專(zhuān)利名稱：基于介電特性的食用油品質(zhì)快速檢測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種檢測(cè)儀器，具體說(shuō)是涉及一種用于評(píng)價(jià)食用油品質(zhì)的檢測(cè)儀器，可以同時(shí)顯示出食用油樣品中的酸價(jià)、碘值、過(guò)氧化值等指標(biāo)，并根據(jù)用戶對(duì)食用油品質(zhì)的需求不同，可自行設(shè)置食用油指標(biāo)閥值進(jìn)行檢測(cè)。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程日益加速，食品安全已影響到國(guó)際食品和農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易，成為國(guó)際社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題之一。尋找新型、快速、準(zhǔn)確地農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測(cè)方法，是現(xiàn)代迅速發(fā)展的物流業(yè)和食品安全保障長(zhǎng)期關(guān)注并急待解決的問(wèn)題。我國(guó)食用油嚴(yán)重存在著酸價(jià)、 過(guò)氧化值超標(biāo)，溶劑殘留超標(biāo)、食用油摻假、泔水油及食用添加劑過(guò)量添加、工業(yè)用油的添加、散裝油容器污染問(wèn)題等，直接影響到消費(fèi)者的健康和食用油產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。對(duì)食用油品質(zhì)的評(píng)價(jià)方法已經(jīng)有很多研究報(bào)道，但還沒(méi)有確定一種全球公認(rèn)的檢測(cè)方法，不同使用場(chǎng)所也有不同的方法和標(biāo)準(zhǔn)。如試紙法、庫(kù)侖滴定法、電位滴定法、分光光度法、熒光法、液相色譜法和極譜法等，這些方法存在的主要問(wèn)題有樣品預(yù)處理如分離、提取等耗時(shí)，設(shè)備價(jià)格昂貴，有機(jī)試劑對(duì)環(huán)境和人員健康的不利影響等，不能適用于現(xiàn)代社會(huì)對(duì)食品安全檢測(cè)要求。從一般性的檢測(cè)擴(kuò)展到快速、實(shí)時(shí)在線、高靈敏度、無(wú)損、綠色是未來(lái)檢測(cè)技術(shù)發(fā)展的方向。目前國(guó)內(nèi)檢測(cè)機(jī)構(gòu)或生產(chǎn)商所用的檢測(cè)儀器主要有以下特點(diǎn)功能不夠完善，有的檢測(cè)指標(biāo)單一、有的檢測(cè)條件苛刻；價(jià)格良莠不齊，很難做到檢測(cè)儀器的高性價(jià)比；性能佳的儀器普遍大型，無(wú)法實(shí)現(xiàn)功能與攜帶方便相結(jié)合。如近紅外快速食用油品分析儀，可準(zhǔn)確測(cè)定出油脂中碘價(jià)、游離脂肪酸、磷值等多項(xiàng)指標(biāo)，但價(jià)格高昂，產(chǎn)品體積龐大，不易攜帶。方便、簡(jiǎn)單、低成本、多指標(biāo)的檢測(cè)儀器的開(kāi)發(fā)前景廣闊，其應(yīng)用范圍廣，在企業(yè)、 質(zhì)檢機(jī)構(gòu)中都具有良好的實(shí)用價(jià)值。
發(fā)明內(nèi)容為了克服已有的化學(xué)檢測(cè)方式精度高但費(fèi)時(shí)費(fèi)力、過(guò)程繁雜的不足，本實(shí)用新型提供一種基于介電特性的電容型便攜、測(cè)量精度高、方便快速的食用油品質(zhì)檢測(cè)儀，能自動(dòng)根據(jù)測(cè)定的電容值計(jì)算出酸價(jià)、碘值、過(guò)氧化值、皂化值四項(xiàng)指標(biāo)的具體數(shù)值。本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是一種基于介電特性的食用油品質(zhì)檢測(cè)儀，將絕緣外殼、信號(hào)轉(zhuǎn)換器、微控制處理器、顯示器、溫度傳感器、報(bào)警燈、蜂鳴器依次連接，外部有電容傳感器，其特征是信號(hào)轉(zhuǎn)換器中根據(jù)電路的特點(diǎn)，將測(cè)試的電容模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)——即不同頻率的方波信號(hào)，單片微型計(jì)算機(jī)對(duì)輸入的頻率進(jìn)行計(jì)數(shù)，根據(jù)不同的計(jì)數(shù)結(jié)果，運(yùn)算得出當(dāng)前待測(cè)油的各個(gè)參數(shù)，送顯示器顯示并根據(jù)設(shè)定條件進(jìn)行選擇報(bào)警。所述測(cè)試極板采用9*9cm的不銹鋼,相間Icm并由絕緣連接器連接,測(cè)試極板與內(nèi)部電路的555電路相連；儀器主體上內(nèi)嵌五個(gè)按鈕，控制按鈕、四個(gè)指示燈、一個(gè)液晶顯示器，液晶顯示器型號(hào)為16*9cm，黑色邊框，藍(lán)色液晶背景。