專利名稱：一種魚類新鮮度的快速無損在線檢測方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種針對魚新鮮度的檢測方法和裝置，特指基于氣敏傳感器陣列的魚新鮮度快速無損在線檢測方法和裝置。屬于農(nóng)產(chǎn)品檢測儀器。
背景技術(shù)：
魚類因其肉質(zhì)鮮美，富含高蛋白，營養(yǎng)價值高，由于富含水分和蛋白質(zhì)，魚肉極易腐敗，變質(zhì)的魚肉會影響其外觀品質(zhì)甚至威脅到消費者的安全，因此，獲得快速有效的魚肉新鮮度的監(jiān)測方法刻不容緩。目前已有一系列的指標和方法評價魚肉新鮮度，包括感官評定法、化學(xué)和微生物法以及現(xiàn)代儀器法。感官評定法是利用嗅覺、視覺、觸覺來辨別魚肉的氣味、色澤、粘度及彈性變化，從而判定魚肉的品質(zhì)。此方法應(yīng)用范圍廣，可及時提供魚肉的新鮮度信息，且為無損檢測，但易受測評人員身體及心理的影響，重復(fù)性差，結(jié)果缺乏客觀性?；瘜W(xué)和微生物法是基于不同新鮮度的魚蛋白質(zhì)分解程度和微生物含量不同的原理，有揮發(fā)性鹽基氮和細菌總數(shù)法等，此類方法結(jié)果可靠，重復(fù)性高，但需要專門的操作人員，操作耗時繁瑣，不能快速的對樣本進行分析?，F(xiàn)代儀器法主要包括氣相色譜和氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用，結(jié)果客觀精確，但樣本預(yù)處理復(fù)雜，設(shè)備昂貴，且檢測時間長，同樣也達不到快速檢測的要求。專利號03131660. 3、名稱為“基于氣體傳感器陣列技術(shù)的食品氣味快速無損檢測方法及裝置”公開的裝置中，傳感器陣列為條形，在檢測過程中，第一個傳感器與最后一個傳感器跟樣本氣體的響應(yīng)存在時間差，即第一個傳感器已經(jīng)開始反應(yīng)時最后一個傳感器還未與樣本氣體接觸，而最后一個傳感器還在反應(yīng)過程中時第一個傳感器反應(yīng)已結(jié)束，傳感器的響應(yīng)不一致，信息可靠性差。申請?zhí)枮?00710036260. 4、名稱為“一種小型自動化機器嗅覺儀器與氣味分析方法”公開的儀器中，玻璃樣本瓶和硅橡膠密封圈均為一次性使用，每測量一次的材料費用高，檢測成本很高；樣本在檢測前，需恒溫加熱30分鐘，加熱即改變了樣本的原有組分，屬于有損檢測，且30min的加熱時間達不到快速檢測的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)中對魚肉新鮮度檢測時，傳感器的選取沒有針對性、檢測成本高、檢測速度慢、可靠性差、不能達到最佳效果的缺陷而提出一種基于氣敏傳感器陣列的快速無損在線檢測方法和裝置，能夠?qū)Υ笈眶~肉樣本進行快速、無損、實時的檢測，能夠準確、有效、快捷地評估樣本的品質(zhì)從而使質(zhì)量得到保證。本發(fā)明魚類新鮮度的快速無損在線檢測裝置采用的技術(shù)方案是箱體固設(shè)在箱體支架上方，箱體的內(nèi)腔中設(shè)置一個反應(yīng)室，反應(yīng)室中有氣敏傳感器陣列，反應(yīng)室頂部連接氣缸，反應(yīng)室下方是集氣室，集氣室固定在傳送帶上，傳送帶以傳送帶固定架支撐，并且傳送帶前、后穿行在箱體的內(nèi)腔底部，傳送帶的左右寬度與箱體內(nèi)腔的左右寬度相匹配，集氣室旁邊設(shè)有定位傳感器，傳送帶連接電機；所述氣敏傳感器陣列、氣缸、電機、定位傳感器分別連接計算機，計算機連接觸摸屏。本發(fā)明魚類新鮮度的快速無損在線檢測方法采用的技術(shù)方案是具有如下步驟1)將待檢測的魚樣本由傳送帶上方放入位于傳送帶起始位置的集氣室內(nèi)，合上集氣室蓋子，由計算機控制電機帶動傳送帶運動，集氣室隨傳送帶一起前行，邊前行邊集氣；2)當集氣室前行到箱體內(nèi)反應(yīng)室的正下方時，定位傳感器檢測到集氣室的位置信息，電機停止運轉(zhuǎn)，傳送帶在此位置停下，由氣缸帶動反應(yīng)室向下運動，使反應(yīng)室與集氣室合為一體，集氣室內(nèi)的氣體攜帶魚樣本氣息進入反應(yīng)室中，與氣敏傳感器陣列發(fā)生反應(yīng)；3)計算機采集、分析和處理所述氣敏傳感器陣列的反應(yīng)信號并送至觸摸屏顯示，反應(yīng)結(jié)束后，氣缸向上抬起反應(yīng)室使反應(yīng)室與集氣室分離，潔凈空氣進入反應(yīng)室；4)集氣室隨傳送帶繼續(xù)前行到達終點位置向下回轉(zhuǎn)后再回到起始位置，進行下一個魚樣本檢測。