快速电力线检测

快速电力线检测（精选七篇）

快速电力线检测 篇1

中国电力系统已进入交直流混联及新能源高渗透率的广域互联时代[1]。随着串联补偿、直流输电和新能源接入的增多,次同步振荡(sub-synchronous oscillation,SSO)现象在电网中发生的概率越来越高,及时发现电力系统中的次同步振荡,并采取措施抑制、消除次同步振荡,对保障机组本身安全和整个电力系统的稳定运行都非常重要[2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13]。

现有的次同步振荡分量检测方法主要是对串联补偿引起的次同步谐振(sub-synchronous resonance,SSR)进行检测。检测在发电厂内就地进行,监测信号主要取自发电机组,检测方法按测量信号的不同分为机械量测量和电气量测量两种测量方法[7,8,9,10]。基于机械量测量的次同步振荡检测方法[7]的应用只局限于单台发电机组,虽然能够实时就地判断某发电机轴系是否发生了谐振,但无法做到预警。现有基于电气量的次同步振荡检测方法[9,10]理论上能够提取电气振荡的模态,并针对单台机组实现次同步振荡的预警,但现有算法如常规快速傅里叶变换(FFT)、Prony、小波分析、基于总体最小二乘法—旋转不变技术的信号参数估计(TLS-ESPRIT)等方法均计算较复杂、计算量大且对噪声或暂态过程比较敏感,很难真正实现在线快速检测和实时预警。

随着直流输电的快速发展,以及风电、光伏等大量可再生能源通过电力电子装置(设备)接入电网,次同步振荡不再局限于经串联补偿送出的机组,而是在全网范围内都有可能出现次同步电气振荡分量[11,12,13]。当电网中某一机组的固有扭振频率与次同步电气振荡的频率互补时,就会引发机组轴系扭振。因此,迫切需要一种快速的在线检测算法,在全网范围内实现对次同步振荡的检测分析,为次同步振荡源的在线快速定位提供足够的信息。

文献[14]结合相量测量单元(PMU)的工作原理,利用次同步振荡对同步相量测量的幅值调制原理,基于现有PMU的同步相量测量结果,给出了实现次同步振荡模态分析与在线预警的方法。该方法简单可靠,可在全网范围内实现预警,但没有给出次同步振荡幅值和相位的检测方法。

综上所述,现有次同步振荡检测方法主要存在以下3个问题:①不能适应电力电子装置大规模应用的现状,无法实现全网范围内的检测;②主要只针对振荡模态进行精确检测,无法给出准确的振荡幅值和相位信息;③计算复杂,不能实现在线快速检测。

针对上述问题,本文给出了一种可快速实现的在线检测方法,并针对次同步振荡分量的快速提取方法、模态识别,以及幅值和相位计算开展研究分析。

1 电力系统次同步振荡检测的数学模型

1.1 电力系统次同步振荡

电力系统次同步振荡是电力系统的一种运行状态。在这种状态下,电气系统与发电机组以低于同步频率的某个或多个自然振荡频率交换能量。

同步发电机组在带容性负载或经串联电容补偿的线路接入电力系统时,一定条件下可能会发生次同步频率的自激振荡现象,当次同步频率与发电机组轴系固有扭振频率互补时会导致轴系扭振。

任何能够在次同步振荡频率的范围内对功率或速度变化进行快速控制或响应的装置都是可能的次同步振荡激发源。例如:含有电力电子开关的换流装置及柔性交流输电(FACTS)装置,能够产生频带很宽的非工频注入电流,从而可能激发发电机组的轴系扭振。

1.2 次同步振荡检测的数学模型

设信号x(t)中包含两种频率分量:工频分量和次同步振荡分量。工频分量的频率为f0、幅值为X,次同步振荡分量的频率为f1、幅值为X1,初始相位为φ1,如下式所示:

式中:ω0=2πf0和ω1=2πf1分别为工频分量和次同步振荡分量的角频率。

设采样频率为fs,对应的采样间隔Ts=1/fs,则式(1)对应的采样信号为:

式中:Ω0=ω0Ts,Ω1=ω1Ts。

2 工频分量的滤除

2.1 采样数据处理方法

由于三相电流中工频分量占据主导地位,次同步振荡分量所占的比例相对较小,次同步振荡分量的测量会受到工频分量的影响,因此需要对采样信号进行处理,以尽量减少工频分量的影响。构建如下信号:

式中:N=fs/f0(如果计算结果为小数,则四舍五入取整)。在实际电力系统中,f0会在额定频率附近变化,在实际计算N时,可取f0为额定频率。以50 Hz电力系统为例,采样频率为9 600 Hz时,N=192。

式(3)所示的信号y(n)计算量很小,可以简单递推计算:

2.2 采样数据处理特性

式(3)所示的y(n)是对原始采样信号x(n)进行移动平均滤波的结果。

式(6)所示的H(Ω)具有如下性质:①当Ω=0时(对应频率f=0),H(Ω)=N;②当Ω=2kπ/N时(对应信号频率f=kf0,k=1,2,…),H(Ω)=0。

可以看出,式(5)所示的滤波器具有线性相位,其幅频特性表明其对额定频率的工频分量及整数次谐波均具有绝对的滤除作用。

式(3)的右边第1项为:

式(3)的右边第2项为:

电力系统工频分量的频率基本都在额定频率附近波动,因此可近似认为式(7)等于零,也就是工频分量被滤除,从而认为y(n)中只含有次同步振荡分量,即

2.3 误差分析

由式(7)可以看出,次同步振荡分量提取的误差主要是由于工频分量频率偏离额定频率造成的。随着电力系统容量越来越大,工频分量偏离额定频率的范围也越来越小。由式(7)和式(8)计算滤波后的工频分量与次同步振荡分量的比值为:

以f0=50.05 Hz(即系统频率偏离额定频率0.05 Hz)为例,假定原始采样信号中存在幅值为1的工频分量和幅值为1的次同步振荡分量,对于不同的次同步频率,计算结果如图1所示。可以看出,在常见的次同步频率范围内,本文给出的次同步振荡分量提取方法的误差很小。

2.4 不良采样数据的影响

PMU装置的A/D采样数据是工频分量滤波和次同步振荡分量检测的数据源(对智能变电站来说,数据源为合并单元输出的采样数据)。目前主流PMU装置采样频率为4 800,9 600,10 000 Hz,智能变电站合并单元采样频率为4 000 Hz,对应一个额定工频周期采样点数N为96,192,200,80。如果某个采样数据出现跳变,跳变量为S,根据式(3),滤波结果会在包含跳变点的一个工频周期内增加S/N的直流量,这对后续次同步振荡分量的检测(包括模态、幅值、相位)没有影响。

3 次同步振荡分量的检测

对y(n)采用过零法计算初始频率f1',根据这一频率,计算数据窗宽度N1为:

