一种地沟油检测笔及其方法
【专利摘要】本发明公开了一种地沟油检测笔及其方法，属于油脂检测【技术领域】，包括外壳、近红外探头、开关、控制电路、显示器、直流电源。其中外壳内安置控制电路和直流电源；外壳上安置开关和显示器；近红外探头能自由出入外壳尖嘴；控制电路由光电耦合器、A/D转换器和高速FPGA器件组成；FPGA系统部分使用双口SDRAM、控制器、寄存器、计数器和除法器。在检测中提取波段范围内的885nm和897nm处的近红外光谱信号，将两者相除的结果显示在显示器上，将其与阈值比较，得出被检测油品是否为地沟油，采用本检测笔无需接触样品，无污染，操作简单。
【专利说明】一种地沟油检测笔及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及油脂检测【技术领域】，具体为一种地沟油检测笔及其方法。
【背景技术】
[0002]我国是人口大国，对食用油的需求量很大，然而，近年来不法分子将地沟油推向人们餐桌，对食品安全和消费者的身体健康造成严重威胁。由于地沟油种类和成分比较多，力口上精度提炼的地沟油和食用油很难区分，目前，国内外尚无鉴别地沟油行之有效的方法。除了使合格食用油和地沟油能够进行有效区分外，还要求检测技术能够现场快速准确鉴别。
[0003]现有的地沟油检测技术依赖实验室环境、处理过程复杂、检测速度慢、准确性差及成本大等原因，限制了此类设备的推广应用。
【发明内容】
[0004]本发明旨在解决现有的地沟油检测技术受外界影响大、处理过程复杂、检测速度慢、准确性差的问题，提供一种方便、实时、准确的地沟油检测笔及其方法。
[0005]本发明是这样实现的，它包括近红外探头、开关、控制电路、外壳、显示器、直流电源，开关和显示器设置于外壳表面，控制电路和直流电源设置于外壳内部，其特征在于:所述外壳呈笔状，近红外探头位于笔尖处，并且近红外探头伸缩出笔尖，所述近红外探头连接控制电路，控制电路分别连接显示器、开关和直流电源。
[0006]所述控制电路包括光电耦合器、A/D转换器和高速FPGA器件，光电耦合器连接A/D转换器，A/D转换器连接高速FPGA器件。
[0007]所述的高速FPGA器件包括双口 SDRAM、控制器、寄存器、计数器和除法器，控制器分别连接计数器和双口 SDRAM，双口 SDRAM分别连接寄存器和除法器，除法器连接寄存器，所述计数器连接双口 SDRAM。
[0008]有益效果:检测方法简单无需接触样品，无污染，操作简单；体积�。焖俦阈既范雀撸榷ǹ煽浚视糜谒婊殖∈凳奔觳夂驮谙呒嗖�。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本发明的总体结构示意图；
图2为本发明的高速FPGA器件的原理方框图；
图3为本发明的高速FPGA器件实现原理框图；
附图中图号标记:
1、近红外探头2、开关3、控制电路4、外壳5、显示器6、直流电源7、计数器8、控制器9、双口 SDRAM 10、寄存器11、除法器12、端口 A 13、输入端口 B 14、输出端口 C。
【具体实施方式】
[0010]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做一说明:本发明实施例的总体结构如图1所示，一种地沟油检测笔，包括近红外探头1、开关2、控制电路3、外壳4、显示器5、直流电源6。外壳4呈笔状，近红外探头I位于笔尖处，外壳4内设有控制电路3和直流电源6 ;外壳4上设有开关2和显示器5 ;近红外探头I在开关2的控制下能自由出入外壳4，当开关2按下后近红外探头I伸出外壳4尖嘴处并启动直流电源6开始工作；近红外探头I选用检测波段在880nm~900nm范围的近红外光谱传感器。
[0011]如图2所示，高速FPGA器件包括计数器7、控制器8、双口 SDRAM9、寄存器10、除法器11，控制器8分别连接计数器7和双口 SDRAM9，双口 SDRAM9分别连接寄存器10和除法器11，除法器11连接寄存器10。
[0012]检测方法为:近红外探头I将其采集到的光学信号转换成电压信号，然后通过光电耦合器进行过滤排除杂波干扰，A/D转换器将滤波后的模拟信号转换成数字信号，再发送至高速FPGA器件进行数据处理，最后将处理结果输出在显示器5上显示。