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明能基于不同品質(zhì)的魚肉散發(fā)的氣味不同，可對不同新鮮度魚樣本進行檢測分析，根據(jù)魚體在新鮮度變化過程中的主要揮發(fā)性物質(zhì)選擇針對性的氣敏傳感器組成陣列，采用該陣列對樣本進行檢測從而判斷新鮮度，提高了檢測的精確度，
具有客觀、無損、實時在線、操作簡便、無需專業(yè)操作人員等優(yōu)點，尤其在對大批量樣本全數(shù)進行檢測時更顯其優(yōu)勢。


圖1是本發(fā)明魚類新鮮度的快速無損在線檢測裝置的主視 圖2是圖1的俯視 圖3是圖1的右視圖；
圖中1.反應(yīng)室；2.恒溫恒濕控制部件；3.集氣室；4.傳送帶；5.電機；6.傳送帶固定架；7.箱體支架；8.制冷機；9.集氣室清洗裝置；10計算機；11.箱體；12.觸摸屏；13定位傳感器；14.微型真空泵；15.氣缸。
具體實施例方式本發(fā)明魚類新鮮度的快速無損在線檢測裝置的結(jié)構(gòu)如圖1、2、3所示，箱體11固定安裝在箱體支架7的上方，箱體11內(nèi)腔中設(shè)置一個反應(yīng)室1，例如反應(yīng)室I可設(shè)置在箱體11左部內(nèi)腔中。反應(yīng)室I上部是圓柱孔形狀，圓柱孔內(nèi)部環(huán)形放置多個專門用于檢測魚新鮮度的氣敏傳感器陣列，可將氣敏傳感器陣列固定在圓柱孔的內(nèi)壁上，傳感器環(huán)形放置方式可使傳感器幾乎可以在同一時間與被測氣體接觸，減少了間差，提高檢測效果。通過氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)對不同新鮮度魚樣本揮發(fā)性物質(zhì)的檢測與分析結(jié)果可知，魚體腐敗過程中的主要揮發(fā)性物質(zhì)為醇、羰基化合物(酯、醛、酮)、烴、含氮及含硫物質(zhì)，根據(jù)這些物質(zhì)篩選出對應(yīng)的氣敏傳感器組成陣列。反應(yīng)室I中部是上口小下口大的圓錐孔形狀，反應(yīng)室I下部也是圓柱孔形狀，該下部圓柱孔的底部固定安裝環(huán)形密封圈，以密封整個反應(yīng)室I。反應(yīng)室I上部、中部、下部均連通。反應(yīng)室I頂部與氣缸15相連接，氣缸15固定安裝在箱體11頂板上方，控制反應(yīng)室I的上下運動。微型真空泵14安裝在箱體11頂部，與反應(yīng)室I相連接，用于促進反應(yīng)室I內(nèi)的氣流循環(huán)。在箱體11上安裝恒溫恒濕控制部件2，例如可將恒溫恒濕控制部件2安裝在箱體11的左側(cè)，恒溫恒濕控制部件2用于調(diào)節(jié)箱體11內(nèi)的溫濕度。恒溫恒濕控制部件2包括溫度傳感器、濕度傳感器和風(fēng)扇等，由于金屬氧化物傳感器對環(huán)境溫濕度較敏感，最適使用溫濕度為20°C、70%，當環(huán)境溫度高于設(shè)定值時，風(fēng)扇開啟，直至降到設(shè)定值；去濕加濕系統(tǒng)根據(jù)濕度傳感器的響應(yīng)信號和濕度設(shè)定值自動調(diào)節(jié)環(huán)境濕度。通過保持恒定的溫度濕度，從而保證氣敏傳感器陣列響應(yīng)的靈敏度和穩(wěn)定性，使結(jié)果可靠。在反應(yīng)室I的下方是集氣室3，集氣室3為圓柱形結(jié)構(gòu)，固定在傳送帶4上。傳送帶4支撐在傳送帶固定架6上。傳送帶4前、后布置，傳送帶4的左右寬度與箱體11內(nèi)腔的左右寬度相匹配，傳送帶4前、后穿行在箱體11左部內(nèi)腔底部。