式中:round()表示四舍五入取整。

选取宽度为N1的数据窗,对y(n)加窗后进行离散傅里叶变换(DFT)计算,得到频率f1[14],其幅值为Y、相位为φf。

根据式(9),有

式中:X1m和φ1m分别为次同步振荡分量幅值和相位的初步测量结果;Ω1=2πf1Ts。

当λ=N1f1/fs≠1时,非同步采样会导致幅值和相位计算结果出现误差,令

对幅值和相位进行修正[15],得

4 减少次同步振荡分量对工频相量测量影响的方法

次同步振荡分量的存在对工频相量测量精度也会产生较大的影响。在确定次同步振荡频率f1后,可构建如下信号:

式中:N1由式(11)确定。

式(17)能够高效地滤除次同步振荡分量,减少其对工频相量测量的影响,同样,式(17)所示的信号计算量很小,可以简单地递推计算:

5 次同步振荡在线检测的实现流程

次同步振荡在线检测的实现流程如图2所示。

由图2可以看出,与常规相量测量相比,本文提出的次同步振荡检测方法在计算量上主要是多出了次同步振荡分量提取这一步骤。由式(3)和式(4)可知,除程序刚启动时需要利用式(3)计算外,程序正常运行时只需要利用式(4)进行两次加法运算,次同步振荡分量提取的计算量很小。次同步振荡分量提取过程带来的时延约为一个工频周期,能够满足在线检测的需要。

6 算例分析

6.1 仿真算例

1)算例1

假定模拟信号中包含f0=50.05 Hz的工频分量和f1=30 Hz的次同步振荡分量。次同步振荡分量的幅值为工频分量幅值的0.1倍。采样频率为fs=9 600 Hz。信号中包含1%的白噪声,即

图3至图5分别给出了次同步振荡分量的频率、幅值和相位测量结果,其中图5的相位测量结果为被测信号与30 Hz标准信号间的相对相位。可以看出,在工频频率偏离额定频率0.05 Hz且存在1%白噪声的情况下,利用本文方法测得的次同步频率结果误差在0.03 Hz以内,幅值误差在1.5%以内,相角误差在0.7°以内。

对于本算例,本文提出的次同步振荡检测方法的计算量包括:①工频分量滤波,即两次加法运算;②过零法频率计算,即320个点逻辑判断,一次加法运算和一次乘法运算;③DFT法幅值和相位计算,即数据窗宽度N=320的FFT运算。

由图3可以看出,本文方法对次同步振荡模态的分辨率在0.03 Hz左右,要达到本方方法的频域分辨率,常规FFT方法需要将时域分析宽度取为33s,对应数据窗宽度N为316 800。

在实时性方面,本文方法对数据窗宽度要求为一个次同步振荡周期(对应本算例为0.033 s)。而常规FFT数据窗宽度取为33 s,实时性较差,只能用于离线分析。

2)算例2

在算例1的基础上,对工频分量的幅值进行调制(调制频率为1.5 Hz,调制幅值为0.1)。采样频率为fs=9 600 Hz。信号中含有1%的白噪声,即

次同步振荡分量的频率、幅值和相位测量结果见附录A图A1至图A3。可以看出,在工频分量频率偏离额定频率0.05 Hz、工频分量存在振荡、存在1%白噪声的情况下,利用本文方法测得的次同步频率结果误差仍然较小(在0.03 Hz以内),幅值误差在3%以内,相角误差在1.7°以内。

6.2 实际算例

某电厂通过500 k V双回线路接入电网,某一回送出线路掉闸后引发机组次同步振荡,扭振保护动作,扭振模态为模态2(26 Hz)。对应在振荡过程中,定子电流中应存在24 Hz左右的次同步振荡分量。

图6给出了该电厂1号机组定子A相电流的录波曲线(采样频率600 Hz),以及利用式(3)滤波后提取的次同步电流曲线的对比。

由图6可以看出,当电力系统因扰动出现次同步振荡分量时,本文给出的次同步振荡检测方法能够快速给出检测结果。次同步振荡发生后,次同步振荡分量的频率、幅值和相位测量结果(相对24 Hz标准信号相位)见附录A图A4至图A6。

7 结语

次同步振荡的在线检测分析对电网和机组的安全非常重要。与常规电网测量相比,次同步振荡在线检测对快速性有较高的要求,在精度上只要不影响定性分析就可以不要求绝对准确。

本文算法主要针对实际电力系统中单一频率次/超同步振荡分量的快速检测。与已有方法相比,本文算法最显著的优点是算法简单,可快速实现。本文方法可以借助PMU装置实现,通过简单扩展PMU装置功能,实现电力系统次同步振荡分量的在线检测分析。本文算法对电力系统超同步振荡分量的检测同样适用。

在本文算法基础上,采用加窗插值等信号处理方法,可以实现对多种频率的次/超同步振荡分量的在线检测。

随着电力电子器件在电网中的不断应用,由此引起的次同步振荡问题越来越受到重视。本文的研究成果为适应电力电子器件的电网检测分析技术奠定了基础。

快速电力线检测 篇2

1 电力线通信市场发展现状

电力线通信市场蕴含着巨大的潜力, 据市场数据提供商研究与市场公司发布的“2013~2018电力线通信系统市场——全球评估及预测”报告称, 全球电力线通信市场收益预计以19.3%的年复合增长率增长, 从2013年的29.4亿美元上涨到2018年的71亿美元。

近几年来, 我国的电力线通信市场发展也很快, 芯片出货量逐年上升, 电力线载波芯片市场规模如图1所示。

从市场应用看, 以载波电表为主的窄带电力线通信产品占市场销量的95%以上, 如图2所示。国内芯片设计公司在该领域取得了快速发展, 在国内市场上同国外厂商的竞争中占据了绝对优势, 由于市场竞争激烈, 窄带电力线通信芯片和产品的平均价格下降较快, 带动了其在其他行业的应用, 如工业控制、智能家居等, 同时应用规模的扩大反过来促进了窄带电力线产业的发展。

随着消费电子市场的飞速发展, 宽带电力线通信也有了很大的提升。据Home Plug统计, 经其认证的产品种类达300多种, 有超过1亿套的Home Plug设备广泛用于产品的消费者和服务提供者, 预计2011年到2017年每年保持32%以上的增长率。

宽带电力线通信芯片广泛用于电力猫、EOC、视频监控等行业, 近些年在智能家居、充电桩上也得到了快速应用。国外芯片巨头通过并购等方式纷纷进入电力线通信芯片的开发, 如高通、Marvell、博通、Mstar等, 也预示着其看好未来电力线通信的发展。在下述应用中宽带电力线芯片都存在很大的市场:

(1) 电力猫:当前最贴近百姓生活的一种电力线产品, 其形式有电力网桥、电力AP、电力线和无线混合型等, 每年出货相当大, 随着百姓对健康的关注, 将来会更加普及。

(2) EOC应用于发展宽带、互动电视等增值业务, 截至2012年年底, 我国宽带接入用户总数达到1.75亿, 基于电力线通信的EOC终端产品作为最后一步必将成为其中一种方案。

(3) 视频监控:我国乃至全球的视频监控正从模拟化向数字化发展。IHS公司预测, 2016年全球视频监控设备市场的营业收入将从2010年的96亿美元上升到205亿美元。预计到2018年底, 全球视频监控市场收入预计将增长三倍左右, 其中网络视频监控市场的收入将增长近四倍, 在2013~2018年期间, 复合年增长率预计将达到25%左右。其中, 网络视频监控领域基于电力线通信的视频设备能够很好地解决模拟化到数字化的改造难题。

