茶叶质量安全快速检测仪 【技术领域】
本发明涉及一种简便、灵敏、快速现场茶叶质量安全的快速检测仪器，具体涉及一种用于现场快速定量检茶叶中重金属及农药含量的快速检测仪器。
背景技术
我国是茶树的原产地，茶树最早出现于我国西南部的云贵高原、西双版纳地区。茶叶的主要品种有绿茶、红茶、乌龙茶、花茶、白茶、黄茶。茶有健身、治疾的药物疗效，又富欣赏情趣，可陶冶情操。以茶为饮改变了人们喝生水的陋习，较大地提高了人民的健康水平。
经过现代科学的分离和鉴定，茶叶中含有机化学成分达四百五十多种，无机矿物元素达四十多种。茶叶中的有机化学成分和无机矿物元素含有许多营养成分和药效成分。有机化学成分主要有：茶多酚类、儿茶素、植物碱、蛋白质、氨基酸、维生素、果胶素、有机酸、脂多糖、糖类、酶类、色素等。无机矿物元素主要有：钾、钙、镁、钴、铁、锰、铝、钠、锌、铜、氮、磷、氟、碘、硒等。
其中儿茶素类：俗称茶单宁，是茶叶特有成份，具有苦、涩味及收敛性。在茶汤中可与咖啡因结合而缓和咖啡因对人体的生理作用。具抗氧化、抗突然异变、抗肿瘤、降低血液中胆固醇及低低密度酯蛋白含量、抑制血压上升、抑制血小板凝集、抗菌、抗产物过敏等功效。咖啡因，带有苦味，是构成茶汤滋味的重要成份。红茶茶汤中，与多无酚类结合成为复合物；茶汤冷后形成乳化现象。茶中特有的儿茶素类及其氧化缩和物可使咖啡因的兴奋作用减缓而持续，故喝茶可使长途开车的人保持头脑清醒及较有耐力。
茶中含有丰富的钾、钙、镁、锰等11种矿物质。茶汤中阳离子含量较多而阴离子较少，属于碱性食品。可帮助体液维持碱性，保持健康。
钾：促进血钠排除。血钠含量高，是引起高血压的原因之一，多饮茶可防止高血压。
氟：具有防止蛀牙的功效。
锰：具有抗氧化及防止老化的功效，增强免疫功能，并有助于钙的利用。因不溶于热水，可磨成茶粉食用。
茶叶是人们日常生活中不可缺少的饮品。在茶叶的生产和保存过程中，人们往往使用农药进行灭虫。农药中含有有机氯、有机磷等有毒物质，在杀死害虫的同时，对人体也造成损害。因此，国内外对茶叶中的农药残留量有极其严格的限制。
我国在1983年已经明令禁止生产六六六和滴滴涕。但是，由于滴滴涕农药杀虫效果好，而且近几年来允许生产的三氯杀螨醇农药，其氧化产物是滴滴涕类农药。一般来说，茶叶生长过程中使用的滴滴涕农药会在家田中残留3年以上。因此，严格禁止使用滴滴涕类农药是当前茶叶种植中刻不容缓的艰巨任务。
由于以上种种原因，茶叶质量检测非常必要，保障茶叶产品质量成为保护人们身体健康的一部分，也成为提高人类生活质量的基础之一。同时，检测茶叶中重金属及农药含量的快速检测技术也同样得到各相关部门的高度重视，很多快速检测方法也被纳入各个国家的标准方法。目前，茶叶质量检测的仪器及方法很多。如便携式气相色谱法和分光光度法等，但各种检测方法都有一些不足之处，有些检测方法需要贵重仪器，有些检测方法检测精度不高，检测方法繁琐、费时费力，不能在现场检测茶叶质量。目前市面上使用的色谱仪不仅价格昂贵，而且一般基层单位都没有，所以对茶叶的检测极不方便。因此，迫切需要研究一种价格低廉的大众化茶叶质量安全快速检测仪器，不仅检测方便，而且精度较高，可减少甚至防止中毒事件的发生。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种可以简便、快速、现场、定量检测茶叶质量的茶叶质量安全快速检测仪。
为达上述目的，本发明具体的内容为：
一种茶叶质量安全快速检测仪，设有机壳，在机壳的上表面设置有比色池盖，其特征在于，机壳的比色池盖的下面并排设有透射式比色池和反射式比色池。
