專利名稱：用于檢測油或脂的品質(zhì)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及食品質(zhì)量檢測領(lǐng)域，具體地，涉及一種用于檢測油或脂的品質(zhì)的裝置。
背景技術(shù)：
煎炸食品因其口感出色而深受人們歡迎。然而，在煎炸過程中，油要經(jīng)受長時(shí)間的180攝氏度高溫加熱，而且不可避免地接觸空氣和水，因而會產(chǎn)生一些新的成分，包括丙烯酰胺、聚合物、原子團(tuán)、自由脂肪酸、極性組分等，而已知其中一些成分會導(dǎo)致嚴(yán)重的健康問題，如導(dǎo)致高血壓，心臟病和糖尿病等疾病，尤其是在油使用了一段時(shí)間其品質(zhì)發(fā)生明顯下降后更是如此。因此，有必要監(jiān)測煎炸用油的品質(zhì)，以便在其使用一段時(shí)間后品質(zhì)發(fā)生明顯下降時(shí)予以更換，避免造成健康威脅。油的品質(zhì)劣化可通過油的顏色、氣味、黏性，以及由于其總極性組分增加造成的化學(xué)變化等來表征。油的總極性組分的增加是通過極性物質(zhì)的氧化、聚合、水解過程導(dǎo)致的，其相應(yīng)地包括氧化產(chǎn)物、甘油二酯、自由脂肪酸等產(chǎn)物形成。根據(jù)文獻(xiàn)“用介電常數(shù)法檢測食用油在使用過程中質(zhì)量的變化”(陳慰宗，食品工業(yè)科技，Vol.20，N0.3，1999)，化學(xué)方法測出的總極性組分水平隨油使用時(shí)間的變化與物理方法測出的介電常數(shù)的變化是完全一致的。在實(shí)踐中，可使用近似的線性關(guān)系TPC = Ic1* ε +TPCO進(jìn)行介電常數(shù)與油或脂的總極性組分水平百分比之間的計(jì)算，其中，TPC為即時(shí)計(jì)算所得的TPC，TPCO為被測的油或脂的初始總極性組分水平，ε為被測的油或脂的即時(shí)的介電常數(shù)A1為常數(shù)，其可通過測量幾組TPC和ε的值確定。從而，可通過監(jiān)測油或脂的介電常數(shù)的增加來追蹤油或脂中的總極性組分水平的增加。而油或脂的介電常數(shù)的變化可以通過與其相關(guān)的檢測設(shè)備的電容的變化來檢測。當(dāng)前，一種檢測方法是使用電容性傳感器，將其安裝在一個(gè)棒的末端浸入熱油來執(zhí)行檢測。具體地，該電容性傳感器一般采用叉指電容器。如文獻(xiàn)“CapacitiveInterdigital Sensor with Inhomogenous Nematic Liquid Crystal Film，，(A.S.Abu-Abedand R.G.Lindquist,Progress in Electromagnetics Research B,Vol.7,75-87,2008)中所述，設(shè)被測油或脂的介電常數(shù)為ek，可以推導(dǎo)出，當(dāng)使用叉指電容器測量該油或脂時(shí)，因叉指電容器的相關(guān)幾何尺寸(如各叉指寬度及叉指之間距離)等均恒定不變，因此該叉指電容器的整體電容僅與被測油或脂的介電常數(shù)ε k成正比，故測得該叉指電容器的整體電容即可獲知該ε k。例如，在專利號為200920150843.4、名稱為“用于檢測油或脂的狀態(tài)的裝置”的中國專利中公開了一種用于檢測油或脂的狀態(tài)的裝置，該裝置具有一殼體、一固定在該殼體上的空心的連接件和一安裝在連接件的相對端部上的支承件，該支承件用于容納用來檢測油或脂的介電常數(shù)的叉指電容器，其中支承件具有一個(gè)正面、一個(gè)與該正面相對的背面和四個(gè)側(cè)面，其中傳感器設(shè)置在支承件的正面上并通過至少一條電導(dǎo)線與一分析電子裝置相連接，該分析電子裝置設(shè)置在殼體的區(qū)域內(nèi)和/或在連接件的面向殼體的端部的區(qū)域內(nèi)，其中，支承件設(shè)置在一至少覆蓋背面和各側(cè)面的保護(hù)殼體內(nèi)并且能夠通過在保護(hù)殼體中的正面開口接近傳感器。然而，該設(shè)計(jì)存在如下缺點(diǎn):因?yàn)槠溥B接件和保護(hù)殼體作為兩個(gè)獨(dú)立的部件而被連接在一起，而這需要焊接或粘接等工藝，因而造成其制造工藝較為復(fù)雜，且存在油滲入設(shè)備內(nèi)部的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，因?yàn)閭鞲衅鞯闹С屑且运降姆绞桨惭b的，這也導(dǎo)致該檢測裝置的結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜。因此，需要開發(fā)一種新型的用于檢測油或者脂的品質(zhì)的裝置，其結(jié)構(gòu)和制造工藝相對簡單，可靠性高，容易清潔，且能有效地避免油滲透進(jìn)入其內(nèi)部。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決至少一個(gè)上述問題，本發(fā)明提供了一種用于檢測油或脂的品質(zhì)的裝置。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，該油或脂品質(zhì)檢測裝置包括:連接與保護(hù)用殼體；支承件，其安裝在位于所述連接與保護(hù)用殼體的長度方向上的第一端的斜面上，且其背面接觸所述斜面；用于測量油或脂的電特性的傳感器，設(shè)置在所述支承件的正面上；分析電路，其安裝在所述連接與保護(hù)用殼體的長度方向上的與所述第一端相對的第二端，用于接收、分析來自所述傳感器的電特性數(shù)據(jù)并輸出相應(yīng)的測量值；以及顯示電路，其與所述分析電路連接，用于顯示所述測量值。優(yōu)選地，所述用于測量油或脂的電特性的傳感器為電容器。優(yōu)選地，所述電容器為叉指式電容器。優(yōu)選地，所述連接與保護(hù)用殼體由金屬制成，其主體部分為中空的金屬管，用于容納連接所述傳感器以及所述分析電路的電導(dǎo)線。優(yōu)選地，所述斜面通過金屬切削加工而成，其與所述連接與保護(hù)用殼體的對稱軸心成小于90度的角。優(yōu)選地，所述斜面上具有一個(gè)面開口，該面開口的尺寸和深度使得所述支承件能夠被嵌入其中，且所述支承件通過該面開口接近被測的油或脂。優(yōu)選地，所述支承件由陶瓷制成。優(yōu)選地，所述支承件和所述面開口之間設(shè)置有由具有彈性的有機(jī)硅粘結(jié)劑組成的密封層，且所述密封層與所述斜面以及所述支承件的正面相平齊。優(yōu)選地，所述油或脂的電特性包括所述油或脂的介電常數(shù)，且所述測量值包括所述油或脂的總極性組分水平。優(yōu)選地，所述傳感器的表面上覆蓋有由無機(jī)氧化物組成的保護(hù)層，該保護(hù)層的厚度介于I μ m和10 μ m之間。優(yōu)選地，所述支承件的背面還設(shè)置有溫度傳感器，用于測量油或脂的溫度，以便對所述傳感器的介電常數(shù)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償。


從隨后結(jié)合附圖對實(shí)施例的描述中，本發(fā)明的這些和/或其他方面和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見并更容易理解，其中:圖1為本發(fā)明的油或脂品質(zhì)檢測裝置的爆炸圖；圖2a為本發(fā)明的油或脂品質(zhì)檢測裝置的正視圖；圖2b為根據(jù)圖2a中的剖面線從右向左看所得的縱剖視3為本發(fā)明的油或脂檢測裝置的安裝有測量油或脂的電特性的傳感器的一端的俯視圖；圖4為根據(jù)圖3中的剖面線從后向前看所得的縱剖視圖；圖5為本發(fā)明的用于支承測量油或脂的電特性的傳感器的支承件的背面的俯視圖。
具體實(shí)施例方式以下，將說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可由以下實(shí)施例中所揭示的內(nèi)容了解本發(fā)明的構(gòu)造、優(yōu)點(diǎn)與功效。以下將結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式
對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明。圖1為本發(fā)明的油或脂品質(zhì)檢測裝置的爆炸圖。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的油或脂品質(zhì)檢測裝置包括:連接與保護(hù)用殼體1、支承件2、傳感器14、分析電路3、顯示電路6。其中，連接與保護(hù)用殼體I由金屬制成，其主體部分為中空的金屬管(該金屬管優(yōu)選用不銹鋼制成，耐腐蝕且易于清洗)，且在該連接與保護(hù)用殼體I的一端形成有一斜面11(圖4)，用于安裝支承件2，該支承件用于容納測量油或脂的電特性的傳感器14(圖3)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例，該斜面11通過金屬切削加工而成，其與殼體I的對稱軸心成10度角或其它小于90度的角。該斜面11的表面平整，能避免油或脂的殘留，易于清潔。優(yōu)選地，該斜面11上具有一個(gè)面開口 17 (圖3)，其大小比支承件2的正面2a稍大，其深度比支承件2側(cè)面2c稍高，便于支承件2嵌入。該支承件2嵌入該面開口 17后，其正面2a (圖3)與斜面11齊平。