(4) 室内音视频传输:消费者娱乐性的需求越来越高, 电力线通信作为音视频传输设备数据的通信方式之一, 已经在很多家电设备如电视、机顶盒等上面应用。

(5) 物联网、智能家居:受限于成本, 目前还在较多使用窄带电力线产品进行简单控制, 未来随着成本的降低, 植入宽带电力线是必然趋势。

我们在看到巨大市场潜力的同时也应认识到, 目前基于电力线通信的产品尤其是民用市场上普及度并不是很高, 每种产品都不具备规模, 也比较难推广复制, 从产学研用角度分析其原因如下:

(1) 用户认知度不够。对电力线产品特点不了解, 一旦产品出故障, 难以定位, 把原因都归到产品质量差、电力线通信技术不成熟这一类问题上。事实上, 性能不佳的原因有很多种, 比如相邻两个插座可能并不在一个相线或布线其实相差很远、用户的插座可能带有防护装置等, 而这些问题有时很难快速识别。

(2) 研究跟不上。我们常说国内的电力线通信环境比国外恶劣, 同样一套产品在国外用起来很稳定到国内就不行, 一方面我们的用户室内低压配电网的结构、负荷特性、供电方式和国外有很大不同, 另一方面国内的用电设备也缺少统一标准, 所以迫切需要有更多的针对国内用电环境进行电力线通信的技术研究。

(3) 产品种类不多。不能构成一套完整的生态系统, 用户购买了某一款或几款产品并不能满足大部分需求, 还需要购买其他无线产品来匹配, 导致成本提高, 难以推广。

(4) 产品成本高。电力线通信产品相比无线产品还是偏高, 一方面同产品出货量有关, 另一方面与采用的国外宽带电力线芯片有关。

2 发挥标准和联盟的推动作用

为了推动宽带电力线通信在中国的健康快速发展, 2015年2月4日成立了电力线通信国家标准编制工作组和中关村电联电力载波技术创新联盟。标准工作组将主要负责电力线通信国家标准的制定工作。

联盟将搭建电力线通信产业四大平台:信息共享平台、技术攻关平台、产业规划平台、产业促进平台, 致力于解决单个企业不能解决的公共资源问题, 实现联合协作, 共同技术攻关, 避免恶性竞争, 实现多赢互利。

(1) 信息共享平台

分析国内外电力线通信产业的状况和趋势, 制定电力线通信产业发展战略与中长期发展规划以及市场开拓与推进策略, 更好地发挥桥梁和平台纽带作用, 积极为成员单位提供新的客户、市场、技术信息和发展空间, 有效帮助企业降低风险, 加快促进成员单位的良性互动和共同发展。根据市场和产业发展需要, 为政府决策和联盟内企业发展提供产业与政府间、产业内的互动和信息沟通的渠道。

(2) 技术攻关平台

以企业为主体, 研究单位、协会、院校参与, 搭建电力线通信技术攻关平台。依托平台, 集中优势申请北京市和国家重大专项开展相关研究, 建立产学研用紧密协作且良性竞争的技术环境。通过集成和共享技术创新资源, 并形成适当的良性竞争, 突破电力线通信产业共性和关键技术瓶颈, 开发出若干项具有自主知识产权、对行业有重大影响的共性技术。

(3) 产业规划平台

通过分析研究电力线通信产业有关政策, 提出促进产业发展的政策建议, 促进电力线通信领域专利与标准化工作。协助相关部门制定技术标准、产品标准、测试标准及服务标准等, 建立内部人才培养和交流学习机制, 加强联盟内企业沟通协调。在市场范围内形成规范、诚信的良性竞争氛围, 并依托政府和单位, 建立相应的商业操作守则, 防止恶性竞争, 建立市场准入机制和争执协商、调和机制。

(4) 产业促进平台

提升电力线通信技术和产品水平, 通过市场机制形成特色的、开放型产业链的地域集群。通过联盟成员的协作, 推动核心技术和产业领先企业的发展, 发挥产业聚集效应, 培育产业集群主体, 带动整个产业链的形成。

国内在宽带电力线通信发展上相对落后, 相比其他国家宽带电力线产业还有很大的距离:

(1) 技术优势:虽然国内的标准制定工作开始比较晚, 与国外技术积累还有差距, 但国内的标准可以借鉴国外产品的成功经验和在国内的实践经验, 大量采用当今最前沿的技术, 未来上升空间很大。

(2) 成本优势:当前制约电力线通信产品在国内普及的一个重要因素是成本, 芯片成本居高不下导致其在很多潜在领域失去机会。过去的经验表明, 在国内有相应芯片时, 应用行业就能得到很大发展, 比如手机、多媒体播放设备。国内的人力、制造、运营成本相比国外大型公司优势一直存在, 如果国内能提供芯片, 成本会比国外低, 将会带动相关行业应用。应用规模越大, 反过来促进芯片成本往更低方向发展, 形成良性发展。

(3) 市场优势:当前国外芯片在国内应用的一个缺陷是对小企业技术支持不足, 仅能通过代理支持部分大型企业, 这影响了整个行业的参与度和创新, 而国内的芯片企业必将能更好地覆盖更多的小微企业。

3 产学研用联动

以联盟为依托, 相关产学研用单位可以共同参与, 围绕标准落地开展工作, 通过集体的力量进行技术标准化、标准芯片化、芯片产品化、产品系统化、用户普及化相关方面工作。

(1) 技术标准化。结合产业界、学术界的力量, 将各方已有的技术成果取长补短, 建立一套具有自主知识产权的技术标准体系。

(2) 标准芯片化。芯片是技术标准化的载体, 是产品开发的基础。有了这个基础, 产品开发、性能测试都可以开展起来, 同时就有了更多的实践经验反哺技术开发, 促进技术标准的完善升级。

(3) 芯片产品化。各行业利用电力线通信芯片开发出产品, 一方面通过实际应用检验芯片的性能, 促进技术改造升级;另一方面通过产品发掘新的市场, 并根据应用场景的差异开发出相应的芯片, 实现芯片的多样化。

(4) 产品系统化。单一的电力线通信产品无法满足用户的需求, 只有提供电力线通信整套系统解决方案, 才能降低用户的构建成本。一个系统里面的各款产品是需要很多终端企业共同参与, 各行业相关企业在同一套标准体系下联合开发产品, 能够分担风险和成本, 实现共赢。

(5) 用户普及化。很多人对电力线通信还停留在过去的带宽低、极度不稳定的认识上, 要通过产品宣传加深用户对电力线通信产品的认识, 有了用户基础, 产学研用单位都能从市场中获益, 会投入更多的资源到电力线通信产品技术升级上, 促进良性循环。

开启“食品快速检测”之门 篇3

本期检验检测栏目, 围绕食品快速检测, 分别从实用的快速检测方法、最新的快速检测技术、先进的快速检测设备及快速检测的实际应用等, 全面介绍快速检测的特点及应用, 希望读者能够全面认识快速检测技术应用发展现状及趋势。

