專利名稱：：便攜式拉曼光譜橄欖油鑒別數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，特別涉及一種便攜式拉曼光譜橄欖油真?zhèn)蔚臄?shù)據(jù)鑒別處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：食品安全問題已成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)，食品安全事件波及面廣，造成的社會(huì)影響和經(jīng)濟(jì)損失巨大，也對人類生活環(huán)境乃至健康安全構(gòu)成越來越嚴(yán)重的威脅。阜陽"大頭娃娃"事件、多寶魚事件以及紅心鴨蛋風(fēng)波，引起了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。一次次的食品安全問題和危機(jī)檢驗(yàn)著食品監(jiān)管部門的能力，如何保障食品安全成為全民共同關(guān)注的主要問題。引起這些情況的原因無疑是多方面的，其中一個(gè)主要原因是檢測技術(shù)落后，缺乏可在現(xiàn)場使用的快速篩査檢測技術(shù)手段，不能對其危害物質(zhì)殘留及摻假實(shí)施準(zhǔn)確、可靠的監(jiān)測與控制。對上述這些食品摻假進(jìn)行及時(shí)、準(zhǔn)確、便捷的檢測，是保護(hù)人類健康及生命安全的關(guān)鍵手段之一。橄欖油例如橄欖油是純植物食用油，從油橄欖鮮果中直接壓榨出來的果汁，分離掉其中的水分后取得的。橄欖油適合各個(gè)年齡段的人群，有食用、醫(yī)療、美容、健康等多種用途。橄欖油產(chǎn)油大國的劣質(zhì)橄欖油有向中國傾銷的趨勢，鑒于檢測手段的限制，目前無法在口岸現(xiàn)場實(shí)時(shí)地對大批進(jìn)口橄欖油直接實(shí)施檢驗(yàn)，通常采取口岸抽查與市場跟蹤抽查檢驗(yàn)相結(jié)合的方式，檢驗(yàn)覆蓋率極低，容易使偽劣產(chǎn)品漏網(wǎng)。在國內(nèi)各大商場或超市建立便捷的現(xiàn)場檢測方法是確保產(chǎn)品質(zhì)量和食品安全不出現(xiàn)問題的根本保障。對橄欖油真?zhèn)舞b別，常規(guī)的檢測方法主要有氣相色譜(GC)、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(GC-MS)，尤其是色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)可以進(jìn)行準(zhǔn)確的定性及定量分析，但操作步驟復(fù)雜，檢測周期冗長，儀器價(jià)格昂貴，難于普及推廣，更不能進(jìn)行現(xiàn)場、快速檢測，不利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)和監(jiān)控管理。近幾年來，在分析過程中不對樣品造成化學(xué)的、機(jī)械的、光化學(xué)和熱的分解，是分析科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。與紅外光譜相比，拉曼光譜具有一定的優(yōu)勢。紅外光譜技術(shù)受水分子影響較大，必須進(jìn)行樣品制備以及設(shè)計(jì)上的系統(tǒng)移動(dòng)部件限制了紅外光譜技術(shù)的廣泛現(xiàn)場應(yīng)用。拉曼光譜技術(shù)的化學(xué)分子的指紋辨識(shí)、快速、無需繁雜的樣品前處理、無損檢測、不受水分子干擾、無移動(dòng)部件等特性已收到廣泛的關(guān)注。GisdeG.等人采用X-ray和主成分分析法在不使用任何試劑的情況下對特級(jí)初榨橄欖油、其他植物油以及摻假的橄欖油的鑒別結(jié)果令人滿意。FrancescaGuimet也采用熒光分析和模式識(shí)別法對摻橄欖果渣油的特級(jí)初榨橄欖油的進(jìn)行了鑒別，三種方法的鑒別正確率均高于97%。拉曼光譜具有測試樣品非接觸性、非破壞性、快速、所需樣品量小及樣品無需制備等特點(diǎn)，可用作橄欖油的真?zhèn)舞b別。目前所見報(bào)道一般采用較大體積的拉曼光譜儀，并基于模式識(shí)別方法，該方法抽象，準(zhǔn)確率低，要求操作人員具有專業(yè)知識(shí)和專用數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，因此難于普及推廣，更不能進(jìn)行現(xiàn)場、快速檢測，不利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)和監(jiān)控管理的問題。對橄欖油真?zhèn)舞b別如何實(shí)現(xiàn)無損、低成本、操作簡便、能進(jìn)行現(xiàn)場、快速檢測、易于普及推廣，從而達(dá)到對橄欖油摻偽問題及時(shí)發(fā)現(xiàn)和監(jiān)控管理，是目前急需解決的技術(shù)問題。
