏传感器40可一一对应，多个光敏传感器40可与多个滤光层30一一对应。光源20在照射至发霉的食物时，产生的荧光经过对应的滤光层30后入射至对应的光敏传感器40。通过设置多个光源20、多个滤光层30及多个光敏传感器40，可同时对食物的多处区域进行检测，有助于提升检测的效率；并且对食物的多处区域进行检测有助于提升检测的全面性及准确性。

在一个实施例中，光源20为led(lightemittingdiode，发光二极管)。在一些实施例中，光源20为miniled。光源20发射的光线的带宽越窄，越有利于激光荧光的产生。led发射的光线带宽较窄，稳定性高，有助于提升检测的精确度；同时led的使用寿命较长，有助于提升检测食物发霉的装置的使用寿命。led可以是蓝光led、绿光led或紫光led。

在一个实施例中，所述光源20发射的光线的中心波长为360nm。光线的中心波长指的是峰值对应的波长。黄曲霉素对光源20发射的光线的吸收强度越大，黄曲霉素产生的荧光的强度越大，而黄曲霉素对光源20发射的光线的吸收强度与光源20发射的光线的波长有关。光源20发射的光线的中心波长为360nm时，黄曲霉素对光源20发射的光线吸收强度较大，产生的荧光的强度也较大，有助于提升检测的灵敏度。

在一个实施例中，所述光源20发射的光线的带宽小于或等于20nm。光源20发射的光线的带宽越小，检测食物发霉的装置的检测灵敏度越高。光源20发射的光线的带宽小于或等于20nm时，可使得检测食物发霉的装置的检测灵敏度满足检测的需求。

由stokes规则可知，发光光谱的峰值及中心的波长总是大于激发光光谱的峰值及中心的波长。也即是黄曲霉素发射的荧光的波长大于光源20发射的光线的波长。各物质发射的荧光的波长(峰值波长)一般与激光光源无关，而是与被检测物质本身的能级结构有关。黄曲霉素吸收光源20发射的光线后产生的荧光中波长为430nm～450nm的光线能量较大。

在一个实施例中，滤光层30允许通过的荧光的波长范围为430nm～450nm。也即是滤光层30允许通过的光线的中心波长为440nm、带宽为20nm。如此，黄曲霉素产生的荧光中能量较大的光线可顺利通过滤光层30，检测食物发霉的装置100可有效检测出食物是否霉变产生黄曲霉素。

光敏传感器40对荧光具有响应或者具有转换功能。光敏传感器40连接在检测电路中，检测电路可根据光敏传感器40对荧光的响应或转换功能，输出指示光敏传感器40接收到的荧光强度的信号。

在一个实施例中，光敏传感器40包括光敏电阻，检测电路输出的电信号为电流信号。

入射至光敏电阻的光线的能量恒定时，光敏电阻的阻值不变；入射至光敏电阻的光线的能量发生变化时，光敏电阻的阻值发生变化，具体来说，入射至光敏电阻的光线的能量增大时，光敏电阻的阻值减小，入射至光敏电阻的光线的能量减小时，光敏电阻的阻值增大。当食物未发生霉变时，入射至光敏电阻的光线能量恒定，光敏电阻的阻值不变；当食物发生霉变时，有荧光入射至光敏电阻，导致光敏电阻的阻值减小。

光敏电阻的阻值发生变化时，检测电路的电流发生改变，检测电路输出的电信号可以是电流信号。具体来说，当食物未发霉时，食物不会产生荧光，则入射至光敏电阻的荧光的强度为零，此时检测电路输出的电流信号为第一电流信号；当食物发霉时，食物会产生荧光，则入射至光敏电阻的荧光的强度大于零，光敏电阻的阻值会变小，此时检测电路输出的电流信号为第二电流信号，第二电流信号大于第一电流信号。食物发霉的程度越大，入射至光敏电阻的荧光强度越大，光敏电阻的阻值越小，检测电路输出的电流信号越大。可知，食物发霉时检测电路输出的电信号与食物未发霉时检测电路输出的电信号不同，食物发霉的程度不同，检测电路输出的电信号也不同。

在一些实施例中，检测电路可仅包括光敏电阻，或者检测电路中也可连接有其他阻值固定的电阻元件。

在一个实施例中，检测食物发霉的装置100包括的检测电路与光敏电阻一一对应，光敏电阻连接在对应的检测电路中。在其他实施例中，检测食物发霉的装置包括的检测电路的数量小于光敏电阻的数量，一个检测电路中可连接有多个光敏电阻，检测电路中任一个光敏电阻的阻值发生变化都会使得检测电路输出的电信号发生变化。

在其他实施例中，光敏传感器40也可以是其他类型的光敏传感器。例如光敏传感器可以是光电二极管，光电二极管可把光信号转换成电信号。入射至光电二极管的荧光强度不同，光电二极管的反向电流大小不同，检测电路输出的电信号也不同。

