AT89C51RD2单片机光电检测系统的牛乳成分检测+电路图(3)

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光电跟踪与光电扫描等先进的光电检测技术的进步和广泛应用也给人们生活、工业生产甚至国防科技带来巨大影响和变革。例如，随着光纤光栅传感器的广泛应用，光纤光栅传感信号的检测系统也有了很大的发展，相较于传统的采用光谱仪、单色仪扫描等检测方式，光纤光栅传感器采用光电转换方式，把对光强信号的测量转变为对电压信号的测量，其检测装置制造成本低、携带方便、可以实现对高速变化信号的实时检测，具有更广范的工程应用。论文网

无损检测技术也是光电检测快速发展应运而生的一门新技术。它主要运用物理学方法如光学、电学和声学等手段对产品进行分析，且不破坏样品，即在获取了样品信息时还保证了样品的完整性。较于传统的物理化学方法，无损检测技术具有检测迅速，且能有效判断样品内部品质信息的优点。

随着科技的发展，新的光电检测方法将不断地呈现。

1.3 牛乳成分检测方法

（一）化学分析法

化学分析法是国际标准方法，对牛奶等乳制品的检测及各项指标均有严格的规定。化学分析法中蛋白质的测定常采用半微量凯氏定氮法，原理是将被测乳制品与硫酸和催化剂一起加热反应，使蛋白质分解，分解的氨与硫酸反应生成硫酸氨，继而通过碱化蒸馏使氨游离，用硼酸吸收后再用盐酸标准溶液滴定，根据酸的消耗量乘以换算系数，即为蛋白质含量，化学分析法要求同一样品的两次平行测定的差值不得超过其平均值的1.5%。化学分析法已经非常成熟，可以获得很高的精度，但其得出检测数据需花费较长时间，不能满足在线检测和分析的需要。

（二）中红外光谱分析法

中红外光谱分析法目前比较完善，已经有精度较高的分析仪器问世。中红外光谱分析法运用牛奶中不同成分对不同波段吸收能力的差异，通过测量吸收系数和散射系数来完成牛乳成分测定。FOSS Milk Scan FT120牛奶成分分析仪是FOSS公司产品，它采用傅立叶技术，对蛋白质、脂肪、乳糖的预测精度可达1%水平，非脂乳固体和总干物的预测精度可达到0.8%。但是，中红外光谱分析仪成本高，体积大，操作维护较复杂，不适合现场操作和动态检测。

（三）紫外线吸收光谱法

紫外光谱法可以测定牛奶中的蛋白质含量，测定原理是蛋白质及其降解产物可选择性吸收紫外区域特定波长的光，且在一定浓度范围内，光的吸收程度与蛋白质的浓度成线性关系，因此通过测定蛋白质溶液的吸光度，即可测量出蛋白质的含量。这种检测方法具有快速、简易、灵敏度高、重现性好等优点。然而，由于非蛋白质物质在紫外区域也可以进行光吸收，并且还存在着光散射的干扰，使得检测精度不高。

（四）近红外光谱分析法

近红外光谱分析技术是利用光谱方法来分析物质的成分和结构，具有快速、高效、成本低、绿色环保、不破坏样品化学性质等优点，近年来在测试分析领域，特别是在在线分析和工业控制领域发挥着越来越重要的作用。近红外光谱分析分为透射光谱和漫反射光谱，在实际中，需根据样品的不同性质，采用不同的分析技术，目前常用牛奶的不同成分对不同波长处的吸收效果来建立多元线性回归模型，如脂肪在1212nm、1392nm、1729nm、1763nm和2144nm处有较强的吸收峰，而在漫反射试验中，蛋白质则在1460nm～1570nm、2050nm～2070nm、2180nm处有相当丰富的吸收峰。国内外已有很多公司开发出基于近红外光谱法的奶粉分析仪，但由于缺乏有代表性的模型，并且产品的测量精度都不太理想，这也是近红外光谱法急需解决的问题。