一種利用紫外熒光光譜的黃曲霉毒素在線檢測裝置制造方法及圖紙

一種利用紫外熒光光譜的黃曲霉毒素在線檢測裝置，克服現有紫外熒光成像的不足，包括物料輸送系統、紫外照明系統和檢測傳感部分，所述檢測傳感部分包括多面旋轉鏡、反射式會聚系統一、狹縫掩模板、反射式準直系統、反射式一維位相光柵、反射式會聚系統二、光電探測單元，所述狹縫掩模板上設置有狹縫，狹縫寬度方向與反射式一維位相光柵線條方向垂直。本實用新型專利技術的利用紫外熒光光譜的黃曲霉毒素在線檢測裝置具有以下有益效果：本實用新型專利技術通過紫外熒光光譜檢測，可以實現黃曲霉毒素AFB1、AFB2、AFG1、AFG2的同時檢測，克服現有公開報道中利用多組濾光片和多組探測器組合實現黃曲霉毒素檢測的結構復雜和成本較高的問題。

Aflatoxin on-line detection device using ultraviolet fluorescence spectrum

Aflatoxin online detection device using ultraviolet fluorescence spectra, to overcome the disadvantages of UV fluorescence imaging, including material conveying system, UV lighting system and detection sensor, the sensor part comprises a multi-faceted rotating mirror, reflecting the convergence system and slit mask, reflective collimation system, reflection type of one-dimensional phase grating, reflective convergence system two, photoelectric detection unit, the slit mask is provided with a slit, slit width direction and the reflection type one-dimensional phase grating lines perpendicular to the direction of. The utility model has the following beneficial effects of aflatoxin online detection device for ultraviolet fluorescence spectra by the model: the utility model by UV fluorescence detection can be achieved, aflatoxin AFB1, AFB2, AFG1, AFG2 at the same time, to overcome the existing public reports and implementation of aflatoxin detection of complex structure and high cost the problem with multi group and multi detector combination filter.

