CN111007061A - 一种农药残留检测方法及*** - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种农药残留检测方法及***,该方法包括如下步骤:提取待检测样品溶液;使用农药残留检测装置对待检测样品溶液进行检测,采集农药残留检测装置的标准显色图像和农残显色图像;其中,标准显色图像为无农药残留的样品溶液的显色图像,农残显色图像为待检测样品溶液的显色图像;根据标准显色图像和农残显色图像,计算农药残留率;将农药残留率输入到预先构建的农药残留率和农药残留浓度关系模型中,获得农药残留浓度。本申请对农药残留度的检测具有检测速度快、适于现场检测、检测准确度高、操作简单,携带方便和投入成本低等特点。
Description
技术领域
本申请涉及农药残留检测技术领域,尤其涉及一种农药残留检测方法及***。
背景技术
目前,大量使用农药造成环境污染与食口农药残留所引发的毒性问题已引起许多国家的高度重视。为保护生态环境,保障人类健康,许多国家已严格规定了环境与食品中各种农药残留的限量。农残的分析技术与方法也受到高度重视。
传统的农药残留检测方法包括:使用乙烯胆碱酶分光光度法,从采样、样品处理到分析获得结果大概需要几小时到两天的时间,不利于现场测试和检测,活体检测法,利用活体生物对农药残留的敏感反应观察死完率来判定农药残留浓度,该方法检测准确度低,对农药的适用范围窄;免疫分析法是将抗体抗原反应与现代测试手段相结合的超微分析法,它的开发过程需要投入较多资金、较长时间、抗体制备难道较大、抗体有特异性只适用单一农药残留浓度的检测分析。
发明内容
本申请的目的在于提供一种农药残留检测方法及***,该方法对农药残留度的检测具有检测速度快、适于现场检测、检测准确度高、操作简单,携带方便和投入成本低等特点。
为达到上述目的,本申请提供一种农药残留检测方法,该方法包括:
提取待检测样品溶液;
使用农药残留检测装置对待检测样品溶液进行检测,采集农药残留检测装置的标准显色图像和农残显色图像;
其中,标准显色图像为无农药残留的样品溶液的显色图像,农残显色图像为待检测样品溶液的显色图像;
根据标准显色图像和农残显色图像,计算农药残留率;
将农药残留率输入到预先构建的农药残留率和农药残留浓度关系模型中,获得农药残留浓度。
如上的,其中,提取待检测样品溶液的方法包括如下步骤:
将待检测样品放入提取溶剂进行溶解;
过滤掉溶解后的溶液中的杂质;
对过滤掉杂质后的溶液进行浓缩处理,获得待检测样品溶液。
如上的,其中,计算农药残留率的公式为:
其中,η表示农药残留率;P1表示标准显色图像的颜色深浅值;P2表示农残显色图像的颜色深浅值。
如上的,其中,标准显色图像的颜色深浅值的计算公式为:
其中,P1表示标准显色图像的颜色深浅值;Ri表示标准显色图像第i个像素点的红色特征值;Gi表示标准显色图像第i个像素点的绿色特征值;Bi表示标准显色图像第i个像素点的蓝色特征值;n表示标准显色图像的像素点总个数。
如上的,其中,农残显色图像的颜色深浅值的计算公式为:
其中,P2表示农残显色图像的颜色深浅值;Rj表示农残显色图像第j个像素点的红色特征值;Gj表示农残显色图像第j个像素点的绿色特征值;Bj表示农残显色图像第j个像素点的蓝色特征值;m表示农残显色图像的像素点总个数。
如上的,其中,预先构建农药残留率和农药残留浓度关系模型的方法为:
配置多组已经农药残留浓度的样品溶液;
将多组已知农药残留浓度的样品溶液滴加到农药残留检测装置上;
获取农药残留检测装置的标准显色图像和农残显色图像;
根据标准显色图像和农残显色图像计算不同农药残留浓度的样品溶液对应的农药残留率;
根据已知的多组样品溶液的农药残留浓度和每组样品溶液对应的农药残留率构建农药残留率和农药残留浓度的关系模型。
