專利名稱：一種果蔬活組織過冷點(diǎn)、冰點(diǎn)的測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及果蔬冰溫貯藏保鮮領(lǐng)域，具體涉及ー種果蔬活組織過冷點(diǎn)、冰點(diǎn)的測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有果蔬保鮮技術(shù)主要采用化學(xué)藥劑和冷凍兩種方法。采用化學(xué)藥劑保鮮會(huì)造成污染，給人類健康帶來危害，且保鮮期短。冷凍保鮮，是將果蔬置于采用某種設(shè)備制冷、可人為控制和保持穩(wěn)定低溫的環(huán)境里，以保持果蔬新鮮。臨界冰溫貯藏可以最大限度地抑制果蔬的生命活動(dòng)，控制果蔬的衰老進(jìn)程，被認(rèn)為是一種較好的果蔬貯藏保鮮方法，果蔬的冰點(diǎn)溫度是確定其適宜貯藏溫度的主要參考條件之一。所以，在采用臨界冰溫貯藏時(shí)，需要事先知道果蔬的過冷點(diǎn)和冰點(diǎn)，然而不同的果蔬其過冷點(diǎn)、冰點(diǎn)均不相同，所以在對(duì)果蔬采用冷 凍保鮮前，需要測(cè)量出果蔬的過冷點(diǎn)、冰點(diǎn)。果蔬活組織與死組織的冰點(diǎn)是不同的，活組織結(jié)冰吋，首先在細(xì)胞間隙形成冰晶，冰結(jié)晶的擴(kuò)大要依靠細(xì)胞內(nèi)部的水分向外滲透，而由于細(xì)胞原生質(zhì)遇冷收縮，會(huì)阻礙水分通過，所以結(jié)冰比較困難，同時(shí)活組織呼吸要放出一部分熱，這也使冰點(diǎn)有所下降；果蔬死組織中原生質(zhì)已經(jīng)變性，水分可以在細(xì)胞間自由通過，因此，凍結(jié)只是單純的物理過程，果蔬死組織的冰點(diǎn)僅決定于溶液的濃度。現(xiàn)有技術(shù)中，為了得到果蔬組織的冰點(diǎn)，有人直接用熱電偶插入果蔬組織內(nèi)部，放入_40°C低溫冷凍箱中進(jìn)行降溫，但是，由于果蔬個(gè)體差異，體積較大的果蔬降溫速率很慢，其實(shí)驗(yàn)周期也很長，不容易測(cè)量冰點(diǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型目的在于提供ー種果蔬活組織過冷點(diǎn)、冰點(diǎn)的測(cè)量裝置，其結(jié)構(gòu)簡單緊湊、成本低廉、可以很方便地測(cè)量各種果蔬活組織過冷點(diǎn)、冰點(diǎn)，同時(shí)還提供了果蔬活組織過冷點(diǎn)、冰點(diǎn)的測(cè)量方法。本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的ー種果蔬活組織過冷點(diǎn)、冰點(diǎn)的測(cè)量裝置，包括恒溫水浴箱、恒溫水浴鍋，所述恒溫水浴箱、恒溫水浴鍋均是提供恒溫環(huán)境的循環(huán)水系統(tǒng)，所述恒溫水浴箱的循環(huán)水系統(tǒng)和恒溫水浴鍋的循環(huán)水系統(tǒng)相聯(lián)通，恒溫水浴鍋的底部置有銅板底座，該銅板底座上面置有半導(dǎo)體制冷片，所述半導(dǎo)體制冷片由ー穩(wěn)壓電源供電，所述半導(dǎo)體制冷片在通電后上表面變?yōu)槔涿?，下表面變?yōu)闊崦?，且所述冷面和熱面的溫差是固定的，該半?dǎo)體制冷片的上面置有一由絕熱材料制成的果蔬樣品槽，所述果蔬樣品槽內(nèi)盛放果蔬樣品，所述果蔬樣品槽上面置有一由絕熱材料制成的上蓋，所述果蔬樣品槽內(nèi)置有T型熱電偶，該T型熱電偶連接一數(shù)據(jù)采集儀，該T型熱電偶測(cè)量果蔬樣品的上表面、下表面溫度的變化，并由所述數(shù)據(jù)采集儀采集，該數(shù)據(jù)采集儀將采集的溫度數(shù)據(jù)傳輸給ー計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。進(jìn)ー步，所述半導(dǎo)體制冷片的熱面和銅板底座之間涂有導(dǎo)熱硅脂。[0009]進(jìn)ー步，所述半導(dǎo)體制冷片的冷面附有ー鋁箔，進(jìn)ー步，所述半導(dǎo)體制冷片的冷面和鋁箔之間涂有導(dǎo)熱硅脂。進(jìn)ー步，所述果蔬樣品的大小、形狀和果蔬樣品槽的大小、形狀相匹配，且所述果蔬樣品和果蔬樣品槽之間無空隙。進(jìn)ー步，所述銅板底座、半導(dǎo)體制冷片、果蔬樣品槽和上蓋均置于所述恒溫水浴鍋內(nèi)。進(jìn)ー步，所述數(shù)據(jù)采集儀采用FLUKE數(shù)據(jù)采集儀。進(jìn)ー步，所述半導(dǎo)體制冷片串聯(lián)一開關(guān)。 