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專利名稱：潲水油快速檢測裝置及其檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于食品安全領(lǐng)域，涉及一種潲水油快速檢測裝置，還涉及這種檢測裝置的檢測方法。
背景技術(shù)：
潲水油，又稱地溝油，是不法商販將餐飲業(yè)顧客吃剩的飯菜和湯水收集，經(jīng)過油水分離、過濾、去味等程序處理，重新得到的油脂。潲水油會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生不同程度的毒害，國內(nèi)多個(gè)地方已發(fā)生由于食用潲水油引發(fā)中毒的事件。潲水油的出現(xiàn)嚴(yán)重危害消費(fèi)者權(quán)益，食品安全越來越受到政府和人們的高度關(guān)注。但是，長期以來，由于市場監(jiān)管、執(zhí)法部門缺乏方便、快捷、準(zhǔn)確的檢測儀器進(jìn)行檢測，因此，引起的矛盾糾紛多，更無法從根本上解決潲水油泛濫的問題。潲水油成分比較復(fù)雜，準(zhǔn)確定性定量比較困難。目前國內(nèi)尚未制定潲水油檢測的國家標(biāo)準(zhǔn)方法。就目前而言，油品檢測的理化指標(biāo)有:水分含量、比重、折光率、皂化值、酸值、氧化值、過氧化值、羰基值、碘值等?；谶@些特征，目前已經(jīng)出現(xiàn)了紫外可見分光光度法、熒光分析法、電導(dǎo)率檢測法、薄層色譜法、化學(xué)滴定鑒別法等方法?，F(xiàn)有的這些檢測方法普遍存在檢測過程復(fù)雜，檢測周期長，無法實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場檢測的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種潲水油快速檢測裝置，解決現(xiàn)有技術(shù)存在的操作過程復(fù)雜、檢測周期長的問題。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供上述檢測裝置的檢測方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，潲水油快速檢測裝置，包括單片機(jī)，單片機(jī)分別與鍵盤、阻抗分析芯片、RS232串口、電源轉(zhuǎn)換芯片、顯示器連接構(gòu)成主控單元，阻抗分析芯片與二電極連接，二電極通過二電極電路與油品連接，RS232串口與上位機(jī)連接。本發(fā)明的另一個(gè)目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，上述潲水油快速檢測裝置的檢測方法:將待測油品放入固定有二電極的器皿中；電源轉(zhuǎn)換芯片為單片機(jī)和RS232串口供電，通過鍵盤輸入測量參數(shù)，單片機(jī)將這些參數(shù)寫入阻抗分析芯片的寄存器內(nèi)，阻抗測量芯片發(fā)出幅值恒定的交流激勵(lì)信號(hào)，通過一個(gè)電極來激勵(lì)待測油品，反饋信號(hào)由另一個(gè)電極送回阻抗測量芯片，得到油品測量數(shù)據(jù)；單片機(jī)將測量數(shù)據(jù)通過RS232串口送往上位機(jī)進(jìn)行校準(zhǔn)，并將校準(zhǔn)后的最終結(jié)果送到顯示器顯示。本發(fā)明具有如下有益效果:1、本發(fā)明潲水油快速檢測裝置結(jié)構(gòu)簡單，體積小，成本低，便于攜帶，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場對(duì)油品的檢測。2、本發(fā)明檢測方法采用二電極法，將幅值恒定的交流信號(hào)通過一對(duì)電極引入被測油品，再通過同一對(duì)電極檢測出其兩端的電壓變化，從而獲得檢測數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了油品的快速檢測，且不破壞被檢測樣品，測量精度較高。