所述電容傳感器為自行設(shè)計(jì)的平行平板電極板(厚度0. Icm的不銹鋼材料，平板為9*9cm，平行間距0. 6cm);所述的溫度傳感器為DS18B20單線總線數(shù)字溫度傳感器；所述的信號(hào)轉(zhuǎn)換器是用555計(jì)數(shù)器等器件構(gòu)成的方波發(fā)生器來(lái)研制的高精密度電容測(cè)試儀；所述微控制處理器為AT89S52單片微型計(jì)算機(jī)；所述電池為4節(jié)5號(hào)干電池；所述顯示器為 IXD12864液晶顯示器，16*9cm,黑色邊框，藍(lán)色液晶背景。所述信號(hào)轉(zhuǎn)換器中嵌入的數(shù)學(xué)模型，其工作原理為用國(guó)標(biāo)方法測(cè)量出不同處理方法及貯存時(shí)間的食用油品質(zhì)指標(biāo)，如酸價(jià)、過(guò)氧化值等，利用自行設(shè)計(jì)的食用油電容測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)出對(duì)應(yīng)條件下的食用油的介電參數(shù)(電容)。建立兩組數(shù)據(jù)相關(guān)性方程。擬合食用油品質(zhì)參數(shù)與介電參數(shù)之間對(duì)應(yīng)關(guān)系的數(shù)學(xué)模型。所述信號(hào)轉(zhuǎn)換器使用定時(shí)/計(jì)數(shù)器TO和Tl，完成定時(shí)I秒的功能；單片機(jī)的P3. 4 腳連接到555定時(shí)器的3號(hào)輸出腳，對(duì)頻率進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)誤差不超過(guò)±1HZ ;液晶顯示使用串行傳輸數(shù)據(jù)。所述報(bào)警器由功能設(shè)置按鈕、4個(gè)LED指示燈、NPN三極管驅(qū)動(dòng)電路、KC-1206蜂鳴器組成。用戶自行設(shè)定報(bào)警閥值及報(bào)警條件，一旦超越檢測(cè)閥值和設(shè)定條件蜂鳴器就報(bào)警， 檢測(cè)人員可采取相應(yīng)處理措施。本實(shí)用新型的工作原理介電特性與食品組織結(jié)構(gòu)、熱學(xué)性質(zhì)、化學(xué)品質(zhì)等相互關(guān)聯(lián)，通過(guò)對(duì)食品介電特性的研究，可以更好地對(duì)食品的成分、組織、狀態(tài)等品質(zhì)進(jìn)行分析和監(jiān)控，應(yīng)用范圍非常廣泛。由電容測(cè)試儀測(cè)試出未知質(zhì)量食用油的介電參數(shù)，通過(guò)擬合的數(shù)學(xué)模型計(jì)算出對(duì)應(yīng)的酸價(jià)、過(guò)氧化值等指標(biāo)值，從而評(píng)價(jià)出食用油的質(zhì)量。其中數(shù)據(jù)的計(jì)算由微控制處理器來(lái)完成，由LCD液晶顯示器顯示。并根據(jù)用戶對(duì)食用油品質(zhì)的要求的差異，通過(guò)功能設(shè)置按鈕調(diào)整默認(rèn)的四個(gè)食用油質(zhì)量指標(biāo)的報(bào)警閥值，每個(gè)質(zhì)量指標(biāo)對(duì)應(yīng)一個(gè)LED指示燈(共四個(gè))，檢測(cè)過(guò)程中指示燈亮的個(gè)數(shù)超過(guò)設(shè)定值x。(x G，X e z)，蜂鳴器就進(jìn)行報(bào)警， 通知檢測(cè)人員進(jìn)行相應(yīng)處理。電容測(cè)試儀的具體電路見(jiàn)附圖
I。附圖I電路在電阻Rl，R2設(shè)置為固定電阻值的情況下，若電容Cl發(fā)生微小的變化，那么555計(jì)數(shù)器輸出端測(cè)試出的方波頻率就會(huì)發(fā)生明顯的變化，通過(guò)單片微型計(jì)算機(jī)讀取該方波的頻率變化就可以獲得電容值的大小，計(jì)算公式如下
T1 = (R, +i 2)C In 2 = OJiRl +R2)C T2 = i 2Cln2 = OJR2C' T = T1+T2 / = -
T考慮到食用油的電容參數(shù)在經(jīng)過(guò)若干次加熱和冷卻后可能會(huì)變化較小，上述電容測(cè)試儀可以通過(guò)調(diào)節(jié)電阻R2的大小，能夠測(cè)試出極其微小的電容值變化(靈敏度可達(dá)到測(cè)試出2PF的電容變化)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)食用油電容的精確測(cè)量。本實(shí)用新型的有益效果主要表現(xiàn)為1、體積小，攜帶方便；2、檢測(cè)速度快；3、準(zhǔn)確度高；4、人機(jī)界面友好，操作方便；5、測(cè)量周期短，使用壽命長(zhǎng)，易維護(hù)。
以下結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。圖I是電容測(cè)試儀的電路原理圖圖2是儀器外觀圖圖3是實(shí)驗(yàn)原理圖
具體實(shí)施方式