本期栏目的详细内容包括:注水肉的几种快速检测方法及特点、基于微生物培养理论与染色技术的Soleris微生物实时光电检测系统的特点和应用、基于虫光素酶生物传感器的ATP荧光快检的特点和应用、基于胶体金免疫的抗生素快检试纸卡在牛奶原料中抗生素检测的应用及基于颜色变化或二氧化碳法的BacT/ALERT 3D检测系统在罐头商业无菌检测中的应用。

随机圆检测快速算法 篇4

快速而准确地检测圆在计算机视觉领域,尤其是自动化检验和装配领域有着广泛的应用前景。Hough变换(HT)是检测圆的基本方法,其优点是对图像中的噪声不敏感及便于并行计算。这些优点引起了国内外众多学者的关注,并开展了广泛研究[1,2,3,4]。在参数空间不超过两维的情况下,Hough变换有着很理想的效果;当参数空间超过两维时(如圆的参数空间为三维),这种变换的计算时间和存储空间的急剧增大使其仅仅在理论分析上可行,而在实际应用中却难以实现。因为传统Hough变换存在如下几个较大的缺点:1)计算量大;2)占用内存大;3)提取的参数受参数空间的量化间隔制约。

为了克服上述缺点,Xu等[5]提出了随机Hough变换(RHT),主要通过在图像空间中的随机抽样与参数空间中的动态连接链表来降低计算时间与内存需求,同时使提取的参数精度得到了很大地提高。RHT在处理简单图像时能表现出非常优异的性能,但对于多圆复杂图像,由于无目标的随机采样仍引入大量无效累积,从而导致计算量与内存需求量过大。后来,Chen等[6]提出一种随机圆检测算法(RCD),从点集中随机选取4点,其中任意3点均能计算得到一个圆参数,若另外1点也在该圆参数所对应圆上则继续检查图像中其它点是否在圆上,避免了HT/RHT在参数累积过程中所耗费的大量内存空间。张兵权等[7]对RCD进行了改进,在证据积累过程中对候选圆外切正方形之外的点只需进行比较运算,使其计算速度有了一定地提高;陈爱军等[8]也在RCD的基础上进行了改进,对边缘像素进行跟踪形成一系列边缘链,使随机选取的4点均来自于同一边缘段,计算速度有了较大提高,但由于需对边缘像素进行跟踪而致使降低了检测的鲁棒性。本文通过定义一个新的阈值来决定对RCD中随机采样的4点所进行的圆参数计算次数,从而提高检测效率。

1 圆检测的RCD算法

设P为图像空间的边缘点集,|P|为P中的点数,|P|的最小阈值为Tmin,采样连续失败次数为f,检测一个圆过程中所允许的最大采样次数为Tf,计算圆参数的任意两点间的最小距离阈值为Td1,由于离散化等因素判断点是否位于候选圆上的距离阈值为Td2,若位于候选圆上的点数大于Mmin则认为该候选圆为真圆,其中Mmin=λ×2πr(λ为比例系数,r为候选圆半径)。

RCD算法的实现步骤可描述如下:

1)构造边缘点集P,采样次数f=0。

2)如果f=Tf或|P|

3)计算这4点中任意3点所确定的圆参数,若当前圆参数满足确定该圆参数的任意两点间的距离均大于Td1且另外1点也在该圆参数所对应圆上,则确定了一个候选圆,转4);若4个圆参数均不满足,则将这4点返还给P,f=f+1,转2)。

4)令计数C=0。对P中的每个点,若其到候选圆边界的距离不大于Td2,则C=C+1且从P中去除该点。

5)若C≥Mmin,转6);否则,认为该候选圆为假圆,将这C个点返还给P,f=f+1,转2)。

6)该候选圆为真圆,f=0,转2)。

2 本文算法基本思想

2.1 3点计算圆参数

对于给定3点p1(x1,y1)、p2(x2,y2)、p3(x3,y3),计算通过这3点的圆参数C(a,b,r)方法如下:a=(d12-d23)/(k23-k12),b=k12a+d12,。其中:k12=(x1-x2)/(y2-y1),k23=(x2-x3)/(y3-y2),d12=(y1+y2-k12(x1+x2))/2,d23=(y2+y3-k23(x2+x3))/2。若上述等式中出现y2=y1或y3=y2或k23≈k12的特殊情形,则另选3点进行圆参数计算。

2.2 确定候选圆的改进方法

为了叙述方便,假定在3点计算圆参数时不存在第2.1节中的特殊情形。如果RCD中随机选取的4点不共圆,则需进行4次圆参数计算和4次点到圆心间距离计算。经分析,若其中1点到其余3点所确定的圆边界的距离大于某一阈值Td3(Td3是较Td2稍大的值),则这4点共圆的可能性将非常小,第4节表3中的统计数据也验证了这一点。本文对随机选取的4点,通过比较其中1点到其余3点所确定的圆边界的距离与Td3、Td2的大小来进行计算:如果大于Td3,则重新随机选取4点开始新的计算,即只需进行1次圆参数计算和1次点到圆心间距离计算,从而提高计算速度;如果不小于Td2且不大于Td3,则与RCD一样继续从这4点中另选3点计算圆参数,并按本文方法进行比较计算;如果小于Td2,则认为这3点确定了一个候选圆。

本文判断4点是否能确定一个候选圆的改进方法可描述如下:

1)设随机采样到的4点依次为p1、p2、p3、p4,由点p1、p2、p3所确定的圆用C123表示,p4到C123边界的距离用d4→123表示,i=4。

2)若p1、p2、p3这3点间的相互距离均大于Td1,则按第2.1节计算通过点p1、p2、p3的圆参数并转3);否则,转4)。

3)若d4→123>Td3,则认为这4点不能确定一个候选圆;若Td2≤d4→123≤Td3,则转4);若d4→123

4)i=i-1。如果i=0,则这4点不能确定一个候选圆;否则,将pi与p4的坐标值进行交换并转2)。

2.3 确认候选圆是否为真圆的方法

参照文献[9],对于候选圆C(a,b,r)上的点,理想情况下仅可能位于该圆的竖直外切正方形与竖直内接正方形所围区域的差中,其中两正方形的中心均为圆心、边长分别为2r和2r。考虑到图像为离散,对于证据积累过程中的当前点pl(plx,ply),只要满足,则认为点pl为候选圆上的点,所以在确认真圆的证据积累时外切正方形与内接正方形的边长应分别为2(r+Td2)和。因此,对于边缘点pl,只有位于中心为圆心、边长分别为2(r+Td2)和的两竖直正方形所围区域之差中,才需进行证据积累计算。

由可推出dist1<(plx-a)2+(ply-b)20。化简后,可避免开方运算和求绝对值运算。

在证据积累过程中,令边缘点集P中尚未进行积累的点数为t,当前统计位于候选圆上的点数为C,则只要出现t+CMmin,则该候选圆为真实圆,否则为假圆。

3 算法描述

本文算法的实现步骤可描述如下:

