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原文传递一种便携式肉类水分检测装置及其检测方法

专利名称：	一种便携式肉类水分检测装置及其检测方法
摘要：	本发明涉及一种便携式肉类水分检测装置及其检测方法，该装置包括采样系统和检测仪；采样系统包括采样盘和固定在采样盘上相互垂直的十字探针电极和酸碱传感器；恒流源与十字探针电极连接，输出大小不变，方向周期性变化的电流；十字探针电极采集的电压信号传输到检测仪；在检测仪中，电压信号经电压放大电路放大，再经AD转换器模数转换后传输给微控制器；酸碱传感器采集的PH值直接传输给微控制器；微控制器根据电压信号、酸碱传感器采集的PH值查找对照表得到生鲜肉品的含水率。本发明能够准确、可靠、快速和便捷地检测生鲜肉类水分。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	吉林;22
申请人：	吉林大学
发明人：	张涛;孙百爽;孙娜
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-16T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-21T00:00:00+0800
申请号：	CN201910302463.6
公开号：	CN109916962A
代理机构：	长春吉大专利代理有限责任公司
代理人：	王淑秋
分类号：	G01N27/00(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	130012 吉林省长春市前进大街2699号
主权项：	1.一种便携式肉类水分检测装置，其特征在于包括：采样系统(1)和检测仪(2)；所述的采样系统(1)包括采样盘(11)和固定在采样盘(11)上相互垂直的十字探针电极和酸碱传感器(17)；十字探针电极中由A电极(12)与B电极(13)构成一对采样电极，C电极(14)与D电极(15)构成一对采样电极；酸碱传感器(17)位于C电极(14)与D电极(15)之间；恒流源(I)的一端连接A电极(12)和C电极(14)，另一端连接B电极(13)与D电极(15)；恒流源(I)输出大小不变，方向周期性变化的电流；检测仪(2)包括电压放大电路，AD转换器和微控制器；十字探针电极的输出连接到电压放大电路，电压放大电路的输出通过AD转换器连接到微控制器的数据输入端；酸碱传感器(17)的输出直接连接到微控制器的数据输入端；采样系统(1)采集的电压信号经电压放大电路放大，再经AD转换器模数转换后传输给微控制器；微控制器根据电压信号、酸碱传感器采集的PH值查找对照表得到生鲜肉品的含水率。 2.根据权利要求1所述的便携式肉类水分检测装置，其特征在于还包括多路复用电路；十字探针电极的输出通过多路复用电路分别连接到电压放大电路中的高水分放大电路、中间水分放大电路和低水分放大电路；高水分放大电路、中间水分放大电路和低水分放大电路的输出连接到AD转换器。 3.根据权利要求1所述的便携式肉类水分检测装置，其特征在于还包括温度传感器(16)；温度传感器(16)固定在采样盘(11)上A电极(12)与B电极(13)之间，且温度传感器(16)的输出连接到微控制器的数据输入端；微控制器根据电压信号、酸碱传感器采集的PH值及温度传感器采集的温度值输出对应的生鲜肉品的含水率。 4.一种利用如权利要求3所述的便携式肉类水分检测装置对肉类进行水分检测的方法，其特征在于包括下述步骤： 1)、将采样系统(1)与被测样品接触，将十字探针电极、温度传感器(16)以及酸碱传感器(17)插入被测样品内； 2)、利用酸碱传感器(17)测量被测样品的PH值，同时利用温度传感器(16)测量被测样品的温度值；然后首先闭合第一开关(K1)向A电极(12)、B电极(13)通入大小不变，方向周期性变化的电流，得到一系列电压值；然后关断第一开关(K1)，闭合第二开关(K2)向C电极(14)和D电极(15)通入大小不变，方向周期性变化的电流，得到一系列电压值； 3)、微控制器对经过电压放大电路放大后的电压信号求平均值；根据电压信号平均值、温度值和PH值，查找对照表得到对应的含水率；所述对照表中电压值、酸碱度与含水率的函数关系的标定方法如下：一、标定电压-含水率函数关系： (1)、准备好已知的不同含水率的多块生鲜肉品作为被测样品； (2)、将采样系统(1)与第一块被测样品接触，将十字探针电极、温度传感器(16)以及酸碱传感器(17)插入第一块被测样品内，记录第一块被测样品的电压信号采样值；同理将采样系统(1)与其他被测样品接触，采集相应的电压信号采样值；得到一系列含水率及对应的电压信号采样值； (3)微控制器拟合得出电压信号采样值V与含水率M之间对应关系式(1)； V＝f(M) (1) (4)微控制器利用Origin软件拟合得出电压信号采样值V与含水率M之间的函数关系式(2)； M＝a0+a1V (2) 其中a0、a1为拟合得到的系数；二、标定PH值-电压对应关系： (1)、准备好已知含水率的多块生鲜肉品作为被测样品，依次在各块被测样品中注入不等量的酸溶液或碱溶液，使得各被测样品的PH值呈梯度变化的，PH值梯度≤1；将被测样品在密闭的空间放置一段时间，使得每块被测样品中各处的PH值相同；之后用肉类PH检测仪对每块被测样品的酸碱度进行测量、标记； (2)、将采样系统(1)与第一块被测样品接触，将十字探针电极、温度传感器(16)以及酸碱传感器(17)插入第一块被测样品内，记录第一块被测样品的电压信号采样值；同理将采样系统(1)与其他被测样品接触，采集相应的电压信号采样值；最后得到一系列PH值及对应的电压信号采样值； (3)、利用微控制器拟合得出电压信号采样值V与PH值之间的对应关系式(3)； V＝f(PH) (3) 三、利用的对应关系式(3)对公式(1)进行修正得到包含了PH补偿项的对应关系式(4)； V＝f(M)+f(PH)； (4) 利用微控制器的Origin软件拟合出含水率M与的电压信号采样值V、PH值之间的函数关系式(5)； M＝b0+b1V+b2PH (5) 四、标定温度-电压信号的对应关系： (1)、将已知含水率和PH值的被测样品预先加热至设定温度，将采样系统(1)与被测样品接触，将十字探针电极、温度传感器(16)以及酸碱传感器(17)插入被测样品内，记录被测样品的电压信号采样值；温度传感器(16)输出的温度值每下降△T，△T≤3°；记录温度值及对应的电压信号采样值；直至温度下降到室温；得到一系列温度值及对应的电压信号采样值； (2)、利用微控制器拟合出温度T与电压信号的对应关系式(6)； V＝f(T) (6) 五、利用公式(6)对公式(4)进行修正得到包含了温度补偿项和PH补偿项的对应关系式(7)； V＝f(M)+f(PH)+f(T) (7) (4)、根据函数关系式(7)，利用微控制器的Origin软件拟合出包含温度补偿项和PH补偿项的含水率M与的电压信号采样值函数关系式(8)； M＝c0+c1V+c2PH+c3T (8)。
所属类别：	发明专利