此外，如圖1、圖3和圖5所示，該連接與保護(hù)用殼體I能夠覆蓋支承件2的背面2b及其側(cè)面2c，且該支承件2通過斜面11上的面開口 17接近被測的油或脂。該支承件2優(yōu)選由陶瓷制成，其具有良好的溫度傳導(dǎo)性和電絕緣性。為防止油或脂進(jìn)入該測量裝置內(nèi)部，在支承件2與面開口 17之間設(shè)置有密封層13 (圖3)。該密封層13與斜面11以及支承件2的正面相平齊，這有助于避免油或脂的殘留，且易于清潔。該密封層13例如可以由具有彈性的有機(jī)硅粘結(jié)劑組成。除起絕緣和密封作用外，該密封層13適于耐受較高的油溫，且能對陶瓷的支承件2和不銹鋼的連接與保護(hù)用殼體I進(jìn)行熱膨脹補(bǔ)償，避免兩者之間的縫隙擴(kuò)大或縮小導(dǎo)致的不密合，從而避免使油或脂滲漏入該測試裝置內(nèi)部。用于測量油或脂的電特性的傳感器14優(yōu)選為電容器，以測量油或脂的介電常數(shù)。該介電常數(shù)可以反映被測的油或脂的總極性組分的水平。當(dāng)該總極性組分的水平超過一個(gè)預(yù)定的閾值時(shí)，表明該被測的油或脂的品質(zhì)已不再適于繼續(xù)使用，需要被更換。具體地，如圖3所示，該傳感器14位于支承件2的正面2a上，其優(yōu)選是叉指式電容器，由覆蓋金的銅刻蝕而成，具有抗干擾性好，測量穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。為保護(hù)該傳感器14，在其表面上覆蓋有保護(hù)層18 (圖3)，該保護(hù)層厚度大于I μ m且小于10 μ m，由例如二氧化硅的無機(jī)氧化物組成，其具有較好的絕緣性和較高的機(jī)械硬度，耐腐蝕，且易于清洗。此外，在實(shí)際測量中，因?yàn)殡妶鰞H進(jìn)入被測的油或脂一定深度，且被測的油或脂本身也是絕緣的，因而該極薄且不導(dǎo)電的保護(hù)層對介電常數(shù)測量精度的影響微乎其微，能夠滿足實(shí)際需要。如圖5所示，可選地，支承件2的背面2b還設(shè)置有一溫度傳感器16，其測量油或脂的溫度，以用于對介電常數(shù)測量結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)償。根據(jù)測試結(jié)果，溫度與油或脂的介電常數(shù)之間存在以下關(guān)系，即隨著溫度增加，油或脂的介電常數(shù)減小。據(jù)此，在實(shí)踐中，可以按照線性關(guān)系ek = k2*T+ek(l對因油或脂溫升高導(dǎo)致的其介電常數(shù)變化進(jìn)行補(bǔ)償，其中，8,為被測的油或脂的即時(shí)的介電常數(shù)，ε k0為被測的油或脂的初始介電常數(shù)，T為被測的油或脂的溫度，k2為常數(shù)，其可通過測量幾組T和ε k的值確定。另一方面，如圖1所示，在連接與保護(hù)用殼體I的長度方向上，在與斜面所在的一端相對的另一端，連接有分析電路3和顯示電路6。其中，通過例如利用前述的線性關(guān)系TPC=M ε +TPCO,該分析電路3將所接收的來自傳感器14的油或脂的介電常數(shù)轉(zhuǎn)換成該油或脂的總極性組分水平，并將該總極性組分水平輸出到顯示電路6進(jìn)行顯示。一般認(rèn)為，當(dāng)被測的油或脂的總極性組分水平超過20%，即不再適于作為食用油使用。在本發(fā)明中，傳感器14通過電導(dǎo)線12與分析電路3進(jìn)行連接。具體地，如圖4和圖5所示，電導(dǎo)線12 —端從支承件2的正面2a起始，其穿過支承件2到達(dá)其背面2b而成為另一端，該另一端穿過面開口 17進(jìn)入連接與保護(hù)用殼體I的內(nèi)部空間15，并最終與分析電路3進(jìn)行連接。該電導(dǎo)線12從支承件2的正面2a穿入其背面2b通過金屬化過孔(未示出)等工藝來形成。具體地，用固體的無機(jī)物(如二氧化硅或銅等)來填充該過孔的內(nèi)部，以防止油或脂的滲漏。此外，如圖1所示，在連接與保護(hù)用殼體I的位于該分析電路3的一側(cè)，還安裝有手柄部，該手柄部由上殼體4和下殼體5構(gòu)成(圖1)。在該手柄部內(nèi)部，除了前述的分析電路3和顯示電路6之外，還安裝有電池7(圖2b)，用于為整個(gè)檢測裝置供電。優(yōu)選地，該手柄部還可以設(shè)置無線通信接口(未示出)，用于與諸如計(jì)算機(jī)、服務(wù)器之類的計(jì)算設(shè)備進(jìn)行無線連接，方便傳送檢測裝置測得的數(shù)據(jù)和對其進(jìn)行存儲及分析。該手柄部的各部分間通過螺絲10固定。在手柄部的上殼體4上，還設(shè)置有按鍵8等輸入裝置，方便使用者進(jìn)行各種操作。盡管已示出和說明本發(fā)明的一些實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，在不背離本發(fā)明的原理和精神的情況下，可對這些實(shí)施例進(jìn)行更改。本發(fā)明的保護(hù)范圍由所附權(quán)利要求以及它們的等同物進(jìn)行限定。附圖標(biāo)記表1.連接與保護(hù)用殼體2.支承件2a.支承件正面2b.支承件背面2c.支承件側(cè)面3.分析電路4.上殼體5.下殼體6.顯示電路7.電池8.按鍵10.螺絲11.斜面