在一个实施例中，光敏传感器40与滤光层30一一对应。所述光敏传感器40在所述基板10上的正投影落在对应的所述滤光层30在所述基板10上的正投影内。如此设置，入射至光敏传感器40的光线几乎全部要经过对应的滤光层30，滤光层30对散射光的滤除效率高，可更有效地避免散射光入射至光敏传感器40，而影响检测电路输出的电信号，有助于提升检测食物发霉的装置的检测结果的准确度。

其中，光敏传感器40在基板10上的正投影落在对应的滤光层30在基板10上的正投影，指的是光敏传感器40在基板10上的正投影与对应的滤光层30在基板10上的正投影重叠，或者滤光层30在基板10上的正投影覆盖对应的光敏传感器40在基板10上的正投影，且滤光层30在基板10上的正投影的面积大于对应的光敏传感器40在基板10上的正投影的面积。图示实施例中，光敏传感器40在基板10上的正投影与滤光层30在基板10上的正投影重叠，在其他实施例中，光敏传感器40在基板10上的正投影可被滤光层30在基板10上的正投影覆盖。

在一个实施例中，所述光敏传感器40在所述基板10上的正投影落在所述光源20在所述基板10上的正投影外。也即是光敏传感器40在所述基板10上的正投影与所述光源20在所述基板10上的正投影不重合。如此设置，可避免光源20发射的光线入射至光敏传感器40，而影响检测电路输出的电信号的精确度，可进一步提升检测食物发霉的装置的检测精确度。

图示实施例中，光敏传感器40在基板10上的正投影与对应的光源20在基板10上的正投影不重合，光敏传感器40与其他的光源20间隔设置，因而光敏传感器40在基板10上的正投影与各个光源20在基板10上的正投影均不重合。

在一些实施例中，光源20发射的光线的强度不变。如此，即使光源20发射的光线入射至光敏传感器40，光敏传感器40接收到的光源20发射的光线的强度一定，光敏电阻的阻值不受光源20发射的光线的影响，不影响荧光的检测。在该情况下，光敏传感器40在基板10上的正投影与光源20在基板10上的正投影可重合。

图示实施例中，光源20与对应的滤光层30邻接，光敏传感器40在基板10上的正投影与对应的滤光层30在基板10上的正投影重合。如此设置，检测食物发霉的装置100的大小一定时，可设置更多的光源20、滤光层30及光敏传感器40，有助于提升检测的精确度。

在一个实施例中，参见图4，所述检测食物发霉的装置100还包括位于所述光源20一侧的反射片50；所述光源20在所述基板10上的正投影落在所述反射片50在所述基板10上的正投影内。如此设置，光源20发射的光线中，入射至反射片50的光线被反射片50反射，被反射的光线入射至食物，可提升光源20发射的光线的利用率，有助于降低检测食物发霉的装置100的能耗；并且反射片50可使得入射至食物的光线的能量增大，增大食物吸收的光线的能量，进而可使得食物产生的荧光的能量增大，有助于提升检测食物发霉的装置的检测灵敏度。

其中，所述光源20在所述基板10上的正投影落在所述反射片50在所述基板10上的正投影内，指的是，光源20在基板10上的正投影与反射片50在基板10上的正投影重合，或者光源20在基板10上的正投影被反射片50在基板10上的正投影覆盖，且光源20在基板10上的正投影的面积小于反射片50在基板10上的正投影的面积。

在一个实施例中，反射片50与光源20一一对应，光源20在基板10上的正投影落在对应的反射片50在基板10上的正投影内。图示实施例中，光源20在基板10上的正投影与对应的反射片50在基板10上的正投影重合。在其他实施例中，光源20在基板10上的正投影可被对应的反射片50在基板10上的正投影覆盖。

在一个实施例中，反射片50的材料可以是金属铝、金属银等，或者也可以采用其他金属材料。

在另一个实施例中，参见图5，所述检测食物发霉的装置100还包括位于所述光源20一侧的吸光膜60；所述光源20在所述基板10上的正投影落在所述吸光膜60在所述基板10上的正投影内。如此设置，光源20发射的光线中，入射至吸光膜60的光线被吸光膜60吸收，可避免光线20发射的光线入射至光敏传感器40，而影响检测电路输出的电信号的大小，进而影响检测食物发霉的装置100检测的准确性。

在一些实施例中，吸光膜60可以是黑色的，吸光膜60的材质可以是黑色的树脂等。

在一个实施例中，吸光膜60与光源20一一对应，光源20在基板10上的正投影落在对应的吸光膜60在基板10上的正投影内。图示实施例中，光源20在基板10上的正投影与对应的吸光膜60在基板10上的正投影重合。在其他实施例中，光源20在基板10上的正投影可被对应的吸光膜60在基板10上的正投影覆盖。