3、本發(fā)明檢測方法通過對(duì)插入油品中的二電極回路進(jìn)行油品阻抗的測量，來獲得油品檢測所需的樣本數(shù)據(jù)，不同于現(xiàn)有的基于理化指標(biāo)的油品檢測方法，因此，從根本上杜絕了偽造仿冒的可能性。


圖1為本發(fā)明潲水油快速檢測裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本發(fā)明潲水油快速檢測裝置的油品阻抗測量示意圖；圖3為本發(fā)明潲水油快速檢測裝置的二電極電路圖；圖4為本發(fā)明潲水油快速檢測裝置的檢測方法的工作流程框圖；圖5為本發(fā)明潲水油快速檢測裝置的檢測方法純阻抗測定的真值與測量值的誤差曲線圖；圖6是本發(fā)明潲水油快速檢測裝置的檢測方法對(duì)花生油、菜籽油、香油油品阻抗測定的真值與測量值的誤差曲線圖；圖7是本發(fā)明潲水油快速檢測裝置重復(fù)性測試圖；圖8是本發(fā)明潲水油快速檢測裝置的檢測方法對(duì)不同油品阻抗測量的結(jié)果顯示圖；圖9是本發(fā)明潲水油快速檢測裝置的檢測方法對(duì)花生油測量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；圖10是本發(fā)明潲水油快速檢測裝置的檢測方法對(duì)菜籽油油測量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；圖11是本發(fā)明潲水油快速檢測裝置的檢測方法對(duì)香油測量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；圖中，1.單片機(jī)，2.鍵盤，3.阻抗分析芯片，4.二電極，5.RS232串口，6.上位機(jī)，
7.電源轉(zhuǎn)換芯片，8.電源，9.顯示器，10.二電極電路，11.油品。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。參見圖1，潲水油快速檢測裝置，包括一低功耗的單片機(jī)1，單片機(jī)I分別與鍵盤2、阻抗分析芯片3、RS232串口 5、電源轉(zhuǎn)換芯片7、IXD顯示器9連接構(gòu)成主控單元，阻抗分析芯片3與二電極4連接，二電極4通過二電極電路10與油品11連接，RS232串口 5與上位機(jī)PC6連接。單片機(jī)I (型號(hào)為STC89LE516AD)、鍵盤2、阻抗分析芯片3 (型號(hào)為AD5933)、RS232串口 5 (串行通信)、3.3V的電源轉(zhuǎn)換芯片7 (型號(hào)為LM1117)、IXD顯示器9構(gòu)成主控單元。本發(fā)明的電源轉(zhuǎn)換芯片7(型號(hào)為LMl 117)用于將外接的電源8由5V轉(zhuǎn)換為3.3V,最大限度的提高阻抗分析芯片3的測量精度。該潲水油快速檢測裝置的檢測方法:首先將待測油品11放入固定有二電極4的器皿中，檢測裝置上電啟動(dòng)后，由電源轉(zhuǎn)換芯片7給單片機(jī)I和RS232串口 5供電，通過鍵盤2輸入測量參數(shù)，單片機(jī)I將這些參數(shù)寫入阻抗分析芯片3的寄存器內(nèi)，阻抗測量芯片3發(fā)出幅值恒定的交流激勵(lì)信號(hào)，通過一個(gè)電極4來激勵(lì)待測油品11，反饋信號(hào)由另一個(gè)電極4送回阻抗測量芯片3，得到低頻到高頻若干個(gè)頻率點(diǎn)的油品測量數(shù)據(jù)；單片機(jī)I獲得阻抗測量芯片3所采集的阻抗數(shù)據(jù)；最后單片機(jī)I將阻抗測量芯片3測得的數(shù)據(jù)通過RS232串口5送往上位機(jī)PC6進(jìn)行校準(zhǔn)，并將校準(zhǔn)后的最終結(jié)果送到IXD顯示器9顯示。