12.電導(dǎo)線13.密封件14.傳感器15.連接與保護(hù)用殼體的內(nèi)部空間16.溫度傳感器17.面開口18.保護(hù)層。
權(quán)利要求
1.一種用于檢測油或脂的品質(zhì)的裝置，其包括: 連接與保護(hù)用殼體； 支承件，其安裝在位于所述連接與保護(hù)用殼體的長度方向上的第一端的斜面上，且其背面接觸所述斜面； 用于測量油或脂的電特性的傳感器，設(shè)置在所述支承件的正面上； 分析電路，其安裝在所述連接與保護(hù)用殼體的長度方向上的與所述第一端相對的第二端，用于接收、分析來自所述傳感器的電特性數(shù)據(jù)并輸出相應(yīng)的測量值；以及 顯示電路，其與所述分析電路連接，用于顯示所述測量值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述用于測量油或脂的電特性的傳感器為電容器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述電容器為叉指式電容器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述連接與保護(hù)用殼體由金屬制成，其主體部分為中空的金屬管，用于容納連接所述傳感器以及所述分析電路的電導(dǎo)線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述斜面通過金屬切削加工而成，其與所述連接與保護(hù)用殼體的對稱軸心成小于90度的角。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述斜面上具有一個(gè)面開口，該面開口的尺寸和深度使得所述支承件能夠被嵌入其中，且所述支承件通過該面開口接近被測的油或脂。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述支承件由陶瓷制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述支承件和所述面開口之間設(shè)置有由具有彈性的有機(jī)硅粘結(jié)劑組成的密封層，且所述密封層與所述斜面以及所述支承件的正面相平齊。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述油或脂的電特性包括所述油或脂的介電常數(shù)，且所述測量值包括所述油或脂的總極性組分水平。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述傳感器的表面上覆蓋有由無機(jī)氧化物組成的保護(hù)層，該保護(hù)層的厚度介于Iym和 ομπι之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述支承件的背面還設(shè)置有溫度傳感器，用于測量油或脂的溫度，以便對所述傳感器的介電常數(shù)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于檢測油或脂的品質(zhì)的裝置，其包括連接與保護(hù)用殼體；支承件，其安裝在位于所述連接與保護(hù)用殼體的長度方向上的第一端的斜面上，用于支承測量油或脂的電特性的傳感器；分析電路，其安裝在所述連接與保護(hù)用殼體的長度方向上的與所述第一端相對的第二端，用于接收來自所述傳感器的測量數(shù)據(jù)和輸出測量值；以及顯示電路，其與所述分析電路連接，用于顯示所述測量值。與現(xiàn)有的同類裝置相比，本發(fā)明的油或脂品質(zhì)檢測裝置的結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)制造更為簡單，容易清潔，且能有效地避免油滲透進(jìn)入其內(nèi)部。
文檔編號G01N27/22GK103196959SQ20131012233
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月10日
發(fā)明者白曉陽, 楊英花, 竇海峰, 戴沖之, 吳 榮 申請人:明尼蘇達(dá)礦業(yè)制造特殊材料(上海)有限公司