【技術實現步驟摘要】
一種利用紫外熒光光譜的黃曲霉毒素在線檢測裝置
本技術屬于光學檢測
，具體涉及一種利用紫外熒光光譜的黃曲霉毒素在線檢測裝置。
技術介紹
黃曲霉毒素(Aflatoxin，簡稱AF)是由黃曲霉和寄生曲霉產生一種真菌有毒代謝產物,也是迄今發現的毒性最強的一類真菌毒素。黃曲霉毒素主要有AFB1、AFB2、AFG1、AFG2、AFM1這5類。其中，AFB1的毒性最強，其毒性為氰化鉀的10倍，為砒霜的68倍，為三聚氰胺的416倍。而且，AFB1致癌能力是二甲基硝胺的75倍，1993年國際腫瘤研究機構(InternationalAgencyforResearchonCancer，IARC)就已將其列為I類致癌物，其它4類被列為II類致癌物。黃曲霉毒素不僅毒性大、含量低，且污染范圍廣，在糧、油、茶、干果、乳、飼料、醬油等100多種農產品及食品中均發現有黃曲霉毒素污染。因此，開展黃曲霉毒素檢測技術研究十分重要。目前關于黃曲霉毒素的檢測技術主要包括有損檢測和無損檢測兩類。有損檢測技術主要為基于物化原理(如：高效液相色譜法、液相色譜－質譜/質譜法等)，其對樣品具有破壞性，進行凈化預處理等，檢測時間長，不適用于大批量工業在線檢測。而無損檢測技術具有對檢測對象非破壞性的優點，成為人們研究的熱點。目前報道的無損檢測技術通常是利用紫外熒光強度像的檢測技術，其主要利用長波紫外照射待測對象激發可見熒光，并結合相機獲得可見熒光強度像。目前報道的利用此技術進行黃曲霉毒素檢測的主要有美國專利US4535248、US20120093985及中國申請公開專利CN105044062A和CN103234945A。由于此技術直接獲取的是可見熒光強度像，通常紫外激發產生的熒光很弱，導致強度圖像的分辨率較低和信噪比較差，其會影響檢測的準確性。另外，現有報道的技術中，通過多組濾光片或多組探測器組合的方式獲得黃曲霉毒素AFB1、AFB2、AFG1、AFG2的檢測，裝置結構復雜且成本較高。
技術實現思路
本技術提出的一種利用紫外熒光光譜的黃曲霉毒素在線檢測裝置，克服現有紫外熒光成像的不足，采用反射式結構布局，避免透射式結構對微弱熒光吸收的問題，提高光能利用率。另外，采用反射式一維位相光柵設計，可以消除±3級及±3的倍級衍射光以及可以降低0級及偶數級衍射光的對光譜檢測的影響，使得衍射光波主要集中±1級衍射光中，從而提高光譜檢測的準確度。為實現上述目的，本技術采用了以下技術方案：一種利用紫外熒光光譜的黃曲霉毒素在線檢測裝置，包括物料輸送系統、紫外照明系統和檢測傳感部分，紫外照明系統設置在物料輸送系統的上方，所述檢測傳感部分包括多面旋轉鏡、反射式會聚系統一、狹縫掩模板、反射式準直系統、反射式一維位相光柵、反射式會聚系統二、光電探測單元，所述狹縫掩模板上設置有狹縫，狹縫寬度方向與反射式一維位相光柵線條方向垂直。進一步的，所述狹縫寬度尺寸大于λmax/(2NA)，其中λmax為可見熒光波長中最大值，NA為反射式會聚系統一的像放數值孔徑大小。進一步的，所述反射式一維位相光柵一個周期內包含非反射非透光部分和反射光部分，其中，非反射非透光部分包含非反射非透光部分a1和非反射非透光部分a2，反射光部分包含直接反射部分b1和相位延遲反射部分b2，而且，a1與a2的尺寸相同，b1與b2的尺寸相同，且ai與bj之比為1/2，i＝1或2，j＝1或2。進一步的，所述反射式一維位相光柵基底材料采用SiO2，非透光部分為Cr膜，反射部分b1為Al膜，且相位延遲反射部分b2為反射式一維位相光柵基底進行刻蝕，刻蝕后的表面鍍有Al膜，且刻蝕深度為可見熒光波長平均值。進一步的，所述紫外照明系統包括紫外照明單元A和紫外照明單元B，兩者均采用紫外LED一維陣列布局。進一步的，所述紫外照明單元A和紫外照明單元B前均設置有菲涅爾透鏡用于勻光。進一步的，所述反射式會聚系統一表面鍍有濾出紫外光膜層。進一步的，所述光電探測單元為旋轉掃描鏡與光電倍增管組合或為時間延遲積分CCD。進一步的，所述多面旋轉鏡為六面、八面或十二面旋轉鏡。由上述技術方案可知，黃曲霉毒素物料受紫外照明系統照射激發的可見熒光進入檢測傳感部分中的多面旋轉鏡中，多面旋轉鏡主要在紫外照明系統照明的均勻區域內形成一個掃描視場，并將掃描視場內黃曲霉毒素物料在紫外照明系統下激發產生的可見熒光反射到反射式會聚系統一中；反射式會聚系統一主要將來自多面旋轉鏡的光束會聚到狹縫窗口中狹縫掩模板后進入反射式準直系統中；反射式準直系統主要將來自狹縫窗口的透射光束變為平行光束并入射到反射式一維位相光柵；反射式一維位相光柵采用特殊結構設計，主要起到色散分光元件的作用，將入射可見熒光色散分光成對應不同波長的1級譜；反射式會聚系統二主要將反射式一維位相光柵產生的光譜會聚到光電探測單元處。本技術的一種利用紫外熒光光譜的黃曲霉毒素在線檢測裝置具有以下有益效果：可以通過紫外熒光光譜檢測，可以實現黃曲霉毒素AFB1、AFB2、AFG1、AFG2的同時檢測，克服現有公開報道中利用多組濾光片和多組探測器組合實現黃曲霉毒素檢測的結構復雜和成本較高的問題。其次，本技術采用特殊結構設計的反射式一維位相光柵，減小或消除其它級次衍射光譜，從而分光主要產生對應不同波長的1級譜信息，避免了其它級次譜信息的影響，從而提高檢測的準確度。最后，本技術在線檢測裝置采用反射式結構布局，避免透射式結構對微弱熒光吸收的問題，提高微弱熒光探測效率。附圖說明圖1為本技術的結構示意圖；圖2為本技術檢的測傳感部分的原理示意圖；圖3為本技術的反射式一維位相光柵平面示意圖；圖4為本技術的反射式一維位相光柵剖面示意圖；圖5為本技術的光電探測單元示意圖。具體實施方式下面結合附圖對本技術做進一步說明：本實施例的一種利用紫外熒光光譜的黃曲霉毒素在線檢測裝置，如圖1所示，包括物料輸送系統101、待測物料102、紫外照明系統201，檢測傳感部分301，所述紫外照明系統201包括紫外照明單元A201A和紫外照明單元B201B。其中，檢測傳感部分301原理示意圖如圖2所示，包括多面旋轉鏡202、反射式會聚系統一203、狹縫掩模板204、反射式準直系統205、反射式一維位相光柵206、反射式會聚系統二207、光電探測單元208。反射式一維位相光柵206一個周期內包含非反射非透光部分和反射光部分，其中非反射非透光部分包含非反射非透光部分a1和非反射非透光部分a2，反射光部分包含直接反射部分b1(無相位延遲)和相位延遲反射部分b2。反射式一維位相光柵206結構示意圖如圖3所示，其中黑色部分表示非反射非透光部分b1和b2，白色部分表示反射光部分中的直接反射部分b1，灰色部分表示反射光部分中相位延遲反射部分b2。而且，a1與a1的尺寸相同，b1與b2的尺寸相同。反射式一維位相光柵206采用特殊結構設計，將入射光束主要衍射到±1級衍射光，減小及消除其它級次衍射光譜對分光光譜的影響。反射式一維位相光柵206主要起到色散分光元件的作用，將入射可見熒光色散分光成對應不同波長的1級譜。對本技術所采用的反射位相光柵理論分析如下：設反射式一維位相光柵206非透光部分a1和非透光部分a2的寬度均為wa本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種利用紫外熒光光譜的黃曲霉毒素在線檢測裝置，包括物料輸送系統(101)、紫外照明系統(201)和檢測傳感部分(301)，紫外照明系統(201)設置在物料輸送系統(101)的上方，其特征在于：所述檢測傳感部分(301)包括多面旋轉鏡(202)、反射式會聚系統一(203)、狹縫掩模板(204)、反射式準直系統(205)、反射式一維位相光柵(206)、反射式會聚系統二(207)、光電探測單元(208)，所述狹縫掩模板(204)上設置有狹縫，狹縫寬度方向與反射式一維位相光柵(206)線條方向垂直。