發(fā)明內(nèi)容為適應(yīng)上述需求，本發(fā)明提供一種可以快速鑒別橄欖油真?zhèn)蔚?、能進(jìn)行精確檢測的便攜式拉曼光譜橄欖油鑒別數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。本發(fā)明的便攜式拉曼光譜橄欖油鑒別數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包括拉曼光譜儀、殼體、分析儀面板、所述分析儀面板上分別設(shè)有液晶顯示器，用于操作參數(shù)設(shè)置及數(shù)據(jù)處理結(jié)果的數(shù)值和圖形的顯不；編碼開關(guān)，用于快速設(shè)定參數(shù)數(shù)值；方向鍵和OK鍵，用于輸入和控制所述儀器的工作；所述殼體內(nèi)還設(shè)置有單片機(jī)、存儲(chǔ)器，單片機(jī)分別連接所述拉曼光譜儀，所述液晶顯示器，所述編碼開關(guān)，所述方向鍵和OK鍵以及所述存儲(chǔ)器；所述拉曼光譜儀，用于選用激光光源發(fā)射波長為785ran的近紅外激光，激光能量參數(shù)選擇100-200mw，積分時(shí)間參數(shù)選擇52f)s，用所述兩個(gè)參數(shù)得到最佳拉曼峰強(qiáng)度，連續(xù)掃描光譜5次，最后得5次光譜的平均拉曼光譜，其在250~2300cni—'的范圍內(nèi)，以410cm"的分辨率掃描測試樣品；本發(fā)明的單片機(jī)包括如下裝置運(yùn)算與控制器，用于獲得基線平坦的拉曼圖譜，以1265cm—1與1441cm1對應(yīng)的強(qiáng)度比為橫坐標(biāo)，以1657cm—1與1441cm—1對應(yīng)的強(qiáng)度比為縱坐標(biāo)作圖并標(biāo)定樣品的坐標(biāo)點(diǎn)；通信控制器，用于控制所述拉曼光譜儀與所述運(yùn)算控制器之間的數(shù)據(jù)傳輸；邏輯控制器，用于控制所述液晶顯示器、所述編碼開關(guān)、所述方向鍵及OK鍵以及所述通信控制器的使能。本發(fā)明的便攜式拉曼光譜橄欖油鑒別數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述分析儀面板上還設(shè)有熱敏打印機(jī)，用于打印數(shù)據(jù)處理結(jié)果的數(shù)值和圖形記錄；所述熱敏打印機(jī)連接單片機(jī)，所述邏輯控制器控制所述熱敏打印機(jī)的使能。本發(fā)明的便攜式拉曼光譜橄欖油鑒別數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述分析儀面板上還設(shè)有電源指示燈，用于指示電源是否接通；所述電源指示燈連接單片機(jī)，所述邏輯控制器控制所述電源指示燈的使能。本發(fā)明的便攜式拉曼光譜橄欖油鑒別數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述分析儀面板上還設(shè)有激光指示燈，用于指示所述拉曼光譜儀上的激光頭是否工作；所述激光指示燈連接單片機(jī)，所述邏輯控制器控制所述激光指示燈的使能。本發(fā)明的便攜式拉曼光譜橄欖油鑒別數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述拉曼光譜儀與所述通信控制器采用RS232標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。本發(fā)明的便攜式拉曼光譜橄欖油鑒別數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述單片機(jī)選用51系列的C8051F020。本發(fā)明的便攜式拉曼光譜橄欖油鑒別數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述存儲(chǔ)器采用628128芯片構(gòu)成。