專利名稱：潲水油快速檢測(cè)裝置及其檢測(cè)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(cè)裝置，還涉及這種檢測(cè)裝置的檢測(cè)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(guó)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(zhǎng)期以來，由于市場(chǎng)監(jiān)管、執(zhí)法部門缺乏方便、快捷、準(zhǔn)確的檢測(cè)儀器進(jìn)行檢測(cè)，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(guó)內(nèi)尚未制定潲水油檢測(cè)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法。就目前而言，油品檢測(cè)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(cè)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(cè)方法普遍存在檢測(cè)過程復(fù)雜，檢測(cè)周期長(zhǎng)，無法實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)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(cè)裝置，解決現(xiàn)有技術(shù)存在的操作過程復(fù)雜、檢測(cè)周期長(zhǎng)的問題。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供上述檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，潲水油快速檢測(cè)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(cè)裝置的檢測(cè)方法:將待測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)油品，反饋信號(hào)由另一個(gè)電極送回阻抗測(cè)量芯片，得到油品測(cè)量數(shù)據(jù)；單片機(jī)將測(cè)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(cè)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，成本低，便于攜帶，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)油品的檢測(cè)。2、本發(fā)明檢測(cè)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(cè)油品，再通過同一對(duì)電極檢測(cè)出其兩端的電壓變化，從而獲得檢測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了油品的快速檢測(cè)，且不破壞被檢測(cè)樣品，測(cè)量精度較高。
3、本發(fā)明檢測(cè)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(cè)量，來獲得油品檢測(cè)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(cè)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(cè)裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本發(fā)明潲水油快速檢測(cè)裝置的油品阻抗測(cè)量示意圖；圖3為本發(fā)明潲水油快速檢測(cè)裝置的二電極電路圖；圖4為本發(fā)明潲水油快速檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法的工作流程框圖；圖5為本發(fā)明潲水油快速檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法純阻抗測(cè)定的真值與測(cè)量值的誤差曲線圖；圖6是本發(fā)明潲水油快速檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法對(duì)花生油、菜籽油、香油油品阻抗測(cè)定的真值與測(cè)量值的誤差曲線圖；圖7是本發(fā)明潲水油快速檢測(cè)裝置重復(fù)性測(cè)試圖；圖8是本發(fā)明潲水油快速檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法對(duì)不同油品阻抗測(cè)量的結(jié)果顯示圖；圖9是本發(fā)明潲水油快速檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法對(duì)花生油測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；圖10是本發(fā)明潲水油快速檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法對(duì)菜籽油油測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；圖11是本發(fā)明潲水油快速檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法對(duì)香油測(cè)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(cè)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L(zhǎng)M1117)、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L(zhǎng)Ml 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(cè)量精度。該潲水油快速檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法:首先將待測(cè)油品11放入固定有二電極4的器皿中，檢測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)油品11，反饋信號(hào)由另一個(gè)電極4送回阻抗測(cè)量芯片3，得到低頻到高頻若干個(gè)頻率點(diǎn)的油品測(cè)量數(shù)據(jù)；單片機(jī)I獲得阻抗測(cè)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(cè)量芯片3測(cè)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(cè)裝置的檢測(cè)方法，由阻抗分析芯片3本身完成二電極法測(cè)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(cè)量。參見圖3，本發(fā)明潲水油快速檢測(cè)裝置的二電極電路圖，測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)裝置的檢測(cè)方法的工作流程框圖，檢測(cè)裝置上電啟動(dòng)之后，進(jìn)行初始化，通過檢測(cè)裝置上的鍵盤2輸入設(shè)定測(cè)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(cè)量，測(cè)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(cè)裝置的檢測(cè)方法純阻抗測(cè)定的真值與測(cè)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(cè)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(cè)試精度。參見圖6，本發(fā)明潲水油快速檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法對(duì)花生油、菜籽油、香油油品阻抗測(cè)定的真值與測(cè)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(cè)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(cè)試精度。參見圖7，本發(fā)明潲水油快速檢測(cè)裝置重復(fù)性測(cè)試圖；對(duì)純電阻19.6235k Ω在相同條件下進(jìn)行了 3次測(cè)量，測(cè)量系統(tǒng)重復(fù)性誤差基本保持不變，說明本發(fā)明檢測(cè)裝置具有很好的重復(fù)性測(cè)試精度。參見圖8，本發(fā)明潲水油快速檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法對(duì)不同油品阻抗測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)裝置的檢測(cè)方法對(duì)花生油、菜籽油、香油阻抗測(cè)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(cè)量隨頻率變化測(cè)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(cè)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(cè)量法進(jìn)行阻抗測(cè)量，測(cè)量精度較高。電池供電使得檢測(cè)裝置體積小、不需要外接電源，容易便攜，跳線可以測(cè)量多個(gè)區(qū)間段的阻抗信息，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)對(duì)油品的檢測(cè)，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(cè)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(cè)裝置的檢測(cè)方法，其特征在于:將待測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)油品，反饋信號(hào)由另一個(gè)電極(4)送回所述阻抗測(cè)量芯片(3)，得到油品測(cè)量數(shù)據(jù)；所述單片機(jī)(I)將測(cè)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(cè)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(cè)裝置的檢測(cè)方法，將待測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)油品，反饋信號(hào)由另一個(gè)電極送回阻抗測(cè)量芯片，得到油品測(cè)量數(shù)據(jù)；單片機(jī)測(cè)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)