如上的,其中,所述的农药残留检测方法还包括:将农药残留浓度输入到预先构建的农药危害程度模型中,输出待测样品的危害等级,当输出的危险等级超过预设的标准时,发出报警信号。
如上的,其中,所述的农药残留检测方法,还包括:
在农药残留检测的过程中,实时监测待检测样品的环境温度和光照强度;
判断环境温度和光照强度是否在预设的标准范围内,若是,则继续监测,否则,调节环境温度和/或光照强度达到预设的标准范围内。
本申请还提供了一种农药残留检测***,包括:
提取单元,用于提取待检测样品溶液;
农药残留检测装置,用于对待检测样品溶液进行检测;
第一图像采集装置,用于采集农药残留检测装置的标准显色图像;
第二图像采集装置,用于采集农药残留检测装置的农残显色图像;
其中,标准显色图像为无农药残留的样品溶液的显色图像,农残显色图像为待检测样品溶液的显色图像;
数据处理模块,用于根据标准显色图像和农残显色图像,计算农药残留率;
获取模块,用于将农药残留率输入到预先构建的农药残留率和农药残留浓度关系模型中,获得农药残留浓度。
如上的,其中,农药残留检测装置包括通过绝缘板分开的第一检测区和第二检测区,
第一检测区,用于检测无农药残留的样品溶液;
第二检测区,用于检测待检测样品溶液。
本申请实现的有益效果如下:
(1)本申请采用农药残留检测装置来检测农药残留度,其检测速度快、使用方便、体积小、便于携带和移动,适用于现场检测。
(2)本申请根据标准显色图像和农残显色图像,计算农药残留率,并将农药残留率输入到预先构建的农药残留率和农药残留浓度关系模型中,获得农药残留浓度的方法提高了农药残留的检测准确度,缩短了获取农药残留浓度的时间,提高了检测效率。
(3)本申请在农药检测的过程中,实时监测检测环境的环境温度和光照强度,将环境温度和光照强度控制在合理的阈值范围内,防止环境温度和光照强度对检测结果造成影响,提高农药残留浓度检测结果的准确度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一种农药残留检测方法的流程图。
图2为本申请就按农药残留率的流程图。
图3为本申请一种农药残留检测***的结构示意图。
附图标记:10-提取单元;20-农药残留检测装置;21-清洗装置;22-环境参数传感器;23-判断模块;24-调节装置;30-第一图像采集装置;31-第二图像采集装置;40-数据处理模块;50-模型构建模块;60-获取模块;70-显示器;80-电源模块;100-农药残留检测***。
具体实施方式
下面结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
实施例一
如图1所示,本申请提供了一种农药残留检测方法,该方法包括如下步骤:
步骤S1,提取待检测样品溶液。
根据本发明的一个具体实施例,提取待检测样品溶液的方法如下:
步骤S110,对待检测样品进行细碎处理。
步骤S120,将待检测样品放入提取溶剂进行溶解,提取溶剂可以是丙酮与甲醇的混合溶剂,丙酮与甲醇质量分数相同。提取溶剂,丙酮溶剂能够溶解大多数的农药,甲醇溶剂具有较高的提取效率。
步骤S130,过滤掉溶解后的溶液中的杂质。
根据本发明的一个具体实施例,将溶解后的溶液送入过滤提取管中;提取管中包括有过滤层,过滤层用于过滤掉溶液中的杂质。
步骤S140,提取过滤掉杂质后的清液。
步骤S150,对清液进行浓缩处理作为待检测样品溶液。
步骤S2,使用农药残留检测装置对待检测样品溶液进行检测,采集农药残留检测装置的标准显色图像和农残显色图像。
根据本发明的一个具体实施例,步骤S2包括如下子步骤:
步骤S210,将已知的不含农药的待检测样品溶液滴加至第一检测区,将待检测样品溶液滴加至第二检测区。