本發(fā)明的便攜式拉曼光譜橄欖油鑒別數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述編碼開關(guān)通過由雙向編碼開關(guān)SW1、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74LS123,雙D觸發(fā)器745LS74和反相器組成編碼開關(guān)電路連接所述單片機(jī)，當(dāng)編碼開關(guān)向不同方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述編碼開關(guān)電路發(fā)出不同的編碼信號(hào)送至所述單片機(jī)。本發(fā)明的便攜式拉曼光譜橄欖油鑒別數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述四向鍵通過一鍵盤控制芯片CH452分別連接所述單片機(jī)。本發(fā)明的便攜式拉曼光譜橄欖油鑒別數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其所述單片機(jī)還連接有一個(gè)激光功率控制電路，其由運(yùn)算放大器LM35S組成，其輸出端連接拉曼光譜儀的激光控制信號(hào)鍵。本發(fā)明的便攜式拉曼光譜橄欖油鑒別數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)由于利用了拉曼光譜儀中對各種油品的拉曼光譜特性數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，同時(shí)提供了可視化的數(shù)據(jù)圖像顯示以及打印系統(tǒng)，使其比傳統(tǒng)的各種檢測橄欖油真?zhèn)蔚南到y(tǒng)相比，可以更小型化，易于移動(dòng)檢測同時(shí)提高了檢測速度和效率圖1是本發(fā)明便攜式拉曼光譜橄欖油鑒別數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的電路框圖2是本發(fā)明微控制電路圖3是本發(fā)明電源及接口電路；圖4是本發(fā)明鍵盤控制電路；圖5是本發(fā)明面板示意圖6是本發(fā)明電路系統(tǒng)框圖7是本發(fā)明橄欖油、大豆油、葵花-了油、菜籽油、玉米油、花生油拉曼光譜圖；圖8是橄欖油、果渣油、大豆油、葵花子油、菜籽油、玉米油、花生油分類圖；圖9是橄欖油及橄欖油摻5%、10%、20%、30%、40%、50%大豆油分類10%、20%、30%、40%、50%葵花子油分類圖；10%、20%、30%、40%、50%菜籽油分類圖；10%、20%、30%、40%、50%玉米油分類圖；10%、20%、30%、40%、50%花生油分類圖；圖14是橄欖油及橄欖油慘20%大豆油、葵花子油、菜籽油、玉米油、花生油分類圖15是橄欖油及橄欖油摻10。/。大豆油、葵花子油、菜籽油、玉米油、花生油分類圖16是橄欖油及橄欖油摻5%大豆油、葵花子油、菜籽油、玉米油、花生油分類圖17是云南局實(shí)測橄欖油樣品圖18是意大利協(xié)會(huì)實(shí)測橄欖油樣品圖19是張家港實(shí)測樣品圖20是主成分分析法橄欖油及橄欖油摻5%、10%、20%、30%、40%、50%菜籽油分類圖21是主成分分析法橄欖油及橄欖油摻5%大豆油、葵花子油、菜籽油、玉米油、花生油分類圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例做更詳盡的說明。參見圖1，是本發(fā)明便攜式拉曼光譜橄欖油鑒別數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的電路框圖，本發(fā)明便攜式拉曼光譜橄欖油鑒別數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包括CPU、拉曼光譜儀、顯示器和熱敏打印機(jī)，CPU通過串口連接拉曼光譜儀，CPU連接顯示器和熱敏打印機(jī)，CPU還連接編碼開關(guān)、四向鍵、電源指示燈和激光指示燈。參見圖2、圖3、圖4，在該實(shí)施例中，CPU選用51系列的C8051F020U1，這是一個(gè)高速S位多功能單片機(jī)，可以在線編程，圖2中的Jl插口就是其在線編程及調(diào)試接口。