[0013]控制器根据外部输入的复位信号、时钟信号产生A/D变换所需的控制信号以控制A/D对模拟信号的采集过程，并根据A/D反馈给它的转换结束数据准备好信号产生双口 RAM的写地址计数信号，它将A/D转换好的电压数字信号存入RAM中，同时通过计数器7将写地址计数信号延迟η个时间单位作为RAM的读地址计数信号，它将RAM中885nm和897nm处电压数据读出。首先输出的信号是897nm处电压值进入存储器等待，下一时钟到来时信号是885nm处电压值，此时885nm处电压信号值和897nm处电压信号值同时进入除法器输入端口 A12和输入端口 B13，除法器将输入端口 A12中输入的数据除以输入端口 B13中输入的数据得到的结果通过输出端口 C14输出至显示器5上。
[0014]根据实验，食用植物油的885nm光谱强度值与897nm光谱强度值之比大于1.4，地沟油则小于1.1，利用这个比值差异，可以区分这两类油。因此，通过显示器5显示的数据可方便、快捷、准确地对油品进行鉴别。
[0015]本发明实施例的工作过程步骤如下:
?铵下开关2启动检测笔，同时近红外探头I伸出外壳尖嘴，直流电源6上电工作；
?近红外探头I对准油品采集880nm~900nm波段范围光谱强度输出电压信号；
?近红外探头输出的电压模拟信号经光电耦合器进行滤波处理，再经过A/D转换成数字信号进入FPGA器件对885nm和897nm的光谱信号进行数据处理。
[0016]?在显示器5上显示结果；
?阈值比较，若显示结果大于1.4，油品为合格食用植物油，若显示结果小于1.1，则油品为地沟油。
【权利要求】
1.一种地沟油检测笔，它包括近红外探头(I)、开关(2)、控制电路(3)、外壳(4)、显示器(5)、直流电源(6)，开关(2)和显示器(5)设置于外壳(4)表面，控制电路(3)和直流电源(6)设置于外壳(4)内部，其特征在于:所述外壳(4)呈笔状，近红外探头(I)位于笔尖处，并且近红外探头(I)伸缩出笔尖，所述近红外探头(I)连接控制电路(3)，控制电路(3)分别连接显示器(5)、开关(2)和直流电源(6)。
2.如权利要求1中所述的一种地沟油检测笔，其特征在于:控制电路(3)包括光电耦合器、A/D转换器和高速FPGA器件，光电耦合器连接A/D转换器，A/D转换器连接高速FPGA器件。
3.如权利要求2中所述的一种地沟油检测笔，其特征在于:所述的高速FPGA器件包括双口 SDRAM、控制器、寄存器、计数器和除法器，控制器分别连接计数器和双口 SDRAM，双口SDRAM分别连接寄存器和除法器，除法器连接寄存器，所述计数器连接双口 SDRAM。
4.如权利要求1中所述的一种地沟油检测笔，其特征在于:近红外探头(I)选用检测波段在880nm?900nm范围的近红外光谱传感器。
5.如权利要求2中所述的一种地沟油检测笔，其特征在于:所述高速FPGA器件的工作过程为:控制器根据外部输入的复位信号、时钟信号产生A/D变换所需的控制信号以控制A/D对模拟信号的采集过程，并根据A/D反馈给它的转换结束数据准备好信号产生双口 RAM的写地址计数信号，它将A/D转换好的电压数字信号存入RAM中，同时将写地址计数信号延迟η个时间单位作为RAM的读地址计数信号，它将RAM中885nm和897nm处电压数据读出，首先输出的信号是897nm处电压值进入存储器等待，下一时钟到来时信号是885nm处电压值，此时的两个信号同时进入除法器输入端口，将结果输出在显示器(5)上。
6.一种权利要求1所述的地沟油的检测方法，其特征在于:近红外探头(I)负责采集880nm?900nm波段范围的近红外光谱信号；光电耦合器将近红外探头(I)采集的光学信号进行过滤排除杂波干扰；A/D转换器将滤波后的模拟信号转换成数字信号，然后发送至高速FPGA器件进行数据处理，最后将处理结果输出在显示器(5)上显示，食用植物油的885nm光谱强度值与897nm光谱强度值之比大于1.4，地沟油则小于1.1，利用这个比值差异，可以区分这两类油。
【文档编号】G01N21/35GK103472026SQ201310427646
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月20日 优先权日:2013年9月20日
【发明者】刘燕德, 靳昙昙, 陈洞滨, 施宇, 欧阳爱国 申请人:华东交通大学
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