有機磷農藥殘留光電檢測系統技術方案

本實用新型專利技術關于一種有機磷農藥殘留光電檢測系統，屬于農藥檢測領域。該光電檢測系統包括：密封容器、光電轉換電路、對數放大電路、濾波電路、主放大電路、A/D轉換器、單片機、顯示器、輸入電路以及蜂鳴報警器；其中，密封容器內部預先放置有發光物質（魯米諾?過氧化氫?乙酰膽堿酯酶化學發光體系），用于放置待測溶液（農藥混合物）；光電轉換電路包括有PN結硅光電二極管，且PN結硅光電二極管位于密封容器內部。本實用新型專利技術將化學發光法和光電檢測技術相結合，可有效彌補傳統檢測方法存在的樣品預處理過程繁瑣、耗時復雜及消耗試劑等不足，實現了農藥殘留的快速實時高精度檢測；省去了檢測光源的電路設計，使得生產成本較低，生產效率較高。

Photoelectric detection system for organophosphorus pesticide residues

The utility model relates to an organic phosphorus pesticide residue photoelectric detection system, which belongs to the field of pesticide detection. The photoelectric detection system includes: a sealed container, a photoelectric conversion circuit, a logarithmic amplifying circuit, filter circuit, main amplifier circuit, A/D converter, microcontroller, display, input circuit and a buzzer alarm; the sealed container is placed in advance within the luminous matter (Lu Mino hydrogen peroxide chemiluminescence system, acetylcholinesterase) for test (pesticide mixture solution); photoelectric conversion circuit includes a PN junction silicon photodiode, and PN junction silicon photodiodes in a sealed container interior. The utility model combines chemiluminescence and photoelectric detection technology, can effectively make up for the traditional detection methods of sample pretreatment process cumbersome and time-consuming and complex reagent consumption and other issues, to achieve a rapid real-time and high precision detection of pesticide residues; eliminating the detection light source circuit design, the low production cost, high production efficiency.