該CPU周圍設(shè)置有EEPROM24WC08U3，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器628128U5，實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路PCF8563U4，RS232接口芯片MAX232ACPEU9，顯示器接口J5，熱敏打印機(jī)接口J6，四向鍵控制電路CH452U11，編碼開關(guān)電路、指示燈和激光功率控制電路。由于接口及周邊電路眾多，還有一由3-8線解碼器SN74HC138NU2構(gòu)成的片選電路。片選電路U2連接CPUU1的P5.4-P5.7展卩。EEPROMU3連接CPUUl的P0.2、P0.3腳，選用二線串口方式連接。圖10是橄欖油及橄欖油摻5%、圖11是橄欖油及橄欖油掾5%、圖12是橄欖油及橄欖油摻5%、圖13是橄欖油及橄欖油摻5%、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器U5的地址線為14位，連接CPUU1的P6口、P5口及P2.0、P2.1勝卩，數(shù)據(jù)線為8位，連接CPUU1的數(shù)據(jù)口P7口，讀寫控制0E、WE連在CPUU1的P4.6、P4.7膽卩。實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路U4選用三線串口方式連接CPUU1的P0.2、P0.3、P0.5三腳。RS232接口芯片U9的輸入連接CPU的PO.O、PO.l展卩，輸出通過接口J9連接拉曼光譜儀串U。熱敏打印機(jī)接口J6連接CPU的數(shù)據(jù)口P7口，其選中端通過與門MC74HC32AN的一組U14分別連接片選電路U2的Y2和CPUUl的P4.7腦[]，其BUZY端連接CPUUl的P4.3腳。顯示器接口中的數(shù)據(jù)端連接CPUUl的數(shù)據(jù)口P7口，讀寫控制器端分別連接CPUUl的P4.6、P4.7膽卩。編碼開關(guān)電路由雙向編碼開關(guān)SW1、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74LS123USA、U8B，雙D觸發(fā)器745LS74U9A、U9B、U10A、U10B和反相器U12A、U12B組成，通過插頭J14、插座J2連接CPUUl的PO.O、P0.1展卩。當(dāng)編碼開關(guān)旋鈕向不同方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，編碼開關(guān)電路發(fā)出不同的編碼信號(hào)送至CPU。四向鍵Sl-S5連接一鍵盤控制芯片CH452Ull,其輸出端有四根線，分別連接CPUUl的P0.4、P3.0、P3.1、P3.3勝卩。激光功率控制電路由運(yùn)算放大器LM358組成，其正輸入端連接CPUU1的DAC0腳，其輸出端通過插頭J4連接拉曼光譜儀的激光控制信號(hào)鍵。電源電路主的接口J7、JS連接交流輸入，輸出J10連接顯示器、輸出Jll連接熱敏打印機(jī)，輸出J12連接拉曼光譜儀的電源輸入。指示燈Dl、D2通過接口J13分別連接CPUU1的P3.5、P3.6腳，分別指示電源丌和激光開。參見圖5，該儀器具有長方體殼體，在正面面板l中間裝有用于進(jìn)行操作參數(shù)設(shè)置界面的顯示以及數(shù)據(jù)處理結(jié)果的數(shù)值和圖形的彩色液晶顯示器2，左邊安裝用于進(jìn)行數(shù)據(jù)處理結(jié)果的數(shù)值和圖形的記錄的熱敏打印機(jī)3，右邊上部裝有用于參數(shù)數(shù)值的快速設(shè)定的編碼開關(guān)6和電源指示燈4、激光指示燈5，下部裝有用于功能的選擇操作的四向鍵7，四向鍵包括上下左右四個(gè)方向鍵和一個(gè)中間的一個(gè)OK鍵，殼體內(nèi)部還設(shè)有單片機(jī)、存儲(chǔ)器以及輔助外圍電路和通信物理接口。參見圖6，拉曼光譜儀通過UART的RS232端口與CPU相連，CPU包括運(yùn)算與控制器，邏輯控制器以及通信控制器，系統(tǒng)還包括彩色液品顯示器、微型打印機(jī)、鍵盤及編碼開關(guān)、非易失存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。它們是通過總線與控制部件連接起來的，邏輯控制器通過I2C控制總線與各部分相連，對各部分進(jìn)行控制。其中采用CS051F020單片機(jī)作為拉曼譜分析儀的控制部件。利用其UART的RS232接口與光譜儀進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。