在集氣室3旁邊設(shè)定位傳感器13，用于控制集氣室的定位?？蓪⒍ㄎ粋鞲衅?3固定在箱體11內(nèi)壁上。傳送帶4連接電機5,由電機5帶動在反應(yīng)室I或箱體11的前、后方向運轉(zhuǎn)。電機5可固定安裝在傳送帶固定架6的下部，傳送帶固定架6為安裝電機5、傳送帶4等提供支撐。本發(fā)明還具有制冷機8、集氣室清洗裝置9和計算機10，制冷機8用于調(diào)節(jié)箱體11內(nèi)溫度，集氣室清洗裝置9用于強力沖刷清洗集氣室3，計算機10分別連接氣缸15、電機5、定位傳感器13、微型真空泵14、觸摸屏12、以及氣敏傳感器陣列、恒溫恒濕控制部件2、制冷機8、集氣室清洗裝置9 ;計算機10用于采集、記錄和處理樣本數(shù)據(jù)信息，發(fā)送控制信號等?？蓪⒅评錂C8、集氣室清洗裝置9安裝在箱體支架7下部，可將計算機10安裝在箱體11右部封閉的空腔內(nèi)。箱體11右上部外表面上安裝彩色觸摸屏12，用于人機互動，所有開關(guān)機、暫停、運行等命令均可通過按壓觸摸屏12實現(xiàn)，還可用于顯示傳感器響應(yīng)曲線等試驗結(jié)果。由于傳送帶4在反應(yīng)室I向下壓時需要承受一定的壓力，而帶式或細鏈式傳送機構(gòu)在受到壓力時會緩沖變形，降低樣本檢測時的氣密效果。因此，本發(fā)明傳送帶4設(shè)計成鏈片式結(jié)構(gòu)，鏈片式的傳送帶能很好地承受一定的壓力，從而保證檢測過程的氣密性。傳送帶4的運行速度可根據(jù)需要在一定范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)。本發(fā)明魚類新鮮度的快速無損在線檢測裝置在檢測時，將待檢測的整條魚由傳送帶4上方放入集氣室3內(nèi)，合上集氣室3的蓋子，此時集氣室3位于傳送帶4起始位置。計算機10發(fā)出啟動指令，啟動由電機5帶動傳送帶4運動。集氣室3隨傳送帶4 一起前行(例如，圖2中，可沿著由下至上的方向運動)，邊運行邊集氣，該過程是利用傳送過程集氣，因此，可縮短檢測時間，并在一定程度上抑制了魚體氣味散發(fā)到環(huán)境中造成的氣體污染。當集氣室3前行至接近箱體11左部內(nèi)腔時，定位傳感器13檢測到集氣室3的位置信息，向計算機10發(fā)出中斷申請。計算機10接收到中斷請求后發(fā)出暫停命令,停止電機5運轉(zhuǎn),傳送帶4在規(guī)定位置停下。此時，集氣室3已經(jīng)前行到箱體11內(nèi)反應(yīng)室I的正下方。反應(yīng)室I由氣缸15控制向下運動，與集氣室3合為一體。打開微型真空泵14，可加速氣體的流動，促進樣本氣體與傳感器發(fā)生反應(yīng)，縮短單個循環(huán)所需的時間，提高效率。集氣室3內(nèi)的氣體攜帶魚樣本氣息迅速進入反應(yīng)室I中，與反應(yīng)室I中的氣敏傳感器陣列發(fā)生反應(yīng)。氣敏傳感器陣列的響應(yīng)信號由計算機10開始采集、分析和處理，送至觸摸屏12顯示。此時，反應(yīng)結(jié)束，反應(yīng)室I被氣缸15抬起與集氣室3分離，潔凈空氣進入反應(yīng)室I，還原氣敏傳感器陣列。集氣室3則隨傳送帶4繼續(xù)前行。集氣室3隨傳送帶4到達箱體支架7盡頭，即終點位置，則向下回轉(zhuǎn)，進入清洗區(qū)域。由集氣室清洗裝置9對集氣室3清洗，集氣室3邊清洗邊繼續(xù)隨傳送帶4運轉(zhuǎn)，回到傳送帶固定架6上方的起始位置，進入下一個樣本的檢測流程。
權(quán)利要求
