基于硅光电池的便携式金标检测仪的研究与实现
随着社会市场经济的快速发展，人们的生活消费水平逐步提高。供人们选择的食品也越来越多，而食品安全问题也接二连三的出现。如前几年的“甜蜜素”事件、“毒生姜”事件以及最新的“僵尸肉”事件等。因此，研制出一种能在短时间内快速检测食品中有毒有害物质的仪器已迫在眉睫。 本文研制的便携式金标检测仪，是一款基于朗伯‐比尔光吸收定律，对待测物浓度进行定量分析的食品安全检测仪器。该仪器利用光电二极管‐硅光电池接收试纸条反射光，用相关算法对待测区域采样数值进行处理。最后，通过拟合待测物浓度与相关检测值的曲线，从而求出未知检测物的浓度。为此，本论文做了如下研究工作： （1）首先，在分析了国内外已有的食品安全快速检测方案后，以朗伯‐比尔光吸收定律为理论基础。采用光电信号转换技术，开发一款对免疫胶体金试纸条进行定量分析的便携式金标试纸检测仪。 （2）其次，该仪器选用波长为525nm的绿色发光二极管，作为系统检测光源。利用丝杆双极性步进电机，带动移动检测机构对胶体金试纸条有效检测区域进行扫描。通过光电二极管‐硅光电池接收胶体金试纸条反射光，采用两级放大电路模块对信号进行滤波放大。最后，通过12位A/D模块进行模数转换，得出反射光的波形。 （3）然后，完成了便携式金标检测仪硬件电路设计，选用STM32F103ZET6微控制器作为整个检测系统的数据处理与逻辑控制核心。同时选用Micro SD卡以FATFS文件系统形式保存测试结果。薄膜按键与3.2寸TFT显示屏完美结合，带来友好、简洁的人机交互体验。外接热敏打印机，随时打印当前测试结果。 （4）最后，利用面积法、高度法对待测区域进行比值处理。再根据已知浓度与其检测比值关系进行曲线拟合，从而求出待测物浓度。论文结尾，通过实验证明了该便携式金标检测仪有较高的稳定性，达到了预期的设计目标。
食品安全;检测仪器;设备制造;电路设计;硅光电池;稳定性
中国计量大学
硕士
控制工程
樊伟东;张明洲
2016
中文
TH771.2;TH706
74
2017-06-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）