利用片上數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路輸出模擬電壓控制光譜儀的激光輸出功率。采用320x234點(diǎn)陣式彩色液晶顯示器、348點(diǎn)/行的熱敏微型打印機(jī)。大容量隨機(jī)存取存儲(chǔ)器采用HD6812S靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，容量128KB,用于拉曼數(shù)據(jù)樣本的臨時(shí)存放，非易失存儲(chǔ)器采用AT24C08電可擦除只讀存儲(chǔ)器，用于各參數(shù)值的記憶存儲(chǔ)。系統(tǒng)中還包括實(shí)時(shí)鐘子系統(tǒng)，采用實(shí)時(shí)鐘芯片PCF8563,可以提供年、月、日、時(shí)、分、秒等日期和時(shí)間數(shù)據(jù)，并且采用fC總線與C8051F020直接接口。在電路系統(tǒng)中，CS051F020單片機(jī)采用+3.3V電源供電；彩色液品顯示屏的背光元件采用+12V電源供電；熱敏打印機(jī)及系統(tǒng)中其他人部分元件采用+5V電源供電。為滿足系統(tǒng)的供電要求，供電子系統(tǒng)采用DC-DC變換器提供輸出電流可達(dá)3A的+5V供電，采用線性集成穩(wěn)壓器提供十12V供電，采用線性穩(wěn)壓器將+5V電壓變換至+3.3V為單片機(jī)提供電源。結(jié)合圖六以及本說明書的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，邏輯控制器用于控制系統(tǒng)中的其他各個(gè)裝置的使能和尋址，運(yùn)算與控制器負(fù)責(zé)執(zhí)行本發(fā)明系統(tǒng)中的程序或者算法，通信控制器用于與外圍設(shè)備進(jìn)行通信數(shù)據(jù)的緩存，匹配物理接口標(biāo)準(zhǔn)，匹配速率傳輸差異。將電源開關(guān)打丌為設(shè)備供電，啟動(dòng)拉曼光譜儀，拉曼光譜儀包含有系統(tǒng)開關(guān)、電源指不燈、激光指示燈、激光強(qiáng)度調(diào)節(jié)旋鈕、互鎖設(shè)備以及用光纖線路連接的激光探頭，釆用該拉曼光譜儀獲得數(shù)據(jù)，取橄欖油若干，放入1.5ml樣品瓶中，用便攜式拉曼光譜儀進(jìn)行檢測，激光光源發(fā)射波長為7S5nm的近紅外激光，激光能量參數(shù)選擇200mw，積分參數(shù)選擇5~20s，用兩個(gè)參數(shù)調(diào)節(jié)最佳拉曼峰強(qiáng)度，連續(xù)掃描光譜5次，最后得5次掃描光譜的平均光譜，將樣品瓶放入固定好焦距的樣品池中掃描，每一個(gè)光譜的掃描范圍是250~2300cm人分辨率是4-10cm—',完成一個(gè)光譜掃描時(shí)間是2分鐘。拉曼光譜儀獲得數(shù)據(jù)后通過UART通信端口將數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭\(yùn)算與控制器，對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理及分析。其中邏輯控制器對存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫控制，讀取非易失存儲(chǔ)器中的激光功率、快門時(shí)間、樣本數(shù)等數(shù)據(jù)采集參數(shù)和檢索峰值數(shù)、檢索閥值等數(shù)據(jù)處理參數(shù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后，在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫入存儲(chǔ)原始樣本數(shù)據(jù)、提取的拉曼譜數(shù)據(jù)、經(jīng)過分析處理得到的峰值檢索和圖譜數(shù)據(jù)。并通過邏輯控制器的訪問控制信號(hào)將分析的結(jié)果輸出到彩色液晶顯示器和微型熱敏打印機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸出。通過對圖譜的觀察，可以得出橄欖油中的摻雜油的情況，從而檢測出橄欖油的真?zhèn)巍１景l(fā)明主要是采用不同拉曼光譜特征峰對應(yīng)強(qiáng)度比對真?zhèn)伍蠙煊瓦M(jìn)行快速無損的鑒定。