步骤S220,去除图像采集环境亮度干扰因素;
预先将第一检测区和第二检测区置于暗箱中;
待滴加入待检测样品溶液后打开暗箱内的白色光源。
步骤S230,采集第一检测区的标准显色图像,采集第二检测区的农残显色图像。
具体的,待标准显色图像和农残显色图像的颜色不再变化后,采集第一检测区的标准显色图像,采集第二检测区的农残显色图像。
其中,第一检测区和第二检测区分别预先形成有感应物,感应物包括乙酰胆碱酯酶(AChE)、颜色指示剂(2,6-二氯靛酚)、底物(乙酰胆碱、碘化硫代乙酰胆碱)和pH7.5的磷酸缓冲液。
第一检测区和第二检测区的显色原理为:乙酰胆碱酯酶可以催化水解乙酰胆碱,水解产物与颜色指示剂反应就会产生显色反应。农药的残留对乙酰胆碱酯酶的活性起到抑制作用,当农药抑制了乙酰胆碱酯酶的活性,则底物乙酰胆碱被水解的量变少,水解产物变少,显色反应变浅,如果农药完全抑制了乙酰胆碱酯酶的活性,则不能发生显色反应,因此,农药浓度越大,则显色越浅。
步骤S3,根据标准显色图像和农残显色图像,计算农药残留率。
如图2所示,步骤S3中包括如下子步骤:
步骤S310,获取标准显色图像和农残显色图像每一个像素点的R、G、B值;
步骤S320,计算标准显色图像的颜色深浅值。
根据标准显色图像每一个像素点的R、G、B值计算标准显色图像的颜色深浅值。
标准显色图像的颜色深浅值的计算公式为:
其中,P1表示标准显色图像的颜色深浅值;Ri表示标准显色图像第i个像素点的红色特征值;Gi表示标准显色图像第i个像素点的绿色特征值;Bi表示标准显色图像第i个像素点的蓝色特征值;n表示标准显色图像的像素点总个数。
其中,P值越大说明颜色越浅,乙酰胆碱酯酶的活性越差,农药的浓度越大;P值越小说明颜色越深,乙酰胆碱酯酶的活性越强,农药的浓度越小。
步骤S330,计算农残显色图像的颜色深浅值。
根据农残显色图像每一个像素点的R、G、B值计算农残显色图像的颜色深浅值。
农残显色图像的颜色深浅值的计算公式为:
其中,P2表示农残显色图像的颜色深浅值;Rj表示农残显色图像第j个像素点的红色特征值;Gj表示农残显色图像第j个像素点的绿色特征值;Bj表示农残显色图像第j个像素点的蓝色特征值;m表示农残显色图像的像素点总个数。
步骤S340,根据标准显色图像的颜色深浅值和农残显色图像的颜色深浅值计算农药残留率。
计算农药残留率的公式为:
其中,η表示农药残留率;P1表示标准显色图像的颜色深浅值;P2表示农残显色图像的颜色深浅值。
η值越大表示农药残留越多。
步骤S4,将农药残留率输入到预先构建的农药残留率和农药残留浓度关系模型中,获得农药残留浓度。
根据本发明的一个具体实施例,预先构建农药残留率和农药残留浓度关系模型的方法为:
步骤T1,配置多组已经农药残留浓度的样品溶液;
步骤T2,将多组已知农药残留浓度的样品溶液放入到农药残留检测装置上;
步骤T3,获取农药残留检测装置的标准显色图像和农残显色图像;
步骤T4,根据标准显色图像和农残显色图像计算不同农药残留浓度的样品溶液对应的农药残留率;
步骤T5,根据已知的多组样品溶液的农药残留浓度和每组样品溶液对应的农药残留率构建农药残留率和农药残留浓度的关系模型。
步骤S5,将农药残留浓度输入到预先构建的农药危害程度模型中,输出待测样品的危害等级,当输出的危险等级超过预设的标准等级时,发出报警信号。
根据本发明的一个具体实施例,预先构建农药危害程度模型的方法为:
将农药危害程度分为多个等级,例如4、6或8个等级。
将农药残留浓度的范围均匀分为多个等份,每一个等级对应不同的农药残留浓度范围;并且,预先设定第几个等级作为标准等级。
当农药残留浓度超过预先设定的标准等级后发出报警信号。
步骤S6,将浓度残留浓度信息和待测样品的危害等级通过显示器进行显示。