在一个实施例中，参见图1与图2，检测食物发霉的装置100还可包括盖板70。盖板70设置在光敏传感器40背离基板10的一侧。盖板70与基板10的边缘设有封框胶80。如此盖板70、基板10与封框胶80形成一个容纳空间，光源20、滤光层30及光敏传感器40收容于容纳空间内。

在一些实施例中，参见图1，光敏传感器40可形成于盖板70上，光敏传感器40与滤光层30之间存在一定的间隙。在其他实施例中，参见图2，光敏传感器40可形成于滤光层30上，与滤光层30直接接触。

在一些实施例中，盖板70的材料可以是玻璃。在其他实施例中，盖板70也可采用其他材料。

在其他实施例中，参见图3至图5，检测食物发霉的装置100也可不包括盖板70。

在制备检测食物发霉的装置时，若检测食物发霉的装置包括盖板70，首先在基板10上形成光源20及滤光层30，之后在滤光层30上或盖板70上形成光敏传感器40，最后将基板10与盖板70通过封框胶80封装。若检测食物发霉的装置不包括盖板70，首先在基板10上形成光源20及滤光层30，之后在滤光层30上形成光敏传感器40。检测食物发霉的装置100的整体结构简单，可通过膜层沉积和刻蚀工艺来形成，制备工艺简单。

在一个实施例中，控制器采集所述电信号并根据所述电信号判断所述食物是否发霉，具体包括：控制器采集到电信号后，与标准样本值进行对比；若控制器判断出电信号与标准样本值的差值处于指定的范围内，则确定食物未发霉；若控制器判断出电信号与标准样本值的差值不在指定的范围内，则确定食物发霉。

其中，标准样本值指的是检测食物发霉的装置在检测不发霉的食物时检测电路输出的电信号。光敏传感器使用一段时间后，灵敏度及精确度可能会受到一定的影响，使得检测电路输出的电信号与实际值可能有一定偏差，考虑到偏差的存在，当电信号与标准样本值的差值处于指定的范围内，控制器判断出食物未发霉。

在一个实施例中，检测食物发霉的装置100可包括控制电路，控制电路用于控制电源与检测电路及光源20之间的通断。控制电路控制电源与检测电路及光源20连通时，检测电路与光源20工作；控制电路控制电源与检测电路及光源20不连通时，检测电路与光源20不工作。控制电路可包括薄膜晶体管。

在一个实施例中，再次参见图1，检测食物发霉的装置100还可包括柔性电路板92，控制电路可集成在柔性电路板92上，或者控制电路可形成在基板10或盖板70上。

在一个实施例中，检测食物发霉的装置100可以集成于手环、眼镜等便于携带的设备中。如此，用户可随身携带，随时随地使用以对食物进行检测。

在另一个实施例中，再次参见图6，所述检测食物发霉的装置100还包括箱体90，所述箱体90设有用于容纳食物的腔体(图中未示意出，位于箱体90内部)。所述箱体90的壁上设有容纳槽91，容纳槽91与腔体连通。所述基板10比所述光源20靠近箱体90的腔体。具体地，光源20及滤光层30设置在基板10背离腔体的一侧，光敏传感器40设置在滤光层30背离腔体的一侧。如此，基板10、光源20、滤光层30、检测电路及箱体90集成为一体结构，便于携带。在对食物进行检测时，将待检测的食物放入腔体内，光源20发射的光线通过基板10入射至腔体中的食物，食物发生发霉时吸收光源20发射的光线并产生荧光，荧光依次通过基板10及滤光层30后入射至光敏传感器40。

在一些实施例中，箱体90还可包括盖在容纳槽91的盖子，盖子不透光，以避免外部光线入射至光敏传感器而影响检测的准确性。

在一个实施例中，所述检测食物发霉的装置100还包括显示面板93，所述显示面板93与所述控制器电连接，用于显示所述控制器判断出的结果。如此，用户可通过显示面板93显示的信息获取控制器判断的结果，更加直观。再次参见图3，检测食物发霉的装置100包括箱体90时，显示面板93可固定在箱体90的一侧。

在一个实施例中，所述检测食物发霉的装置100还包括报警器，所述控制器在判断出所述食物发霉时启动所述报警器进行报警。如此，报警器可在判断出食物发霉时进行报警提示用户。报警器可通过震动、发出轰鸣声或者进行语音提示的形式等进行报警。

需要指出的是，在附图中，为了图示的清晰可能夸大了层和区域的尺寸。而且可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“上”时，它可以直接在其他元件上，或者可以存在中间的层。另外，可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“下”时，它可以直接在其他元件下，或者可以存在一个以上的中间的层或元件。另外，还可以理解，当层或元件被称为在两层或两个元件“之间”时，它可以为两层或两个元件之间唯一的层，或还可以存在一个以上的中间层或元件。通篇相似的参考标记指示相似的元件。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的内容后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。