1.一種魚類新鮮度的快速無損在線檢測裝置，箱體(11)固設(shè)在箱體支架(7)上方，其特征是箱體(11)的內(nèi)腔中設(shè)置一個反應(yīng)室(1)，反應(yīng)室(I)中有氣敏傳感器陣列，反應(yīng)室(I)頂部連接氣缸(15)，反應(yīng)室(I)下方是集氣室(3)，集氣室(3)固定在傳送帶(4)上，傳送帶(4)以傳送帶固定架(6)支撐，并且傳送帶(4)前、后穿行在箱體(11)的內(nèi)腔底部，傳送帶(4)的左右寬度與箱體(11)內(nèi)腔的左右寬度相匹配，集氣室(3)旁邊設(shè)有定位傳感器(13)，傳送帶(4)連接電機(5);所述氣敏傳感器陣列、氣缸(15)、電機(5)、定位傳感器(13)分別連接計算機(10)，計算機(10)連接觸摸屏(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速無損在線檢測裝置，其特征是箱體(11)頂部設(shè)有微型真空泵(14)，微型真空泵(14)與反應(yīng)室(I)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速無損在線檢測裝置，其特征是箱體支架(7)下部設(shè)有分別連接計算機(10)的制冷機(8)和集氣室清洗裝置(9)，箱體(11)上固設(shè)連接計算機(10)的恒溫恒濕控制部件(2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速無損在線檢測裝置，其特征是反應(yīng)室(I)上部是圓柱孔形狀，圓柱孔內(nèi)部環(huán)形放置有多個氣敏傳感器陣列；反應(yīng)室(I)中部與上部連通，是上口小下口大的圓錐孔形狀；反應(yīng)室(I)下部與中部連通，是圓柱孔形狀，該下部圓柱孔的底部固定連接環(huán)形密封圈。
5.一種如權(quán)利要求1所述的快速無損在線檢測裝置的檢測方法，其特征是具有如下步驟 I)將待檢測的魚樣本由傳送帶(4)上方放入位于傳送帶(4)起始位置的集氣室(3)內(nèi)，合上集氣室(3 )蓋子，由計算機(10 )控制電機(5 )帶動傳送帶(4 )運動，集氣室(3 )隨傳送帶(4) 一起前行，邊前行邊集氣； 2)當集氣室(3 )前行到箱體(11)內(nèi)反應(yīng)室(I)的正下方時，定位傳感器(13 )檢測到集氣室(3)的位置信息，電機(5)停止運轉(zhuǎn)，傳送帶(4)在此位置停下，由氣缸(15)帶動反應(yīng)室(I)向下運動，使反應(yīng)室(I)與集氣室(3)合為一體，集氣室(3)內(nèi)的氣體攜帶魚樣本氣息進入反應(yīng)室(I)中，與氣敏傳感器陣列發(fā)生反應(yīng)； 3)計算機(10)采集、分析和處理所述氣敏傳感器陣列的反應(yīng)信號并送至觸摸屏(12)顯示，反應(yīng)結(jié)束后，氣缸(15)向上抬起反應(yīng)室(I)使反應(yīng)室(I)與集氣室(3)分離，潔凈空氣進入反應(yīng)室(I); 4)集氣室(3)隨傳送帶(4)繼續(xù)前行到達終點位置向下回轉(zhuǎn)后再回到起始位置，進行下一個魚樣本檢測。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測方法，其特征是步驟4)中，集氣室(3)到達終點位置向下回轉(zhuǎn)后，由集氣室清洗裝置(9)對集氣室(3)清洗，集氣室(3)邊清洗邊繼續(xù)隨傳送帶(4)運轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種魚類新鮮度的快速無損在線檢測方法和裝置，箱體的內(nèi)腔中設(shè)置一個反應(yīng)室，反應(yīng)室中有氣敏傳感器陣列，反應(yīng)室下方是集氣室，集氣室固定在傳送帶上，傳送帶前、后穿行在箱體的內(nèi)腔底部；將待檢測的魚樣本由傳送帶上方放入位于傳送帶起始位置的集氣室內(nèi)，合上集氣室蓋子，電機帶動傳送帶運動，集氣室邊前行邊集氣；當集氣室前行到箱體內(nèi)反應(yīng)室的正下方時，由氣缸帶動反應(yīng)室向下運動，使反應(yīng)室與集氣室合為一體，集氣室內(nèi)的氣體攜帶魚樣本氣息進入反應(yīng)室中與氣敏傳感器陣列發(fā)生反應(yīng)；具有客觀、無損、實時在線、操作簡便、無需專業(yè)操作人員等優(yōu)點。
文檔編號G01N33/00GK103063813SQ201210573719
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者黃星奕, 楊巧絨, 顧菲菲, 趙杰文, 鄒小波 申請人:江蘇大學(xué)