【技術實現步驟摘要】
有機磷農藥殘留光電檢測系統
本技術涉及農藥檢測領域，特別涉及一種有機磷農藥殘留光電檢測系統。
技術介紹
農業產業化發展導致農產品的生產過程越來越依賴農藥和抗生素等外源物質。農藥在農產品生產中的用量在我國一直居高不下，農藥的不合理使用或濫用導致農產品的農藥殘留含量不同程度超標，威脅到消費者的食用安全，嚴重時甚至直接導致中毒死亡。有機磷農藥是當前農業生產中使用最廣泛的殺蟲劑，屬有機磷酸酯類化合物。其種類繁多，如敵百蟲、甲拌磷和敵敵畏等。現有農藥殘留檢測方法主要有生物測定法、理化檢測法及快速檢測法三類。其中，活體檢測法對生物的要求較高，檢測結果難以確定具體農藥品種；理化檢測法檢測精度高，但存在檢測耗時長且操作過程繁瑣，難以滿足實時檢測需求；快速檢驗法目前發展較快，但也存在檢測成本高和檢測靈敏度低等缺陷。因此，探索一種簡單有效、快速準確的農藥殘留定量檢測系統對解決農藥殘留問題極其重要。
技術實現思路
為解決現有技術存在的相關問題，本技術提供了一種有機磷農藥殘留光電檢測系統。根據本技術實施例的一個方面，提供一種有機磷農藥殘留光電檢測系統，包括密封容器（1）、光電轉換電路（2）、對數放大電路（3）、濾波電路（4）、主放大電路（5）、A/D轉換器（6）、單片機（7）以及顯示器（8）；其中，所述密封容器（1）內部預先放置有發光物質，用于放置待測溶液，所述發光物質為魯米諾-過氧化氫-乙酰膽堿酯酶化學發光體系，所述待測溶液為農藥混合物；所述光電轉換電路（2）中包括有PN結硅光電二極管D1，且所述PN結硅光電二極管D1位于所述密封容器(1)內部；所述光電轉換電路(2)的輸出端與所述對數放大電路(3)的輸入端電連接，所述對數放大電路(3)的輸出端與所述濾波電路(4)的輸入端電連接，所述濾波電路(4)的輸出端與所述主放大電路(5)的輸入端電連接，所述主放大電路(5)的輸出端與所述A/D轉換器(6)的輸入端電連接，所述A/D轉換器(6)的輸出端與所述單片機(7)的輸入端電連接，所述單片機(7)的輸出端與所述顯示器(8)的輸入端電連接，并將檢測出的所述待測溶液中有機磷農藥殘留的濃度值顯示于所述顯示器（8）。作為本技術的優選方案，所述單片機（7）的輸入端還連接有輸入電路（9）。作為本技術的優選方案，所述單片機（7）的輸出端還連接有蜂鳴報警器（10）。作為本技術的優選方案，所述A/D轉換器（6）為TLC1543芯片。作為本技術的優選方案，所述單片機（7）為AT89C51單片機。作為本技術的優選方案，所述顯示器（8）為LCD液晶顯示器。本技術的實施例提供的技術方案可以包括以下有益效果：通過將化學發光法和光電檢測技術相結合，可有效彌補傳統檢測方法存在的樣品預處理過程繁瑣、耗時復雜及消耗試劑等不足，實現了農藥殘留的快速實時高精度檢測；提供了一種針對微弱光信號的智能檢測方法，將單片機控制系統與微弱光檢測電路結合在一起，搭建了一套集微弱光電信號放大、采集和傳輸為一體的智能檢測系統，實現了數字化處理；有機磷農藥殘留光電檢測系統的設計省去了檢測光源的電路設計，有效簡化和降低了硬件系統的結構及設計復雜度，使得農藥殘留物光電檢測系統的生產成本較低，生產效率較高。應當理解的是，以上的一般描述和后文的細節描述僅是示例性的，并不能限制本技術。附圖說明此處的附圖被并入說明書中并構成本說明書的一部分，示出了符合本技術的實施例，并于說明書一起用于解釋本技術的原理。圖1是根據一示例性實施例示出的一種有機磷農藥殘留光電檢測系統的模塊示意圖。圖2是根據一示例性實施例示出的一種光電轉換電路的電路示意圖。圖3是根據一示例性實施例示出的一種對數放大電路的電路示意圖。圖4是根據一示例性實施例示出的一種濾波電路的電路示意圖。圖5是根據一示例性實施例示出的一種主放大電路的電路示意圖。圖6是根據一示例性實施例示出的一種A/D轉換器、單片機、顯示器、輸入電路與蜂鳴報警器的電路示意圖。具體實施方式為使本技術的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本技術實施方式作進一步地詳細描述。本技術提供的有機磷農藥殘留光電檢測系統所使用的有機磷農藥殘留檢測原理：乙酰膽堿酯酶對魯米諾-過氧化氫化學發光體系有催化作用。生態毒理學的研究表明，有機磷農藥對乙酰膽堿酯酶有很強的抑制作用，其抑制率與農藥殘留的濃度呈正相關，在一定濃度范圍內，有機磷農藥與乙酰膽堿酯酶的活性之間存在一定的線性關系。即經過有機磷農藥的抑制，會導致魯米諾-過氧化氫-乙酰膽堿酯酶體系的化學發光強度一定程度降低。通過檢測抑制前后的光強，計算出抑制率，推斷是否含有有機磷農藥，或定量分析有機磷農藥的殘留量大小。研究分析表明，農藥殘留濃度與發光強度成比例關系。