根据本发明的一个具体实施例,在农药残留检测的过程中,实时监控检测环境的环境温度和光照强度;具体的,采用环境参数传感器实时监测检测环境的环境温度和光照强度。判断环境温度和光照强度是否在预设的标准范围内,如果是,则继续监控,否则,调节环境温度和/或光照强度达到预设的标准范围。
实施例二
如图3所示,本申请提供了一种农药残留检测***100,该***包括:
提取单元10,用于提取待检测样品溶液。
提取单元10包括细碎处理装置,用于对检测样品进行细碎处理;提取管,用于盛放提取溶剂,将待检测样品放入提取管中,待检测样品与提取溶剂混合,农药被溶解在提取溶剂中,提取管中层设有过滤层,过滤层将待检测样品与提取溶剂混合后的溶液中的杂质过滤掉,提取管底部设有出口,打开出口,过滤掉杂质的清液从提取管底部流出;浓缩装置,用于对提取出的清液进行浓缩。
农药残留检测装置20,用于对待检测样品溶液进行检测。
第一图像采集装置30,用于采集农药残留检测装置20的标准显色图像。
第二图像采集装置31,用于采集农药残留检测装置20的农残显色图像。
其中,标准显色图像为无农药残留的样品溶液的显色图像,农残显色图像为待检测样品溶液的显色图像。
数据处理模块40,用于根据标准显色图像和农残显色图像,计算农药残留率。
获取模块60,用于将农药残留率输入到预先构建的农药残留率和农药残留浓度关系模型中,获得农药残留浓度。
模型构建模块50,用于预先构建农药残留率和农药残留浓度关系模型,预先构建的农药危害程度模型。
清洗装置21,用于对检测完成后的农药残留检测装置20进行清洗。
显示器70;用于显示农药残留浓度,显示器70设置在农药残留检测装置20的上表面。数据处理模块40将农药残留浓度信息和待测样品的危害等级发送给显示器70,显示器70将接收到的信息进行显示。电源模块80,电源模块80与显示器70电连接,为显示器70供电。
农药残留检测装置20包括通过绝缘板分开的第一检测区和第二检测区;第一检测区和第二检测区上预先形成有感应物。第一检测区,用于检测无农药残留的样品溶液;第二检测区,用于检测待检测样品溶液。
优选的,第一检测区和第二检测区具有凹槽,感应物预先形成在凹槽的底面,凹槽的两端设有出口;凹槽用于容纳待检测样品溶液,出口用于当待检测样品溶液与感应物融合后的剩余溶液流出,从而防止剩余的溶液留在感应物上,影响采集显色图像的效果,进而提高检测效果。
感应物包括乙酰胆碱酯酶(AChE)、颜色指示剂(2,6-二氯靛酚)、底物(乙酰胆碱、碘化硫代乙酰胆碱)和pH7.5的磷酸缓冲液。感应物可从第一检测区或第二检测区上更换掉。
第一检测区和第二检测区预先设置在暗箱内,在暗箱的两侧设有白色光源,在第一检测区和第二检测区的上方分别对应设有第一图像采集装置30和第二图像采集装置31。
暗箱具有可打开的上盖,当需要向农药残留检测装置20内加入待检测样品溶液时,将上盖打开,向第一检测区和第二检测区上滴入待检测样品溶液,滴入待检测样品溶液后,将上盖合上,暗箱为密闭状态。
根据本发明的一个具体实施例,第一检测区和第二检测区均为大小和形状相同的片状结构,第一检测区和第二检测区可以是圆形或方形。
环境参数传感器22,用于实时监测检测环境的环境温度和光照强度。
判断模块23,用于判断环境温度和光照强度是否在预设的标准范围内,如果是,则继续监控,否则,通过调节装置24调节环境温度和/或光照强度达到预设的标准范围。调节装置24包括温度调节装置和光照调节装置。
环境参数传感器22将监测到的环境温度和光照强度数据发送给判断模块23。
数据交互模块,用于接收农药残留浓度信息,将农药残留浓度信息和对应的检测样品信息存储在质量检测数据库中。
信息共享模块,用于将质量检测数据库内的数据向用户进共享。
工作人员根据显示器70显示的农药残留浓度信息为检测样品贴上包含有农药残留度信息的标签。