其中所述透射式比色池为一长方体，透射式比色池的侧面一端设有光源/单色器，与光源/单色器贯通对应的另一端设有光电检测器，光源/单色器和光电检测器都设置在透射式比色池的比色池壳体上；透射式比色池的底端封闭，通过光源/单色器和光电检测器以此形成单通道的反应透射式比色池，在反应透射式比色池中部空间放入比色皿。
其中所述反射式比色池为一长方体，反射式比色池内部设有三条通道孔，其中两侧通道孔分别对称以一定的角度设在中部通道孔两侧，两侧通道孔的通道口在反射式比色池2的两侧面上，中部通道孔的通道口在反射式比色池的底面上，三条通道孔的另一通道口为重合通道口，重合通道口设于反射式比色池的上表面；在两侧通道孔的通道口上分别装设有光源/单色器，所述光源/单色器的位置一一对应，与侧面成一定角度，光源/单色器的焦点汇聚在重合通道口上，反射式比色池的上部，在重合通道口内边缘处设有边沿，边沿与焦点在同一水平面上，边沿上安放一层析板，层析板对应地通道孔的底部安放光电检测器，通过中部光路通道接收层析板的反射光信号。
其中在层析板上面有一层析板压板。
其中所述光源/单色器为超高亮发光二极管；所述光电检测器为光电传感器。
其中透射式比色池和反射式比色池均为塑料材质，层析板用纸、玻璃、铝箔等材质制成。
其中所述置于机壳外表面的比色池盖连接在主机壳体上。
其中比色皿为标准石英或玻璃的比色皿。
其中还设有液晶显示屏和多个按键，并在机壳后面右侧下方依次设置有电源控制开关、电源插座和RS-232接口。
本发明采用上述技术方案，其效果在于：
1、采用比色分析方法，使操作简便，检测结果直观性好。
2、适用于对样品的单一方法或多个方法的快速定量检测。
3、采用微处理器控制，具有测量、设置、记录、保存和数据处理功能。设有RS-232/USB接口，与PC机联机通信，并设有帮助等功能。自动化程度高。
4、大屏幕液晶中文显示，人机交互式操作，体积小、重量轻、使用方便。
本发明可以对茶叶的质量安全进行快速检测，快速检测茶叶中铅、铜、镉、汞、镉、砷、有机氯、六六六、滴滴涕、三氯杀螨醇、有机磷、甲胺磷、乙酰甲胺磷、乐果、敌敌畏、杀螟硫磷、喹硫磷、菊脂、氯氰菊脂、溴氰菊脂、氰戊菊脂、联苯菊脂的含量。
【附图说明】
图1：为本发明外部结构示意图。
图2：为本发明反射式比色池2结构示意图。
图3：为本发明比色池结构示意图。
图4：为本发明工作原理示意图。
【具体实施方式】
以下就本发明茶叶质量安全快速检测仪的结构组成及所能产生的功效，配合附图以较佳实施例详细说明如下：
如图1所示，本发明茶叶质量安全快速检测仪设有机壳1，在机壳1的上表面设置有液晶显示屏11、多个按键12和比色池盖13，并在机壳1后面右侧下方依次设置有电源控制开关、电源插座和RS-232接口(图中未表示)。
机壳1的比色池盖13的下面并排设有透射式比色池3和反射式比色池2。
如图3所示，其中所述透射式比色池3为一长方体，透射式比色池3的侧面一端设有光源/单色器33，与光源/单色器33贯通对应的另一端设有光电检测器32，光源/单色器33和光电检测器32都设置在透射式比色池3的比色池壳体31上。所述光源/单色器33为超高亮发光二极管，设置在所述色池壳体31的侧面上；所述光电检测器32为光电传感器。透射式比色池3的底端封闭，通过光源/单色器33和光电检测器32以此形成单通道的反应透射式比色池3，在反应透射式比色池3中部空间放入比色皿(图中未表示)。