1)构造边缘点集P,初始化采样次数f=0。

2)从P中随机选取4个不同点。

3)按第2.2节的改进方法判断这4点是否能确定一个候选圆。若能,转4);否则,转5)。

4)用第2.3节的方法确认该候选圆是否为真圆。若是,转6);否则,转5)。

5)f=f+1。若f>Tf,检测结束;否则,转2)。

6)判断已检测到的圆个数是否达到规定的数目。若是,结束;否则,将落在该圆上的点从P中去除,重置f=0,转2)。

4 实验结果

为验证本文算法的有效性,进行了大量实验,结果表明,本文算法的计算速度比RCD有了较大地提高,两种算法的检测精度相同。限于篇幅,这里仅举出其中两例,并与RHT、RCD以及文献[7]进行实验对比。需要指出的是,RCD算法描述中4)中的P应包括随机采样的4点,否则在确认候选圆是否为真圆时,并未将随机采样的那4点统计在内,这对于半径大小不同的圆来说是不合理的,且在确认为假圆时,那4点并未返还给P,这将导致一些圆无法检测出来。为了实验的公平比较,本文将RCD算法描述中4)中的P修正为包括随机采样的那4点,同时当RCD算法检测到规定的圆个数时,检测结束;文献[7]也进行了同样处理。本文的两个实验是在Pentium 4处理器(2.66 GHz)、512 MB内存的微机上用C++编程实现的。实验1中,RHT的λ、Td2、nt分别取0.7、0.5、2,RCD和文献[7]的λ、Td1、Td2均分别取0.7、10、0.5,本文算法的λ、Td1、Td2、Td3分别取0.7、10、0.5、0.75;实验2中,各算法的λ均取0.6,其他参数均与实验1相同。

实验1参照文献[10]构造。图1(a)为有8个圆(共1 338个图像点)的256×256图像空间,为了测试RHT、RCD、文献[7]和本文算法的性能,在原图中任意增加不同程度的噪声,噪声比为30%~240%。图1(b)、(c)为在图1(a)中增加1 606和3 211个噪声点的图像。由于RHT、RCD、文献[7]与本文算法都采用随机采样,因此每次检测所花费的时间并不相同,表1所示为图1(a)和它增加8种不同比例的噪声后用RHT、RCD、文献[7]和本文算法检测50次的平均时间。用本文算法对图1(c)进行50次检测均能准确提取其圆心坐标和半径,结果如表2所示,其中图1的坐标原点为正方形框左下角、坐标轴分别平行于矩形的两条邻边。

设本文算法通过定义阈值Td3检测出所有圆,对于所有随机选取的4点所进行的圆参数计算次数和点到圆心间距离计算次数均为t1,其中能使4点共圆(即确定一个候选圆)的次数为t2;对本文通过其中1点到其余3点所确定的圆边界的距离大于Td3而排除的所有4点中其余3点组合,按RCD思想进行圆参数计算次数和点到圆心间距离计算次数均为t3,其中能使4点共圆的次数为t4。为验证本文算法定义的阈值Td3的有效性,对图1(a)和它增加8种不同比例的噪声后检测50次的平均统计数据如表3所示,由该表可知相同噪声比下的t4/t3与t2/t1的比值均小于1/10。

实验2对140×140的实际图像图2(a),用RHT、RCD、文献[7]与本文算法分别进行检测,过程如图2所示,四种算法均能正确提取其圆心坐标和半径;对有1 688个图像点的边缘图像图2(b)进行50次圆检测,RHT、RCD、文献[7]与本文算法所花费的平均时间分别为9.177 2 s、4.731 6 s、3.996 9s和1.343 4s。

结束语

本文提出了一种快速的随机圆检测算法,通过新定义的阈值大量减少了圆参数计算次数以及4点中其中1点到其余3点所确定的圆心间的距离计算次数,有效提高了检测速度,并具有与RCD一样的检测鲁棒性强和内存需求量小的优点。为了使检测到的圆参数更加精确,可采取如下方法进行优化:每检测到一个圆,便采用最小二乘圆拟合方法对该圆上的边缘点进行圆拟合,以提高圆参数的检测精确性,其中最小二乘圆拟合方法可参见文献[11]。此外,本文算法还可与其它改进算法相结合得到性能更优的算法,具有潜在的应用价值,如与文献[12]相结合可使其对虹膜的定位更加快速。下一步工作将对RCD算法中随机采样的采样方法以及与RHT的有机结合方面进行研究。

参考文献

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快速检测技术在食品检测中的应用 篇5

自1980年以来, 食品安全现状每况愈下, 不仅对我们的身体健康不利, 而且造成了人们对食品安全的极端不信任。

国家食品药品监督管理局加强了对生产销售企业、超市、小作坊监管力度。这就要依靠便捷、精确的分析检测方法作为支撑。[1]食品安全检测在保障食品的安全中起着十分重要的作用。基于大型设备如核磁、气相的实验室检测方法精确度高、可靠性好, 但同时耗时长、专业性强、费用高, 很难在短时内掌控食品的质量情况, 不适于较多样品的筛查。[2]通过现场快检仪器对可疑食品开展初级筛查, 给食品安全搭起一层绿色屏障, 提升了监督成效, 促进了科学执法, 健全现场快检能力迫在眉睫。

2 食品安全快速检测

快速检测按照使用目的、场所和要求的差异, 可划分为现场快检、实验室快检和在线快检。国外在这个领域着手较早, 很多产品已经相对成熟, 部分已经投入市场。在我国, 最近几年研究所和企业潜心研发, 大批快检设备诞生。

2.1 实验室快速检测

实验室快检是指通过实验室仪器快速的定性和定量。两小时内出数据的理化方法即为快速检测。微生物快检耗时比常规检测少, 可节省二分之一或三分之一的时间。酶联免疫法可在三至四个小时内出数据, 也可称为快速检测。

实验室快检完全依据标准展开检验, 重点在开发现有仪器潜力、改进仪器设备、优化样品前处理方法, 以达到快速筛查的目标, 所以和实验室常规检测不同。[3,4]

2.2 现场快速检测

现场快检是通过检测现场的资源快速定性与半定量。现场快检可短时内完成大批样品的快速筛查, 在食品安全监管中发挥着不可替代的作用。实验室快检并不是所有的都要前处理, 如拉曼光谱法、核磁共振谱法、近红外光谱法等方法无需前处理, 由于其检测快、耗时短, 现已开发为便携式仪器, 逐步从实验室转向现场检测。[4]

2.3 在线快速检测

在线快速检测主要用于食品生产过程中的实时监测和过程分析。

3 快速检测技术在食品检测中的应用

快速检测技术包含了多种技术手段, 其中比较常用的技术手段有化学比色分析检测技术、酶抑制检测技术以及生物化学快速检测技术, 除此之外, 还有纳米技术等先进技术。

快速检测技术在检测食品时主要的检测内容包括农药残留、微生物、添加剂等。现如今我国的快速检测技术发展十分迅速, 所使用的设备越来越简单, 检测结果也越来越可靠, 已经成为我国食品检测中不可缺少的检测技术。