ー種果蔬活組織過冷點(diǎn)、冰點(diǎn)的測(cè)量裝置，其測(cè)量方法包括如下步驟(I)首先，將恒溫水浴箱、恒溫水浴鍋打開，并將溫度設(shè)置到15°C，以保證銅板底座和恒溫水浴鍋內(nèi)部的環(huán)境保持在15°C的恒溫；(2)打開開關(guān)，根據(jù)不同的半導(dǎo)體制冷片的功率要求調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源的輸出功率；(3)將果蔬樣品根據(jù)要求切成固定尺寸放入果蔬樣品槽中，果蔬樣品與果蔬樣品槽的大小、厚度相同，且果蔬樣品和果蔬樣品槽之間無空隙；(4)將數(shù)據(jù)采集儀設(shè)定為TS采集ー個(gè)溫度數(shù)據(jù)(T > OS)，并將數(shù)據(jù)采集儀實(shí)時(shí)采集的溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)果蔬樣品溫度與恒溫水浴鍋中設(shè)定的溫度一致后，打開開關(guān)，半導(dǎo)體制冷片通電后迅速降溫，T型熱電偶實(shí)時(shí)記錄果蔬樣品的溫度變化，數(shù)據(jù)采集儀實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)并傳輸給計(jì)算機(jī)，經(jīng)過計(jì)算機(jī)處理就可以看到果蔬樣品的降溫曲線，進(jìn)而得到過冷點(diǎn)、冰點(diǎn)的數(shù)據(jù)。進(jìn)ー步，所述步驟(3)中可根據(jù)果蔬種類的不同，自行調(diào)整果蔬樣品的尺寸，同時(shí)果蔬樣品槽的尺寸也應(yīng)隨之改變。有益效果本實(shí)用新型中果蔬活組織過冷點(diǎn)、冰點(diǎn)的測(cè)量裝置及其測(cè)量方法，可測(cè)試各種果蔬活組織的過冷點(diǎn)和冰點(diǎn)，適用范圍很廣；具有結(jié)構(gòu)簡單，容易實(shí)現(xiàn)，操作方便的優(yōu)點(diǎn)；在測(cè)量時(shí)，外界環(huán)境影響小，降溫速率快，大大縮短測(cè)量所用時(shí)間。
以下結(jié)合附圖
和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)ー步說明。圖I為本實(shí)用新型中測(cè)量裝置一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型中一個(gè)實(shí)施例的降溫曲線圖。圖中1.恒溫水浴箱；2.恒溫水浴鍋；3.半導(dǎo)體制冷片；4.銅板底座；5.穩(wěn)壓電源；6. T型熱電偶；7.數(shù)據(jù)采集儀；8.計(jì)算機(jī)；9.鋁箔；10.果蔬樣品槽；11.上蓋；12.導(dǎo)熱娃脂；13.開關(guān)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作詳細(xì)說明本實(shí)施例在以本實(shí)用新型技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。如圖I所示，圖中包括恒溫水浴箱I、恒溫水浴鍋2，恒溫水浴箱I、恒溫水浴鍋2均是提供恒溫環(huán)境的循環(huán)水系統(tǒng)，恒溫水浴箱I的循環(huán)水系統(tǒng)和恒溫水浴鍋2的循環(huán)水系統(tǒng)相聯(lián)通。恒溫水浴鍋2內(nèi)置有銅板底座4、半導(dǎo)體制冷片3、果蔬樣品槽10和上蓋11，使果蔬樣品周圍環(huán)境的溫度恒定。銅板底座4置于恒溫水浴鍋2的底部，銅板底座4上面置有半導(dǎo)體制冷片3。半導(dǎo)體制冷片3由一穩(wěn)壓電源5供電，并由開關(guān)13控制電路的開閉。打開開關(guān)13，在半導(dǎo)體制冷片3在通電后上表面變?yōu)槔涿?，下表面變?yōu)闊崦妫依涿婧蜔崦娴臏夭钍枪潭ǖ?。冷面為了降到更低的溫度，熱面也要隨之降溫，半導(dǎo)體制冷片3的熱面緊貼于銅板底座4上，利用恒溫水浴箱I中的循環(huán)水給銅板底座4降溫。同時(shí)，為了保證半導(dǎo)體制冷片3的熱面與銅板底座4之間有良 好的熱交換，在半導(dǎo)體制冷片3的熱面和銅板底座4之間涂有導(dǎo)熱硅脂12。半導(dǎo)體制冷片3的冷面附有鋁箔9，半導(dǎo)體制冷片3的冷面和鋁箔9之間也涂有導(dǎo)熱硅脂12，以保證半導(dǎo)體制冷片3冷面的溫度均勻。