參見圖2，本發(fā)明的潲水油快速檢測裝置的檢測方法，由阻抗分析芯片3本身完成二電極法測量，即從VOUT輸出激勵(lì)信號(hào)，經(jīng)過二電極電路10，從VIN接收響應(yīng)信號(hào)，從而減小了系統(tǒng)精度對(duì)信號(hào)源的依賴程度。為此，本發(fā)明采用二電極電路來實(shí)現(xiàn)油品阻抗的測量。參見圖3，本發(fā)明潲水油快速檢測裝置的二電極電路圖，測量大阻抗時(shí)，跳線Jll短路，將阻抗分析芯片3的輸出端Vout連接到電極J12，電極J12連接到阻抗Zx的一端，阻抗Zx的另一端通過電極J9連接到反饋電阻上(反饋電阻為R6、R7、R8、R9，根據(jù)不同的測量范圍選擇不同的反饋電阻)，根據(jù)選定的反饋電阻短路相應(yīng)的跳線短路，將信號(hào)反饋到阻抗分析芯片3的Vin端口 ；測量較小阻抗時(shí)，跳線J13短路，將阻抗分析芯片3的輸出端Vout經(jīng)20k電阻R14連接到AD8531的反相輸入端，AD8531的同相輸入端經(jīng)R12和R13分壓得到VDD/2 (VDD=3.3V)的電壓，AD8531反相輸入端通過IOk電阻R15連接到AD8531的輸出端，AD8531輸出端連接到電極J12，電極J12連接到阻抗Zx的一端，阻抗Zx的另一端通過電極J9連接到反饋電阻上(反饋電阻為R6、R7、R8、R9，根據(jù)不同的測量范圍選擇不同的反饋電阻)，根據(jù)選定的反饋電阻短路相應(yīng)的跳線短路，將信號(hào)反饋到阻抗分析芯片3的Vin端口。其中的運(yùn)放器件AD853和阻抗分析芯片均為單電源3.3V工作。參見圖4，本發(fā)明潲水油快速檢測裝置的檢測方法的工作流程框圖，檢測裝置上電啟動(dòng)之后，進(jìn)行初始化，通過檢測裝置上的鍵盤2輸入設(shè)定測量參數(shù)，經(jīng)確定之后，通過單片機(jī)I將參數(shù)命令寫入阻抗分析芯片3的相應(yīng)寄存器內(nèi)，阻抗分析芯片3根據(jù)設(shè)定進(jìn)行相應(yīng)的阻抗測量，測量結(jié)果經(jīng)過單片機(jī)I分析計(jì)算，最后送液晶IXD顯示器9進(jìn)行顯示。參見圖5，本發(fā)明潲水油快速檢測裝置的檢測方法純阻抗測定的真值與測量值的誤差曲線圖；曲線I代表9.887K電阻，曲線2代表7.332K電阻，曲線3代表15.050K電阻。在頻率設(shè)定為30-100KHZ范圍內(nèi)，反饋電阻1.0kQ，校準(zhǔn)電阻5.029k Ω的條件下，分別對(duì)
7.323kΩ ,9.8877kΩ和15.050kΩ的電阻進(jìn)行了測試，誤差如圖所示，基本上保持在1%以內(nèi)，說明本裝置具有很好的測試精度。參見圖6，本發(fā)明潲水油快速檢測裝置的檢測方法對(duì)花生油、菜籽油、香油油品阻抗測定的真值與測量值的誤差曲線圖；曲線I為香油，曲線2為花生油，曲線3為菜籽油。在頻率設(shè)定為30-100KHZ范圍內(nèi)，反饋電阻300k Ω，校準(zhǔn)電阻1.5M Ω的條件下，分別對(duì)花生油、菜籽油、香油三種正常油品的電阻進(jìn)行了測試，誤差如圖所示，基本上保持在3%以內(nèi)，說明本裝置具有很好的測試精度。參見圖7，本發(fā)明潲水油快速檢測裝置重復(fù)性測試圖；對(duì)純電阻19.6235k Ω在相同條件下進(jìn)行了 3次測量，測量系統(tǒng)重復(fù)性誤差基本保持不變，說明本發(fā)明檢測裝置具有很好的重復(fù)性測試精度。參見圖8，本發(fā)明潲水油快速檢測裝置的檢測方法對(duì)不同油品阻抗測量的結(jié)果顯示圖，圖中為本發(fā)明對(duì)不同油品的阻抗測量隨頻率變化的曲線。