3.1 食品中农药残留快速检测技术

按照检测原理的不同, 农药残留快速检测技术包括生化检测、生物检测、化学检测, 这3类中研究较深入的有仪器分析法、免疫分析法、生物传感器法、酶抑制法等。

3.1.1 仪器分析法

仪器分析法的测定结果较可靠, 但是前处理步骤较为复杂。仪器分析法在农药残留检测技术中起着不可替代的作用。

现在较为复杂的样品前处理步骤逐步趋向耗时短、耗费低、无污染、小型化、自动化。仪器分析法在现场速测方面运用的不多, 因其设备庞大, 耗资高, 对实验员要求较高, 极大的限制了该法在现场分析中的应用。

3.1.2 免疫分析法

免疫分析法是将免疫技术与现代测试技术方法结合在一起而成立的一种超微量测定技术[5], 该法被列入90年代率先研究、开发和利用的农药残留分析技术。

抗体的专一性和亲和力好, 因而该方法较精确。按照检测手段的不同, 划分为三大类:酶免疫法[6]、放射免疫法、荧光免疫法, 酶免疫法最便捷。

最近农作物农药残留的测定基本运用了酶免疫法。酶免疫法具有较强的特异性、较高的灵敏度、使用快捷、分析容量大等特点。Eugenia, Katsoudas[7]采用酶联免疫法检测氨基甲酸酯类农药残留, 检测限达到2ppb。

3.1.3 生物传感器法

生物传感器是把传感技术和农药免疫技术结合在一起而成立起来的, 使免疫分析技术的使用面得到了拓展。

现在生物传感器是农药残留分析技术的探究重点, 已在测定方法多样性、测量精确度、减少反应时间、设备自动化程度、适应现场检测等方面得到了很大的提高。

农药对靶标酶活性起抑制作用的酶传感器, 以及农药与特异性抗体结合反应的免疫传感器运用于对相应农药残留的快速、定性、定量检测。现在生物传感器还有的一些不足是分析数据的重现性和使用寿命。但是由于生物传感器强大的现场测试能力, 它将被普遍运用的前景是可期待的。

N geh-N gw ainbi等[8]最早研制了对硫磷的生物传感器, 后来又有人研制了光导纤维免疫传感器, 依据荧光标记抗体发生的反应, 测定溶液中对硫磷的浓度。便携式免疫传感器的样品耗用少、反应速度快, 甚至可运用于生物组织或是细胞内的超微量在线快速跟踪分析。

3.1.4 酶抑制法

主要用于测定有机磷与氨基甲酸酯农药残留。最近几年残留农药测定仪被广泛推出, 采用分光光度计的基本原理, 判断酶反应过程中显色深浅换算成相应的抑制率, 在设备上以数据形式显现。

运用该方法时, 蔬菜瓜果中的水份、碳水化合物等物质不会影响农药残留物的测定, 无需分离除杂, 缩短了预处理时间。该方法对常见农药的检出限为0.3m g/kg~3.5m g/kg, 基本上都大于相应农药的最大残留量, 所以只能运用于定性的快速初筛检测。

3.2 食品中致病微生物的快速检测技术

在我国, 食品被微生物污染的危害比较严重。细菌性食物中毒是一种十分普遍、爆发性极强的食品感染[9]。

传统的微生物检测方法的基本步骤大体是微生物富集培养、选择性分离、生化鉴定, 其缺点是操作复杂、耗时长、精确度低。免疫学方法虽然在传统方法的某些不足之处做了改进, 但还是存在误差大、周期长的缺点。

用基因探针检测的缺陷是实验程序复杂、耗时、检测花费大。所以探究食品微生物便捷、可靠、经济的检测手段来预防食品安全事件的爆发, 是十分必要的。

从1950年以来, 为了探究便捷、可靠、微量的检验技术, 国内外科研人员开展了诸多研究。伴随现代科技的持续发展, 新的细菌诊断技术和方法已经普遍运用在食品微生物的判别上。这些技术的依据包括免疫学、化学、生化、生物物理学、分子生物学。可划分成下面几类[10]:

1) 对常规方法的改进和自动化;

2) 生物发光;

3) 细胞计数法;

4) 阻抗测定法;

5) 免疫学法;

6) 基于核酸的检测法。

目前, 经常使用的有以下几个:直接显微镜、电镜染色技术、PC R、生物芯片、免疫荧光技术、酶联免疫吸附试验等。基于PC R的检测技术和免疫学检测发展最为迅速。

3.2.1 基于PC R的检测技术

PC R (Polym erase C hain R eaction, 聚合酶链反应) 是一种核酸体外特异性扩增技术。其包括以下优点:特异性强、精确度高、便捷、对标本的纯度要求不高 (无需分离病毒或细菌及培养细胞, D N A粗制品也可作为扩增模板) 。所以运用计算机的分析从己知序列中找到特异的引物片段及所扩增的目的基因片段, 直接或通过分子杂交检测[11]。精确度可达到l~10C U F/g食品, 而且特异性强、产量高、快捷、易自动化。A sim[12]通过PC R法进行增菌可以把牡蛎中1~10C U F/g的沙门氏菌检测出来。A rnie[13]通过R T-PC R (反转录PC R) 法使食品中人肠病毒的检出率得到了提升。

多联PC R技术:

多联PC R又可称为复合PC R或多重PC R, 它是把两对以上引物加到同一PC R反应体系中, 同时扩增出多个核酸片断。

多联PC R的应用:

1) 用于突变缺失检测、多态分析等。如于丛一等用于男性不育患者Y染色体微缺失的筛查[14]。

2) 一种致病菌的检验。

3) 多种菌的检验。

3.2.2 免疫学检测

抗原和抗体的特异性结合反应是免疫学检验技术的基本原理。不同微生物具有特异的抗原, 可以刺激生物体产出对应的特异性抗体。抗原与抗体的结合很难用肉眼辩别, 要依靠示踪物来指明两者的结合, 即通常说的免疫标记技术。

在这些标记方法的基础上发展起来的检测技术, 在检测领域得到了广泛运用。

和基于PC R检验的方法相比较, 免疫学检验的灵敏度和特异性比较差, 但免疫学检验的方法较方便, 易于操作, 所需设备少;免疫层析方法更是操作便捷, 适合运用于基层。

3.3 食品中添加剂的快速检测技术

数十年来, 伴随着食物添加剂使用量的上升, 一人平均每年耗用的食品添加剂高达3.6千克~4.5千克, 有些人可能摄入得要更多。不论是食品添加剂滥用或是非法在食品中添加化工产品, 都会造成严重的食品安全问题。

消费者摄入这些物质后虽然在短时间内可能不会出现显著的不良反应, 甚至难以觉察, 但当这些添加剂伴随着人类所必需的食物 (如面制品、米、调料和饮料等) 被长期摄入时, 会在人体内形成量蓄积或/和损害蓄积, 造成机体慢性中毒和“三致”, 即致诱变、致畸、致癌。

对食品中添加剂含量检验的现用的标准方法所运用的检测方法水平比较低, 可靠性也较低。

使用较多的是G C/H PLC方法, 薄层色谱和分光光度比色法也有在使用。G C/M S, H PLC-M S/M S确证技术还处于起步阶段。和我国农/兽药残留检验技术相比, 食品添加剂检验还没研发出实用的多成分同时检验的技术。