以橄欖油為例，具體歩驟如下1、樣品的制備橄欖油樣品為不同品牌、不同等級(jí)、分布不同產(chǎn)地，分別購于美國和日本、中國各大超市，計(jì)23個(gè)樣品；大豆油、葵花子油、菜籽油、玉米油、花牛油購于中國各大超市，計(jì)5個(gè)樣品；袖橄欖油果渣油購于中國一家超市計(jì)1個(gè)樣品，以上樣品的詳細(xì)信息見表一。分別將大豆油、葵花子油、菜籽油、玉米油、花生油以5%、10%、20%、30%、40%、50%(體積百分?jǐn)?shù))摻到購于美國的l號(hào)、6號(hào)橄欖油樣品中，計(jì)60個(gè)樣品，為進(jìn)一步準(zhǔn)確鑒定低百分比摻假樣品，大豆油、葵花子油、菜籽油、玉米油、花生油又以5%、10%、20%(體積百分?jǐn)?shù))摻到購于美國的另外2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)5號(hào)橄欖油樣品中，計(jì)60個(gè)樣品，故本實(shí)驗(yàn)樣品共計(jì)149個(gè)。檢測樣品裝入1.5ml樣品瓶中。表一分析樣品信息表<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>2、數(shù)據(jù)采集用本發(fā)明的便攜式拉曼光譜橄欖油鑒別數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的拉曼光譜儀先進(jìn)行檢測并得到數(shù)據(jù)。激光光源發(fā)射波長為785nm的近紅外激光，激光能量參數(shù)選擇100-200mw，積分時(shí)間參數(shù)選擇5~20s，用所述兩個(gè)參數(shù)得到最佳拉曼峰強(qiáng)度，連續(xù)掃描光譜5次，最后得5次光譜的平均拉曼光譜。將樣品瓶放入固定好焦距的樣品池屮掃描，每一個(gè)光譜的掃描范圍是2502300cm—1，分辨率是4~10cm"，完成一個(gè)光譜掃描時(shí)間是1~4分鐘。3、數(shù)據(jù)處理拉曼光譜儀得到的數(shù)據(jù)上傳給本發(fā)明單片機(jī)的運(yùn)算與控制器，數(shù)據(jù)運(yùn)算與控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理從而獲得基線較平坦的橄欖油、大豆油、葵花子油、菜籽油、玉米油、花生袖以及摻假橄欖油的拉曼譜圖；以1441cm—1對應(yīng)峰的強(qiáng)度為單位1,進(jìn)行譜圖歸一化。由于波數(shù)在250~1000cm"與1800~2300cm"之間譜圖差別很小，且無特征峰，所以選擇1000~1800cm—1作為本實(shí)驗(yàn)的測試范圍，歸一化后的譜圖見圖7。由圖7看出，橄欖油和其他油有相同特征頻率的峰，表二給出了特征頻率及對應(yīng)的分子振動(dòng)模式，但橄欖油和其他油在某些特征頻率處的峰信號(hào)強(qiáng)度有明顯差別，最大差別是在1657cm"處，橄欖油峰的強(qiáng)度均低于y=0.7線,而其他油在此處的峰均高于該線。這可能是橄欖油單不飽和脂肪酸(主要為油酸)含量較多，其他油單不飽和酸含量低于橄欖油的原因。因此，通過采用拉曼光譜特征峰信號(hào)強(qiáng)度比值作圖法可以作為評(píng)定食用油品質(zhì)的重要依據(jù)。表二分析樣品的特征拉曼頻率<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>4、采用不同特征峰信號(hào)強(qiáng)度比作圖分類取橄欖油、大豆油、葵花-了油、菜籽油、衛(wèi)米油、花生油及摻假橄欖油歸一化譜圖特征頻率1265cm"、1441cm"、1657cm-'對應(yīng)的強(qiáng)度，分別以1265cm"與1441cm"對應(yīng)的強(qiáng)度比為橫坐標(biāo)，以1657cm"與1441cm-4寸應(yīng)的強(qiáng)度比為縱坐標(biāo)作圖，得到橄欖油與大豆油、葵花子油、菜籽油、玉米油、花生油的分類圖，見圖8—圖16?？煽吹介蠙煊蜆悠肪陀谑?.7這條線，大部分在分類圖的左側(cè)；大豆油、葵花子油、菜籽油、玉米油、花生油均在^0.7線以上，分布在分類圖的右側(cè)；摻假橄欖油樣品，摻入其他品種油的比例越多，越靠右上方傾斜。果渣油樣品雖在該線附近，但高于該線，與橄欖油樣品能明顯區(qū)分。山圖9一圖13橫向得橄欖油摻大豆油、葵花子油、菜籽油、玉米油、花生油各5%、10%、20°/。