在圖2中，測(cè)試觸頭⑦與連接開(kāi)關(guān)⑧串聯(lián)，將測(cè)試觸頭⑦接入測(cè)試電路，將測(cè)試觸頭⑦放入待測(cè)食用油的容器中，并且保證測(cè)試觸頭⑦不與測(cè)試容器壁相接處，以避免造成測(cè)試的不精確，做好以上準(zhǔn)備后，慢慢向測(cè)試容器中倒入待測(cè)食用油，使食用油漫過(guò)測(cè)試觸頭⑦5-10_為宜。然后按下電源開(kāi)關(guān)按鈕⑧接通電源，儀器顯示器⑤顯示自檢過(guò)程和歡迎界面。按下確定按鈕②，進(jìn)入油類(lèi)的選擇，利用數(shù)據(jù)加鍵③和數(shù)據(jù)減鍵①進(jìn)行油類(lèi)的選擇， 確定后，根據(jù)檢測(cè)所需精度要求運(yùn)用功能設(shè)置按鍵設(shè)置數(shù)據(jù)加鍵③和數(shù)據(jù)減鍵①進(jìn)行四個(gè)質(zhì)量指標(biāo)極限值的設(shè)定和報(bào)警參數(shù)設(shè)定，設(shè)置好后，等待15s，微控制處理器根據(jù)采集到的溫度和頻率等數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，通過(guò)顯示器⑤顯示檢測(cè)結(jié)果，相應(yīng)的指示燈⑥根據(jù)檢測(cè)結(jié)果亮滅，如果指示燈亮的數(shù)量超過(guò)設(shè)定值X=，內(nèi)置蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)死機(jī)，顯示亂碼等情況時(shí)，請(qǐng)按復(fù)位鍵④對(duì)儀器進(jìn)行復(fù)位，儀器方可再次正常運(yùn)行。
權(quán)利要求1.一種基于介電特性的食用油品質(zhì)檢測(cè)儀，將絕緣外殼、信號(hào)轉(zhuǎn)換器、微控制處理器、 顯示器、溫度傳感器、報(bào)警燈、蜂鳴器依次連接，外部有電容傳感器，其特征是信號(hào)轉(zhuǎn)換器中根據(jù)電路的特點(diǎn)，將測(cè)試的電容模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)一即不同頻率的方波信號(hào)， 單片微型計(jì)算機(jī)對(duì)輸入的頻率進(jìn)行計(jì)數(shù)，根據(jù)不同的計(jì)數(shù)結(jié)果，運(yùn)算得出當(dāng)前待測(cè)油的各個(gè)參數(shù)，送顯示器顯示并根據(jù)設(shè)定條件進(jìn)行選擇報(bào)警。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于介電特性的食用油品質(zhì)檢測(cè)儀，其特征為測(cè)試極板采用9*9cm的不銹鋼，相間Icm并由絕緣連接器連接，測(cè)試極板與內(nèi)部電路的555電路相連；儀器主體上內(nèi)嵌五個(gè)按鈕，控制按鈕、四個(gè)指示燈、一個(gè)液晶顯示器，液晶顯示器型號(hào)為 16*9cm，黑色邊框，藍(lán)色液晶背景。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于介電特性的食用油品質(zhì)檢測(cè)儀，其特征為使用定時(shí)/ 計(jì)數(shù)器TO和Tl，完成定時(shí)I秒的功能；單片機(jī)的P3. 4腳連接到555定時(shí)器的3號(hào)輸出腳， 對(duì)頻率進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)誤差不超過(guò)± IHZ ;液晶顯示使用串行傳輸數(shù)據(jù)。
專(zhuān)利摘要一種基于介電特性的食用油品質(zhì)快速檢測(cè)儀，由自行設(shè)計(jì)的電容傳感器、信號(hào)轉(zhuǎn)換器、微控制處理器、顯示器、指示燈、蜂鳴器、電源等構(gòu)成長(zhǎng)方體檢測(cè)儀器。其中信號(hào)轉(zhuǎn)換器中嵌入數(shù)學(xué)模型以進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換。所述電容傳感器為平行平板電極板(厚度0.1cm的不銹鋼材料，平板9*9cm，平行間距0.6cm)；所述微控制處理器為AT89S52單片微型計(jì)算機(jī)；所述電池為4節(jié)5號(hào)干電池；所述顯示器為L(zhǎng)CD液晶顯示器；將電容傳感器放入待測(cè)油脂，按鍵操作15s后就能顯示出樣品四項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)值，并根據(jù)設(shè)定值進(jìn)行選擇報(bào)警。
文檔編號(hào)G01N27/22GK202305460SQ20102059711
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月8日
發(fā)明者劉書(shū)香, 昝子豪, 秦文, 許麗佳, 雷順波, 馬榮朝 申請(qǐng)人:劉書(shū)香, 昝子豪, 秦文, 許麗佳, 雷順波, 馬榮朝