而欧盟、美国FD A、A O A C等已经开发了多种食品添加剂残留G C/H PLC、LC/M S、G C/M S检验方法, 国外在一类数种食品添加剂残留检测方面, 运用G C/M S.LC/M S方法的报导比较多。

这些方法可定量, 可确证, 是政府行政执法的必备手段, 也是现在探究的重点。但是检验方法在我国禁用的添加物和国外新开发的食品添加剂方面涉及的很少。

这种情形导致了对食品安全检测的被动, 对食品安全影响极大:当不法分子向食品内添加违规添加物时, 没有办法从技术层面进行安全检测。

4 快速检测结果的判定及应用分析

在快速捡测结果的判定与应用方面, 目前还会受技术的灵敏度和特异性的限制, 而不能作为判断样品安全性的最终依据, 但是作为发现问题的第一步, 它具有不可替代的作用。事实上, 一些突发食源性事件的现场调查也往往以现场快速检测作为筛查的第一步。

为了进一步突出快速检测的作用, 2015年国家对《食品安全法》进行了修订, 规定“采用国家规定的快速检测方法对食用农产品进行抽查检测, 被抽查人对捡测结果有异议的, 可以自收到检测结果时起四小时内申请复检。复检不得采用快速检测方法。”

同时, 这项规定除适用于食用农产品外, 也应当适用于对其他食品的抽检。也就是说, 采用快速检测方法对食品进行抽查检测, 被抽查人对检测结果没有异议的, 可以作为行政处罚的依据。这对于进一步推进快速检测技术在食品检测中的应用提供了有力的法律保障。

5 结语

综上所述, 可知快速检测技术虽然已经在食品检测中得到了广泛的应用, 但是还有许多不足。随着研究者对快速检测技术研发力度的加大, 更多的快速检测技术会被应用在食品检测中, 这对我国食品安全体系的构建起到了积极的作用。

快速检测技术在食品检测中的应用 篇6

食品安全是政府和百姓关注的焦点问题,快速检测仪器以其简便、快速、高效、经济的特点,较好地满足了食品快速检测的需求,在食品安全检测中发挥了重要作用。常见的快速检测仪器分为实验室、在线和现场快速检测三类仪器,常见的检测方法为免疫法、酶抑制法等。

1 引言

随着经济发展,食品行业的飞速发展,食品添加剂越来越复杂,有些添加物质超范围超限量添加,长久以来,伴随着食物添加剂广泛应用,人们食用的食品添加剂越来越多,食品添加剂超量超范围滥用,消费者摄入这些物质在短时间内可能不会出现明显的不良反应,但这些添加剂被长期摄入时,会在人体内形成量蓄积,造成机体慢性中毒,甚至致癌,严重的危害着我们的身体健康。国家食品安全监管部门加强了对食品生产企业、市场流通企业甚至集贸市场小作坊等的监管力度,这就需要快速、准确的分析检测方法作为支撑,食品安全检测在保障食品的安全中起着十分重要的作用。基于大型设备如原子吸收、气相色谱等的实验室检测方法精确度高、可靠性好,但同时耗时长、专业性强、费用高,很难在短时检测反馈食品质量情况,快速简便的检测技术作为食品有害物质的检测的重要补充具有重要的意义。

2 食品安全快速检测的应用

总体要求,突出重点,严格程序,规范操作。主要用于日常检查巡查和发现重要食品安全隐患,检测人员依据检测规范检测,加强仪器设施、药品、试剂及易燃、易爆、易腐蚀、有毒等危险物品等的管理。检测场所多是重点食品行业的安全隐患专项整治,流通市场、商场、超市、门店及仓储地等领域。日常快检项目多为食品中农药残留、重金属(铅)、亚硝酸盐、二氧化硫、吊白块、甲醛、、苏丹红等含量的快速检测,以及肉类水分、蜂蜜成份、食油成份等。快速检测主要是化学比色分析、小型质谱、手持式红外等仪器,小型化类快速检测产品仍没有被广泛应用。非仪器类快速检测产品以免疫产品为主,其分析方法包括酶免疫、荧光免疫等,缺点是在产品生产中,需要利用动物实验培养抗原、抗体,提取提纯并最终做成产品,目前企业多是直接外购抗原、抗体。具有简便、快速、准确性高等特点,可以检测致病菌、病毒、残留、、毒素以及转基因产品。

现场快速检测技术是通过检测现场的产品快速定性或范围定量,可短时内完成大批样品的快速筛查,在应对一些应急食品检查中发挥着重要作用。常见的化学比色检测,是利用迅速产生明显颜色的变化检测相关成分,通过与标准比色系列比较进行目视定性或半定量分析。化学比色分析技术在硝酸盐、亚硝酸盐、甲醛、二氧化硫、吊白块、亚硫酸盐等化学有害物质和菌落总数、大肠菌群等微生物的检测方面已经得到广泛应用。例如,甲醛与碱性品红及亚硫酸反应,有明显的颜色变化,显色清晰、色阶明显、显色时间较短、显色稳定性好、最低显色浓度也较其它方法低,比色比较,可快速测定甲醛含量。二氧化硫作为常用漂白剂,带来了严重食品安全隐患。因其具有漂白防腐、抗氧化等作用而在各种食品加工中使用广泛,甚至是非法滥用,所以在食品中可能残留二氧化硫,长期摄入过量会影响钙磷吸收、免疫力低下、胃肠道反应。在利益的驱使之下,一些不法食品生产加工者在食品制作过程中加人大量的二氧化硫,致食品中二氧化硫超标。我国食品安全国家标准《食品添加剂使用卫生标准》(GB2760)中对各类食品二氧化硫的使用范围及使用量做了明确的规定,二氧化硫仅仅适用于熏蒸蜜饯、干果、干菜、粉丝等,最大使用量也制定了严格的规定;对粮食、乳及其制品、豆类、鱼及鱼制品等大量食品加工中禁止使用。日常在某些食品,如粉丝、干制海产品、果脯、干制蔬菜等,常采用熏硫法进行漂白,能使食品具有良好的品质和外观,使用标准比色系列同待测样品进行目视比色,测定干制品中二氧化硫含量的快速检测法,易操作、省时、低消耗、,不需大型操作仪器即可达到定性及半定量分析目的。

从使用分析手段上又分为化学比色分析检测技术、生物化学快速检测技术等[1]。化学比色分析:目前常用的化学比色法包括各种检测试剂和试纸,快速简便检测仪、微生物测试片等可分别检测食品中的添加剂、重金属、微生物等,菌落总数、大肠菌群计数、霉菌和酵母计数,也有一定应用。比色原理是依据元素不同价态的离子特定的颜色,比如二价铜离子是蓝色的,而一价铜离子却是无色的;三价铬离子是绿色的,而六价铬离子则是棕色的。离子除了各自特定的颜色以外,颜色深浅还与离子的浓度有定量的线性关系[3],离子颜色与在溶液中的浓度的比例关系,可以观察比色系列,用于对溶液中离子浓度进行对比分析。如镉大米电化学分析仪器,其精度能与大型原子吸收仪器具有很好的相关性,能快速、灵敏、低成本快速的对重金属进行准确检测。平常实验室仪器分析法的测定结果较可靠,但是前处理步骤较为复杂,适合在实验室常规检测,在现场速测方面运用不多,因其设备不易移动,检测成本高,检测技术人员要求高,限制了在现场快速检测的应用。