實(shí)驗(yàn)中頻率變化范圍為19-71KHZ，頻率增量設(shè)為ΙΚΗζ，分別對(duì)花生油、菜籽油、香油三種正常油品的阻抗進(jìn)行了測量，從圖可以看出不同油品的阻抗頻譜數(shù)據(jù)存在差異。參見圖9、圖10、圖11本發(fā)明潲水油快速檢測裝置的檢測方法對(duì)花生油、菜籽油、香油阻抗測量的結(jié)果顯示圖，圖中為本發(fā)明對(duì)不同油品的阻抗測量隨頻率變化測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從圖可以看出誤差保持在3%以內(nèi)，說明本裝置具有很好的測試精度。本發(fā)明采用了高集成度的阻抗分析芯片3，采用二電極比例測量法進(jìn)行阻抗測量，測量精度較高。電池供電使得檢測裝置體積小、不需要外接電源，容易便攜，跳線可以測量多個(gè)區(qū)間段的阻抗信息，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場對(duì)油品的檢測，從根本上杜絕了偽造仿冒的可能性。
權(quán)利要求
1.潲水油快速檢測裝置，其特征在于:包括單片機(jī)(1)，所述單片機(jī)(I)分別與鍵盤(2)、阻抗分析芯片(3)、RS232串口(5)、電源轉(zhuǎn)換芯片(7)及顯示器(9)連接構(gòu)成主控單元，所述阻抗分析芯片(3)與二電極(4)連接，所述二電極(4)通過二電極電路(10)與油品連接，所述RS232串口(5)與上位機(jī)(6)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的潲水油快速檢測裝置的檢測方法，其特征在于:將待測油品放入固定有所述二電極(4)的器皿中；所述電源轉(zhuǎn)換芯片(7)為所述單片機(jī)(I)和RS232串口(5)供電，通過所述鍵盤(2)輸入測量參數(shù)，所述單片機(jī)(I)將這些參數(shù)寫入所述阻抗分析芯片(3)的寄存器內(nèi)，所述阻抗測量芯片(3)發(fā)出幅值恒定的交流激勵(lì)信號(hào)，通過一個(gè)電極(4)來激勵(lì)待測油品，反饋信號(hào)由另一個(gè)電極(4)送回所述阻抗測量芯片(3)，得到油品測量數(shù)據(jù)；所述單片機(jī)(I)將測量數(shù)據(jù)通過所述RS232串口(5)送往所述上位機(jī)(6)進(jìn)行校準(zhǔn)，并將校準(zhǔn)后的最終結(jié)果送到顯示器(9)顯示。
全文摘要
潲水油快速檢測裝置包括單片機(jī)，單片機(jī)分別與鍵盤、阻抗分析芯片、RS232串口、電源轉(zhuǎn)換芯片、顯示器連接構(gòu)成主控單元，阻抗分析芯片與二電極連接，二電極通過二電極電路與油品連接，RS232串口與上位機(jī)連接。潲水油快速檢測裝置的檢測方法，將待測油品放入固定有二電極的器皿中；電源轉(zhuǎn)換芯片為單片機(jī)和RS232串口供電，通過鍵盤輸入測量參數(shù)，單片機(jī)將這些參數(shù)寫入阻抗分析芯片的寄存器內(nèi)，阻抗測量芯片發(fā)出幅值恒定的交流激勵(lì)信號(hào)，通過一個(gè)電極來激勵(lì)待測油品，反饋信號(hào)由另一個(gè)電極送回阻抗測量芯片，得到油品測量數(shù)據(jù)；單片機(jī)測量數(shù)據(jù)通過RS232串口送往上位機(jī)進(jìn)行校準(zhǔn)，并將校準(zhǔn)后的最終結(jié)果送到顯示器顯示。
文檔編號(hào)G01N27/06GK103175870SQ20131008253
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2013年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月14日
發(fā)明者楊宇祥, 李文明 申請(qǐng)人:西安理工大學(xué)