、30%、40%、50%的樣品均在廣0.7線以上，且橄欖油樣品摻假量越多，樣品離該線越遠(yuǎn)，形成向右上方傾斜的一條直線，因此可基本判斷樣品低于尸0.7線是橄欖油，高于7=0.7線并距離該線越遠(yuǎn)，越靠右上方，橄欖油摻假越多；由圖9—圖13縱向得橄欖油摻大豆油、葵花子油、菜籽油、玉米油、花生油樣品與橄欖油樣品可得到很好的鑒別，其中摻花生油與橄欖油的區(qū)分最不明顯，這是因?yàn)榛ㄉ秃烷蠙煊椭幸粯佑胸S富的油酸。圖14和圖16進(jìn)一步確汄該方法準(zhǔn)確鑒別摻假橄欖油的下限為5%，這為現(xiàn)場快速鑒別真?zhèn)伍蠙煊吞峁┝遂`敏的檢測方法。5、與主成分分析方法的比較由不同拉曼光譜特征峰對應(yīng)強(qiáng)度比值法鑒定真?zhèn)伍蠙煊团c采用主成分分析方法能達(dá)到同樣效果或優(yōu)于主成分分析法的鑒別結(jié)果，鑒于篇幅大小和內(nèi)容相似，取圖20、圖21。圖20是采用主成分分析法對橄欖油、果渣油、大豆油、葵花子油、菜籽油、玉米油、花生油分類圖，該圖與圖11比較得采用不同拉曼光譜特征峰對應(yīng)強(qiáng)度比值法鑒定結(jié)果優(yōu)于主成分分析法的結(jié)果；圖21是采用主成分分析法對橄欖油摻5%其他油分類圖，與圖16鑒別結(jié)果一致，不同拉曼光譜特征峰對應(yīng)強(qiáng)度比值法鑒定真?zhèn)伍蠙煊团c采用主成分分析方法能達(dá)到問樣效果，但比值法更簡單易操作，更適合現(xiàn)場快速鑒定。運(yùn)用此方法，對云南舉14例樣品和意大利對外貿(mào)易委員會(huì)1例樣品測試，除云南局1例樣品外，其余都在0.7線以下(見圖17、圖18)，準(zhǔn)確率達(dá)92%以上；異地在張家港對比測試橄欖油、大豆油、葵花油、玉米油、花生油，結(jié)果見圖19，也在分界線之內(nèi)。證明此方法可行。以上的實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。權(quán)利要求1、一種便攜式拉曼光譜橄欖油鑒別數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包括拉曼光譜儀、殼體、分析儀面板、所述分析儀面板上分別設(shè)有液晶顯示器(2)，用于操作參數(shù)設(shè)置及數(shù)據(jù)處理結(jié)果的數(shù)值和圖形的顯示；編碼開關(guān)(6)，用于快速設(shè)定參數(shù)數(shù)值；方向鍵和OK鍵，用于輸入和控制所述儀器的工作；所述殼體內(nèi)還設(shè)置有單片機(jī)、存儲(chǔ)器，單片機(jī)分別連接所述拉曼光譜儀，所述液晶顯示器，所述編碼開關(guān)，所述方向鍵和OK鍵以及所述存儲(chǔ)器；所述拉曼光譜儀，用于選用激光光源發(fā)射波長為785nm的近紅外激光，激光能量參數(shù)選擇100～200mw，積分時(shí)間參數(shù)選擇5～20s，用所述兩個(gè)參數(shù)得到最佳拉曼峰強(qiáng)度，連續(xù)掃描光譜5次，最后得5次光譜的平均拉曼光譜，其在250～2300cm-1的范圍內(nèi)，以4～10cm-1的分辨率掃描測試樣品；所述單片機(jī)包括如下裝置運(yùn)算與控制器，用于獲得基線平坦的拉曼圖譜，以1265cm-1與1441cm-1對應(yīng)的強(qiáng)度比為橫坐標(biāo)，以1657cm-1與1441cm-1對應(yīng)的強(qiáng)度比為縱坐標(biāo)作圖并標(biāo)定樣品的坐標(biāo)點(diǎn)；通信控制器，用于控制所述拉曼光譜儀與所述運(yùn)算控制器之間的數(shù)據(jù)傳輸；邏輯控制器，用于控制所述液晶顯示器、所述編碼開關(guān)、所述方向鍵及OK鍵以及所述通信控制器的使能。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式拉曼光譜橄欖油鑒別數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于所述分析儀面板上還設(shè)有熱敏打印機(jī)(3)，用于打印數(shù)據(jù)處理結(jié)果的數(shù)值和圖形記錄；所述熱敏打印機(jī)連接單片機(jī)，所述邏輯控制器控制所述熱敏打印機(jī)的使能。