生物化学检测技术:主要是光谱分析、层析分析、电泳技术、离心技术等,由于仪器精密,使用要求高,多用于实验室精准分析。重要的食品安全隐患检查,集中批量检测食品,使用此法检测精准、快速,作为检测仲裁和重要的食品安全执法依据。

实验室快速检测:实验室快检是指通过实验室仪器快速的定性和定量,短时间内出数据的理化方法即为快速检测。食品快速检测实验室,需要配备专门的检验工作台,装备有食品快速检测仪器,标准的检测设备试剂,经过专门培训的工作人员可以通过检测设备对粮食、水果蔬菜、肉类、奶制品、茶叶等食品中涉及黄曲霉素、农药残留、亚硝酸盐等项目检测,并在短时间内可精准测出结果,且检测仪可以通过互联网络实现数据传送,大大提高了检测工作的质量和效率。

在线快速检测:在线快速检测主要用于食品生产过程中的实时监测和过程分析,多应用于食品生产加工企业,在此不详探讨。

3 食品快速检测应用分析

检测结果判定依据国家有强制性标准、行业标准、产品标准、标签标示等作为判定依据。

在快速捡测结果的判定与应用方面,目前还会受技术的灵敏度和特异性的限制,某些检测结果不能作为判断样品安全性的最终依据,但是作为发现问题的第一步,它具有不可替代的作用。分析仪器小型化是快速检测技术一个重要的发展方向。快速检测标准化影响着快速检测产品,应用色谱、质谱及光谱的检测技术和标准已相对成熟,将这些仪器小型化之后,再将其前处理简单化、并保持检测结果准确性和可靠性,其在快速检测市场发展将非常有前景。一些突发食源性事件的现场调查也往往以现场快速检测作为筛查的第一步,某些场合一定程度上可以作为食品安全危害重要依据,这对于进一步推进快速检测技术在食品检测中的应用提供了有力的技术保障保障。

4 结语

综上所述,食品安全快速检测产品的快速、灵敏、特异性、准确、便携及数据可溯源等是未来的食品安全检测的趋势,新技术的应用影响着快速检测产品的发展。不只是常规的理化检测技术,最新的技术也在大量应用到快速检测技术中来,例如纳米技术、分子生物学技术等,随着对快速检测技术的研究加大,更多的快速检测技术会被应用在食品快速检测中,这对完善食品安全检测体系建设起到积极的作用。

摘要：食品安全一直以来都是我国社会关注的重点问题,为了能够快速有效的检测出食品中的有害物质,快速检测技术被广泛应用在食品有害物质筛选检测中。现在简单阐述食品安全快速检测技术,其次对快速检测技术在食品检测中的应用进行探讨。

关键词：快速检测技术,食品检测,应用

参考文献

[1]王静,王淼.我国食品安全快速检测技术发展现状研究[J].农产品质量与安全,2014.

快速电力线检测 篇7

食品安全关系到国计民生,随着食品安全事件发生频率的增多,快速准确地对食品进行检测越来越有必要。从生产源头实行质量控制,建立起完整的食品安全检测、控制与预警体系,食品安全快速检测技术有着重要的社会意义与实际需求。与此同时,随着科学技术的发展及社会的进步,食品安全快速检测技术也越来越被重视,不仅可节省大量的人力物力,还可很好地起到监测作用。

食品安全快速检测

食品安全分析的待测样品量大,时效性强,样品成分复杂,由于我国食品多采用分散经营的方式,食品安全快速检测应用较多的主要有实验室快速检测、现场快速检测、在线快速检测。

实验室快速检测

实验室快速检测有定量分析和定性分析两种,为快速查找出目标物质并达到检测结果可靠,需要改进实验室仪器设备,优化样品前处理方法。实验室快速检测专业性强,只适用于少量食品的检测,很难掌控食品的质量。

现场快速检测

快速检测仪器装置便于携带,可很好地实现现场快速检测。如传感器技术能够实现食品的现场快速检测,半导体传感器、电化学传感器、生物传感器等通过将食品待测物含量信息转化为相应的光、电信号等传感信号,对残留在食品上的农药、兽药进行快速检测。传感器技术稳定的定量分析是一种十分实用的现场快速检测。

在线快速检测

食品快速检测常用的方法是便携光谱技术,便携式光谱仪具有优化的光路系统、体积小的特点,常常用于在线快速检测。光谱在线快速检测技术不污染样品,根据特征峰定性分析出微量有害物质,光信号强,反应快,大大提高了食品安全快速检测技术的准确性。

快速检测技术在食品安全中的应用

样品前处理技术

实现快速检测的前提是高效快速的样品前处理技术。高效快速的样品前处理技术利用物质的性质差异,分离出待测物,浓缩待测试样中的目标物,可有效降低基体对快速检测技术的干扰,提高准确度,拓宽快速分析方法的适用范围,更好地服务于后面的快速检测技术。如固相萃取技术能有选择地吸附目标物质,从而降低复杂基质的影响,提高快速检测技术的灵敏度。

快速分析方法

实现快速检测的基础是准确方便的快速分析方法。当今食品安全分析要求对多残留同时检测,快速分析方法要求做好采样、处理、检测、分析各个环节的效率工作,解决食品种类和检测对象繁多的问题。如免疫快速检测法利用流动注射免疫层析等新的免疫分析技术以及抗体的专一性,使抗原与抗体发生快速的特异性反应,简单快速,成本低,重现性好,实现测量的自动化。

快速检测仪器

实现快速检测的关键是简单易用的快速检测仪器。随着各种检测仪器设备的开发和应用,小型质谱仪在食品安全快速检测中取得了一定的进展。该设备装置小,功能多样,发展速度快,检测可达到微秒级,精准度更高,保证检测的准确性。

食品安全快速检测技术的展望

我国目前的食品安全状况与发达国家相比,还存在较大的差距,很多先进技术也是引进国外的,为建立一套适合我国国情需要的食品安全快速检测技术,检测仪器不仅简单易用,还高度智能化,实现自动控制各种复杂过程,可以总结出快速检测技术在食品安全方面的具体发展方向。

建立快速检测食品安全的标准

目前我国还缺乏快速检测食品安全标准,建立快速检测食品的标准不但可完善相关食品安全检测规范,约束食品安全行为,还可推动我国快速检测技术事业的发展,从而促进食品行业向着更健康的方向发展,保证社会的和谐稳定。

增加快速检测食品安全的品种

目前快速检测食品安全的品种还不足,研究并丰富快速检测食品安全的品种刻不容缓。完善快速检测方法,设立专门的食品安全资金,培养食品安全专业人才,引进并创新快速检测食品安全的品种,如基于光学分析、电化学、PCR、纳米材料等快速检测技术。

建立全方位的食品安全教育体系

加强食品安全宣传工作,创新宣传方式,提高消费者对我国食品安全的认识,提高消费者食品安全素质,加强对食品中的有害有毒物质的限制。同时,食品安全检测对保障食品安全检测起着极其重要的作用。

结语