如图2所示，所述反射式比色池2为一长方体，反射式比色池2内部设有“个”字形的三条通道孔231、232和233，其中两侧通道孔231和233分别对称以一定的角度设在中部通道孔232两侧，两侧通道孔231和233的通道口在反射式比色池2的两侧面上，中部通道孔232为纵向设置，其通道口在反射式比色池2的底面上，三条通道孔231、232和233的另一通道口为重合通道口234，重合通道口234设于反射式比色池2的上表面；在两侧通道孔231和233的通道口上分别装设有光源/单色器27、28，光源/单色器27、28的位置对应，与侧面成一定角度，使光源/单色器27、28的光路焦点汇聚在反射式比色池2的上部重合通道口234处，在重合通道口234内边缘处设有边沿21，边沿21与焦点在同一水平面上，边沿21上安放一层析板24，层析板24对应通道孔232底部安放光电检测器25，通过光路通道232接收层析板24的反射光信号。层析板24为色谱分析专用品，在此不再详述。在层析板24上面有一层析板压板26，在检测时，将它盖在层析板24上，保证反射式比色池2避光。
透射式比色池3和反射式比色池2均为塑料材质，层析板24还可选用层析纸；所述置于机壳外表面的比色池盖12连接在主机壳体1上，可自由翻盖，在翻开时，比色皿可自由取出与安放在透射式比色池3或反射式比色池2中，在比色池盖合上时，保证比色池避光。所述比色皿为标准石英比色皿(或玻璃比色皿)，在此不再详述。
本发明中，光源/单色器27、28和光源/单色器33采用了日本的日亚和丰田公司生产的超高亮发光二极管，亮度参数在1000mcd以上；本发明中的光电检测器25和光电检测器32在本实施例中，采用了美国TI公司生产集成光电传感器，型号可为TSL201、TSL202、TSL203、TSL204、TSL205、TSL206、TSL207、TSL208、TSL209、TSL220、TSL230、TSL235、TSL245、TSL250、TSL251、TSL250、TSL253、TSL254、TSL255、TSL256、TSL257、TSL258、TSL259、TSL260、TSL261、TSL262中的一种。当然，本发明也可以采用其它具有同等功效的集成光电传感器。
如图4所示，为本发明各元部件工作关系示意图，其中光源/单色器41、被检测样品42和光电检测器43与微处理器44并联，当电源45开启时，本发明茶叶质量安全快速检测仪会有两种工作状态，如下所述：
如图3和图4所示，当选用透射式比色池3进行工作时，首先将装有测试溶液的比色皿(相当于图4中42)放在透射式比色池3中，然后关闭比色池盖13，打开电源和光源/单色器33(相当图4中41)，光源/单色器33发出的光透过比色皿被光电检测器32(相当图4中43)接收，光电检测器32检测到的信号传给传输到微处理器44，通过微处理器44进行数据分析将结果输出到显示屏11上。
如图2和图4所示，当选用反射式比色池2进行工作时，首先将测试溶液滴在层析板24(相当于图4中42)上，然后把层析板压板26盖合，然后关闭比色池盖13，打开电源和光源/单色器27、28(相当图4中41)，光源/单色器27、28发出的光通过通道孔231和233折射到层析板24上，再由通道孔232传到光电检测器25(相当图4中43)上，光电检测器25检测到的信号传给传输到微处理器44，通过微处理器44进行数据分析将结果输出到显示屏11上。
当然本发明也可以通过RS-232/USB接口16与PC联机通信，分析结果由PC机显示出来。微处理器44为飞利浦公司生产的P51、P52系列，其主要参数为12位单片机，内部存储器64K。微处理器44用来接收光电检测器的输出信号并进行数据处理，处理后的信息由液晶显示屏11显示出来。同时，微处理器44也可以通过RS-232/USB接口与电脑联机通信，数据的设置、采集、分析以及处理过程可以通过操作电脑来完成，并将处理后的信息通过显示屏或打印机显示出来。
本发明提出的茶叶质量安全快速检测仪，是基于样品中被测物质经提取净化后与显色剂反应生成有色化合物，根据该化合物对可见光有选择性地吸收的原理而建立的一种比色分析的仪器。