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的便攜式拉曼光譜橄欖油鑒別數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于所述分析儀面板上還設(shè)有電源指示燈(4)，用于指示電源是否接通所述電源指示燈(4)連接單片機(jī)，所述邏輯控制器控制所述電源指示燈(4)的使能。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的便攜式拉曼光譜橄欖油鑒別數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于所述分析儀面板上還設(shè)有激光指示燈(5)，用于指示所述拉曼光譜儀上的激光頭是否工作；所述激光指示燈(5)連接單片機(jī)，所述邏輯控制器控制所述激光指示燈(5)的使能。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的便攜式拉曼光譜橄欖油鑒別數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于所述拉曼光譜儀與所述通信控制器采用RS232標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的便攜式拉曼光譜橄欖油鑒別數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于所述單片機(jī)選用51系列的C8051F020。7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的便攜式拉曼光譜橄欖油鑒別數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于所述存儲(chǔ)器采用628128芯片構(gòu)成。8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的便攜式拉曼光譜橄欖油鑒別數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于所述編碼開關(guān)通過由雙向編碼開關(guān)SW1、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74LS123，雙D觸發(fā)器745LS74和反相器組成編碼開關(guān)電路連接所述單片機(jī)，所述編碼開關(guān)電路發(fā)出不同的編碼信號(hào)送至所述單片機(jī)。9、根據(jù)權(quán)利要求8所述的便攜式拉曼光譜橄欖油鑒別數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于所述四向鍵通過一鍵盤控制芯片CH452分別連接所述單片機(jī)(Ul)。10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的便攜式拉曼光譜橄欖油鑒別數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于所述單片機(jī)還連接有一個(gè)激光功率控制電路，其由運(yùn)算放大器LM358組成，其輸出端連接拉曼光譜儀的激光控制信號(hào)鍵。全文摘要一種便攜式拉曼光譜橄欖油鑒別數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包括拉曼光譜儀、殼體、分析儀面板、拉曼光譜儀選用激光光源發(fā)射波長為785nm的近紅外激光，激光能量參數(shù)選擇100～200mw，積分時(shí)間參數(shù)選擇5～20s，用所述兩個(gè)參數(shù)得到最佳拉曼峰強(qiáng)度，連續(xù)掃描光譜5次，最后得5次光譜的平均拉曼光譜，其在250～2300cm^-1的范圍內(nèi)，以4～10cm^-1的分辨率掃描測試樣品，單片機(jī)的運(yùn)算與控制器，用于獲得基線平坦的拉曼圖譜，以1265cm^-1與1441cm^-1對應(yīng)的強(qiáng)度比為橫坐標(biāo)，以1657cm^-1與1441cm^-1對應(yīng)的強(qiáng)度比為縱坐標(biāo)作圖并標(biāo)定樣品的坐標(biāo)點(diǎn)。文檔編號(hào)G01N21/65GK101303305SQ20081011617公開日2008年11月12日申請日期2008年7月4日優(yōu)先權(quán)日2008年7月4日發(fā)明者劉春偉,張印春,張孝芳,鄒明強(qiáng),陳彥長,馬寒露,齊小花申請人:中國檢驗(yàn)檢疫科學(xué)研究院