按照國家標準規定，農殘抑制率不應超過50%，大于或等于這個數值則屬超標。圖1是根據一示例性實施例示出的一種有機磷農藥殘留光電檢測系統的模塊示意圖。如圖1所示，該有機磷農藥殘留光電檢測系統包括密封容器（1）、光電轉換電路（2）、對數放大電路（3）、濾波電路（4）、主放大電路（5）、A/D轉換器（6）、單片機（7）以及顯示器（8）。其中，密封容器（1）內部預先放置有發光物質（魯米諾-過氧化氫-乙酰膽堿酯酶化學發光體系），用于放置待測溶液（農藥混合物）。需要說明的是，密封容器（1）可以是具有容器塞或者容器蓋等密封結構的容器。光電轉換電路（2）中包括有PN結硅光電二極管D1，且PN結硅光電二極管D1位于密封容器(1)內部。由化學發光原理可知，魯米諾在堿性溶液中被過氧化氫氧化后處于激發態，從激發態回到基態時發出最大波長為425nm的光。綜合光電探測器的響應率、光譜響應及穩定性等性能指標和器件的工作電壓、暗電流等特性參數，設計光電轉換電路（2）時選擇PN結硅VTB5051B光電二極管作為農藥殘留檢測用光電探測器，其光譜響應范圍為330-720nm，與發光體系發光波長匹配。VTB5051B光電二極管具有結構簡單、噪聲低、響應快及線性好等優點，有著廣泛的用途。光電二極管光電轉換模式主要有光電壓模式和光電導模式。光電壓模式下光電二極管的偏置電壓為0，流出光電二極管的電流由于被抑制，兩端電勢差累積到一定數值而形成電壓。具有暗電流小、線性度好及噪聲低等優點，適宜于精密儀器儀表的光電變換場合，具體光電轉換電路（2）的電路示意圖如圖2所示。其中，圖2中的V1為光電轉換電路（2）的輸出電壓。在本技術提供的有機磷農藥殘留光電檢測系統中，光電轉換電路(2)的輸出端與對數放大電路(3)的輸入端電連接，對數放大電路(3)的輸出端與濾波電路(4)的輸入端電連接，濾波電路(4)的輸出端與主放大電路(5)的輸入端電連接，主放大電路(5)的輸出端與A/D轉換器(6)的輸入端電連接，A/D轉換器(6)的輸出端與單片機(7)的輸入端電連接，單片機(7)的輸出端與顯示器(8)的輸入端電連接，并將檢測出的待測溶液中有機磷農藥殘留的濃度值顯示于顯示器（8）。需要說明的是，采用化學發光法檢測農藥殘留濃度時，一方面光電二極管接收到的光信號十分微弱，另一方面由于檢測過程不能處于絕對黑暗環境，光信號檢測易受到環境光等多種噪聲干擾。噪聲信號經光電轉換后也同步放大。為精準測本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種有機磷農藥殘留光電檢測系統，其特征在于，包括密封容器（1）、光電轉換電路（2）、對數放大電路（3）、濾波電路（4）、主放大電路（5）、A/D轉換器（6）、單片機（7）以及顯示器（8）；其中，所述密封容器（1）內部預先放置有發光物質，用于放置待測溶液，所述發光物質為魯米諾?過氧化氫?乙酰膽堿酯酶化學發光體系，所述待測溶液為農藥混合物；所述光電轉換電路（2）中包括有PN結硅光電二極管D1，且所述PN結硅光電二極管D1位于所述密封容器(1)內部；所述光電轉換電路(2)的輸出端與所述對數放大電路(3)的輸入端電連接，所述對數放大電路(3)的輸出端與所述濾波電路(4)的輸入端電連接，所述濾波電路(4)的輸出端與所述主放大電路(5)的輸入端電連接，所述主放大電路(5)的輸出端與所述A/D轉換器(6)的輸入端電連接，所述A/D轉換器(6)的輸出端與所述單片機(7)的輸入端電連接，所述單片機(7)的輸出端與所述顯示器(8)的輸入端電連接，并將檢測出的所述待測溶液中有機磷農藥殘留濃度值顯示于所述顯示器（8）。

【技術特征摘要】
1.一種有機磷農藥殘留光電檢測系統，其特征在于，包括密封容器（1）、光電轉換電路（2）、對數放大電路（3）、濾波電路（4）、主放大電路（5）、A/D轉換器（6）、單片機（7）以及顯示器（8）；其中，所述密封容器（1）內部預先放置有發光物質，用于放置待測溶液，所述發光物質為魯米諾-過氧化氫-乙酰膽堿酯酶化學發光體系，所述待測溶液為農藥混合物；所述光電轉換電路（2）中包括有PN結硅光電二極管D1，且所述PN結硅光電二極管D1位于所述密封容器(1)內部；所述光電轉換電路(2)的輸出端與所述對數放大電路(3)的輸入端電連接，所述對數放大電路(3)的輸出端與所述濾波電路(4)的輸入端電連接，所述濾波電路(4)的輸出端與所述主放大電路(5)的輸入端電連接，所述主放大電路(5)的輸出端與所述A/D轉換器(6)的輸入端電連接，所述A...

【專利技術屬性】
技術研發人員：周凱，陳如清，金夢軒，楊雙，
申請(專利權)人：嘉興學院，
類型：新型
國別省市：浙江,33