果蔬樣品槽10、上蓋11均是由絕熱材料制成，果蔬樣品槽10內(nèi)盛放果蔬樣品，果蔬樣品的大小、形狀、厚度和果蔬樣品槽的大小、形狀、厚度相匹配，且果蔬樣品填滿果蔬樣品槽10，果蔬樣品和果蔬樣品槽10之間無空隙。果蔬樣品按照固定尺寸切好后放入果蔬樣品槽10中，再放置于半導(dǎo)體制冷片3的冷面上，再蓋上上蓋11。果蔬樣品槽內(nèi)置有T型熱電偶，T型熱電偶6用來測(cè)量果蔬樣品的上表面、下表面的溫度變化，T型熱電偶6連接數(shù)據(jù)采集儀7，數(shù)據(jù)采集儀7采用FLUKE數(shù)據(jù)采集儀。T型熱電偶6測(cè)量果蔬樣品的上表面、下表面溫度的變化，并由數(shù)據(jù)采集儀7采集溫度數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集儀7將采集的溫度數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)8進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并在計(jì)算機(jī)8的顯示屏上顯示數(shù)據(jù)處理的結(jié)果，供試驗(yàn)者查看。在傳熱學(xué)基本理論的指導(dǎo)下，放置果蔬樣品的果蔬樣品槽是由絕熱材料制成，于是在一定條件下可以把果蔬樣品看作半無限大平板，與半導(dǎo)體制冷片接觸的表面溫度一致，半導(dǎo)體制冷片給予恒定的冷量，冷量沿著果蔬樣品的徑向方向延伸，進(jìn)行熱交換。邊界條件為第二類邊界條件，在時(shí)間間隔[0，τ]內(nèi)半無限大平板表面與外界的換熱量(亦即半無限大平板內(nèi)的導(dǎo)熱量)通過任意截面X處的熱流密度qx = -λ— = -Λ( 。-=Xtwj to exp「_x2/(4flr)
^πατ」在表面上的導(dǎo)熱量為Q =0Jdr = 2A^-^JpcI (tw -10)從上式可以看出總的導(dǎo)熱量與時(shí)間的平方根成正比，還與物體的成正比。
對(duì)于不同果蔬組織有不同的密度和比熱，導(dǎo)熱系數(shù)也不同，其過冷點(diǎn)和冰點(diǎn)是不同的，而且到達(dá)冰點(diǎn)的時(shí)間也是不同的。實(shí)施例下面以黃瓜為例，測(cè)量黃瓜的活組織過冷點(diǎn)和冰點(diǎn)，其測(cè)量方法包括如下步驟(a)首先，將恒溫水浴箱I、恒溫水浴鍋2打開，并將溫度設(shè)置到15°C，以保證銅板底座4和恒溫水浴鍋3內(nèi)部的環(huán)境保持在15°C的恒溫；(b)打開開關(guān)13，根據(jù)不同的半導(dǎo)體制冷片3的功率要求調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源5的輸出功率;(c)將黃瓜樣品根據(jù)要求切成固定尺寸放入果蔬樣品槽10中，黃瓜樣品與果蔬樣品槽10的大小、厚度相同，且黃瓜樣品和果蔬樣品槽10之間無空隙；(d)采用FLUKE數(shù)據(jù)采集儀，將FLUKE數(shù)據(jù)采集儀設(shè)定為IS采集ー個(gè)溫度數(shù)據(jù)，并將FLUKE數(shù)據(jù)采集儀實(shí)時(shí)采集的溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)8上進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)黃瓜樣品溫度與恒溫水浴鍋2中設(shè)定的溫度一致后，打開開關(guān)13，半導(dǎo)體制冷片3通電后迅速降溫，T型熱電偶6實(shí)時(shí)記錄黃瓜樣品的溫度變化，F(xiàn)LUKE數(shù)據(jù)采集儀實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)并傳輸給計(jì)算機(jī)8，經(jīng)過計(jì)算機(jī)處理就可以看到黃瓜樣品的降溫曲線，進(jìn)而得到黃瓜活組織的過冷點(diǎn)、冰點(diǎn)，如圖2所示。以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還 會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求1.ー種果蔬活組織過冷點(diǎn)、冰點(diǎn)的測(cè)量裝置，其特征在于，包括恒溫水浴箱、恒溫水浴鍋，所述恒溫水浴箱、恒溫水浴鍋均是提供恒溫環(huán)境的循環(huán)水系統(tǒng)，所述恒溫水浴箱的循環(huán)水系統(tǒng)和恒溫水浴鍋的循環(huán)水系統(tǒng)相聯(lián)通，恒溫水浴鍋的底部置有銅板底座，該銅板底座上面置有半導(dǎo)體制冷片，所述半導(dǎo)體制冷片由ー穩(wěn)壓電源供電，所述半導(dǎo)體制冷片在通電后上表面變?yōu)槔涿?