【技術特征摘要】
1.一種利用紫外熒光光譜的黃曲霉毒素在線檢測裝置，包括物料輸送系統(101)、紫外照明系統(201)和檢測傳感部分(301)，紫外照明系統(201)設置在物料輸送系統(101)的上方，其特征在于：所述檢測傳感部分(301)包括多面旋轉鏡(202)、反射式會聚系統一(203)、狹縫掩模板(204)、反射式準直系統(205)、反射式一維位相光柵(206)、反射式會聚系統二(207)、光電探測單元(208)，所述狹縫掩模板(204)上設置有狹縫，狹縫寬度方向與反射式一維位相光柵(206)線條方向垂直。2.根據權利要求1所述的利用紫外熒光光譜的黃曲霉毒素在線檢測裝置，其特征在于：所述狹縫寬度尺寸大于λmax/(2NA)，其中λmax為可見熒光波長中最大值，NA為反射式會聚系統一(203)的像放數值孔徑大小。3.根據權利要求2所述的利用紫外熒光光譜的黃曲霉毒素在線檢測裝置，其特征在于：所述反射式一維位相光柵(206)一個周期內包含非反射非透光部分和反射光部分，其中，非反射非透光部分包含非反射非透光部分a1和非反射非透光部分a2，反射光部分包含直接反射部分b1和相位延遲反射部分b2，而且，a1與a2的尺寸相同，b1與b2的尺寸相同，且ai與bj之比為1/2，i＝1或2，j＝1或2。4.根據權利要求...

【專利技術屬性】
技術研發人員：汪海，顏天信，汪洪波，張金宇，陳明星，
申請(專利權)人：合肥泰禾光電科技股份有限公司，
類型：新型
國別省市：安徽,34