食品污染检测已经成为食品安全的焦点,为了有效掌握食品生产过程中引入的食品污染程度,本文设计了一种食品污染物快速检测仪,同时满足快速检测,方便调试的现场检测需求。本设计以分光光度法为基础,完成以下内容:(1)设计检测光路,获得检测用单色光。以硅光电池为探测器,实现光电转换;根据常见污染物特征吸收波长范围确定钨卤灯为系统光源;根据光源连续光谱范围内的光栅效率曲线确定光栅型号;通过光栅闪耀理论确定入射方向与衍射方向夹角。(2)分光机构设计,实现光谱扫描。在正弦机构的基础上,设计新型分光机构,以扩大扫描范围,提高输出波长精度。新型分光机构的输入角位移φ和输出波长λ成线性关系,这为将输出谱线转化成波长-光强谱线提供了方便;减小机构主要部件尺寸,实现机构小型化;光栅转动极限范围变大,扩大了波长扫描范围;电机转角φ与输出波长λ线性系数降低,提高系统输出波长精度;分析了该机构主要误差来源对于输出波长精度的影响,提出了简单的校正方法。(3)调整光源,调整各个光学器件,进而到达减少杂散光的目的;调整光源电压,使光强在硅光传感器光饱和限以内以及能够产生连续光谱。由于系统输出为步数-光强谱线,采用镨钕滤光片将步数-光强曲线转换成波长-光强曲线。(4)单一污染物检测,由于本系统以朗伯比尔定律为定量分析依据,且光源发出的连续光谱为可见光波段,因此检测单一色素,来验证检测系统的检测能力。拟合4种色素工作曲线,其线性决定系数均在98%以上;对苋菜红标液进行检测,与真实值的相对误差为1.84%。配制显色剂,实现化合添加剂与生物污染物的定量检测。(5)混合色素定量分析算法设计,针对简单情况(混合液组分吸光度曲线形状不同,或特征吸收波长分离),采用矩阵最小二乘拟合求解关系矩阵;对于光谱曲线重合的情况,发展算法,去除重复信息,实现定量分析,实验结果表明该算法的预测值与实际值相吻合。