，下表面變?yōu)闊崦妫宜隼涿婧蜔崦娴臏夭钍枪潭ǖ?，該半?dǎo)體制冷片的上面置有一由絕熱材料制成的果蔬樣品槽，所述果蔬樣品槽內(nèi)盛放果蔬樣品，所述果蔬樣品槽上面置有一由絕熱材料制成的上蓋，所述果蔬樣品槽內(nèi)置有T型熱電偶，該T型熱電偶連接ー數(shù)據(jù)采集儀，該T型熱電偶測(cè)量果蔬樣品的上表面、下表面溫度的變化，并由所述數(shù)據(jù)采集儀采集，該數(shù)據(jù)采集儀將采集的溫度數(shù)據(jù)傳輸給ー計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種果蔬活組織過冷點(diǎn)、冰點(diǎn)的測(cè)量裝置，其特征在于，所述半導(dǎo)體制冷片的熱面和銅板底座之間涂有導(dǎo)熱硅脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種果蔬活組織過冷點(diǎn)、冰點(diǎn)的測(cè)量裝置，其特征在于，所述半導(dǎo)體制冷片的冷面附有ー鋁箔，
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ー種果蔬活組織過冷點(diǎn)、冰點(diǎn)的測(cè)量裝置，其特征在于，所述半導(dǎo)體制冷片的冷面和鋁箔之間涂有導(dǎo)熱硅脂。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種果蔬活組織過冷點(diǎn)、冰點(diǎn)的測(cè)量裝置，其特征在于，所述果蔬樣品的大小、形狀和果蔬樣品槽的大小、形狀相匹配，且所述果蔬樣品和果蔬樣品槽之間無空隙。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種果蔬活組織過冷點(diǎn)、冰點(diǎn)的測(cè)量裝置，其特征在于，所述銅板底座、半導(dǎo)體制冷片、果蔬樣品槽和上蓋均置于所述恒溫水浴鍋內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種果蔬活組織過冷點(diǎn)、冰點(diǎn)的測(cè)量裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集儀采用FLUKE數(shù)據(jù)采集儀。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種果蔬活組織過冷點(diǎn)、冰點(diǎn)的測(cè)量裝置，其特征在于，所述半導(dǎo)體制冷片串聯(lián)一開關(guān)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種果蔬活組織過冷點(diǎn)、冰點(diǎn)的測(cè)量裝置，包括恒溫水浴箱、恒溫水浴鍋，所述銅板底座、半導(dǎo)體制冷片、果蔬樣品槽和上蓋均置于所述恒溫水浴鍋內(nèi)，所述半導(dǎo)體制冷片由一穩(wěn)壓電源供電，所述果蔬樣品槽內(nèi)置有T型熱電偶，該T型熱電偶連接一數(shù)據(jù)采集儀，該數(shù)據(jù)采集儀將采集的溫度數(shù)據(jù)傳輸給一計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。測(cè)量方法如下首先，將恒溫水浴箱、恒溫水浴鍋打開，并將溫度設(shè)置到15℃；然后，根據(jù)不同半導(dǎo)體制冷片的功率要求調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源的輸出功率；將果蔬樣品根據(jù)要求切成固定尺寸放入果蔬樣品槽中；將數(shù)據(jù)采集儀實(shí)時(shí)采集的溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上進(jìn)行監(jiān)控，本實(shí)用新型適用范圍廣，結(jié)構(gòu)簡單，容易實(shí)現(xiàn)，操作方便，縮短了測(cè)量時(shí)間。
文檔編號(hào)G01N25/04GK202404046SQ20112055150
公開日2012年8月29日 申請(qǐng)日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者盧佳華, 張敏, 車貞花, 陳健華 申請(qǐng)人:上海海洋大學(xué)