本申请实现的有益效果如下:
(1)本申请采用农药残留检测装置来检测农药残留度,其检测速度快、使用方便、体积小、便于携带和移动,适用于现场检测。
(2)本申请根据标准显色图像和农残显色图像,计算农药残留率,并将农药残留率输入到预先构建的农药残留率和农药残留浓度关系模型中,获得农药残留浓度的方法提高了农药残留的检测准确度,缩短了获取农药残留浓度的时间,提高了检测效率。
(3)本申请在农药检测的过程中,实时监测检测环境的环境温度和光照强度,将环境温度和光照强度控制在合理的阈值范围内,防止环境温度和光照强度对检测结果造成影响,提高农药残留浓度检测结果的准确度。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实施例,不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等,均应归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种农药残留检测方法,其特征在于,该方法包括:
提取待检测样品溶液;
使用农药残留检测装置对待检测样品溶液进行检测,采集农药残留检测装置的标准显色图像和农残显色图像;
其中,标准显色图像为无农药残留的样品溶液的显色图像,农残显色图像为待检测样品溶液的显色图像;
根据标准显色图像和农残显色图像,计算农药残留率;
将农药残留率输入到预先构建的农药残留率和农药残留浓度关系模型中,获得农药残留浓度。
2.根据权利要求1所述的农药残留检测方法,其特征在于,提取待检测样品溶液的方法包括如下步骤:
将待检测样品放入提取溶剂进行溶解;
过滤掉溶解后的溶液中的杂质;
对过滤掉杂质后的溶液进行浓缩处理,获得待检测样品溶液。
6.根据权利要求1所述的农药残留检测方法,其特征在于,预先构建农药残留率和农药残留浓度关系模型的方法为:
配置多组已经农药残留浓度的样品溶液;
将多组已知农药残留浓度的样品溶液滴加到农药残留检测装置上;
获取农药残留检测装置的标准显色图像和农残显色图像;
根据标准显色图像和农残显色图像计算不同农药残留浓度的样品溶液对应的农药残留率;
根据已知的多组样品溶液的农药残留浓度和每组样品溶液对应的农药残留率构建农药残留率和农药残留浓度的关系模型。
7.根据权利要求1所述的农药残留检测方法,其特征在于,还包括:将农药残留浓度输入到预先构建的农药危害程度模型中,输出待测样品的危害等级,当输出的危险等级超过预设的标准时,发出报警信号。
8.根据权利要求1所述的农药残留检测方法,其特征在于,还包括:
在农药残留检测的过程中,实时监测待检测样品的环境温度和光照强度;
判断环境温度和光照强度是否在预设的标准范围内,若是,则继续监测,否则,调节环境温度和/或光照强度达到预设的标准范围内。
9.一种农药残留检测***,其特征在于,包括:
提取单元,用于提取待检测样品溶液;
农药残留检测装置,用于对待检测样品溶液进行检测;
第一图像采集装置,用于采集农药残留检测装置的标准显色图像;
第二图像采集装置,用于采集农药残留检测装置的农残显色图像;
其中,标准显色图像为无农药残留的样品溶液的显色图像,农残显色图像为待检测样品溶液的显色图像;
数据处理模块,用于根据标准显色图像和农残显色图像,计算农药残留率;
获取模块,用于将农药残留率输入到预先构建的农药残留率和农药残留浓度关系模型中,获得农药残留浓度。
10.根据权利要求9所述的农药残留检测***,其特征在于,农药残留检测装置包括通过绝缘板分开的第一检测区和第二检测区,
第一检测区,用于检测无农药残留的样品溶液;
第二检测区,用于检测待检测样品溶液。
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