CN104865692A - 真空冷却用显微镜 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种真空冷却用显微镜，用于观察食品切片内部的传热传质机理，其特征在于，包括：恒温红外热成像装置，用于获取食品切片的红外热像图；微型真空处理室，用于放置食品切片，并对食品切片提供真空，使食品切片冷却；透射型显微镜，用于观察食品切片的水分迁移；高速拍摄装置，与透射型显微镜相连，用于拍摄水分迁移的实时图像；真空泵，用于对微型真空处理室抽真空；放气阀，在观察结束后对微型真空处理室进行放气；计算机，接收恒温红外热成像装置获取的红外热像图和高速拍摄装置获取的水分迁移的实时图像；以及支架，用于安装恒温红外热成像装置、微型真空处理室、透射型显微镜以及高速拍摄装置。

Description

真空冷却用显微镜
技术领域
本发明涉及显微镜领域，特别涉及一种用于研究真空冷却过程中食品切片内部传热传质机理的显微镜。
背景技术
真空冷却在很多情况下是食品采摘后或者热加工之后的第一道保险程序。真空冷却的效果直接影响甚至决定了食品在冷链环节中的保存质量，必须在尽可能短的时间内将食品降到所需的温度，从而避开细菌生长旺盛期。
目前，研究食品的真空冷却效果的手段主要是测量大块甚至大批量食品内部的温度分布和失重机理。虽然直接观察到食品内部的传热传质现象非常重要，但是目前并没有专用的设备。
发明内容
本发明是针对上述问题进行的，目的在于提供一种能够实时观察食品内部的传热传质现象的显微镜。
本发明为实现上述目的，采用了以下的技术方案：
本发明提供一种真空冷却用显微镜，用于观察食品切片内部的传热传质机理，其特征在于，包括：微型真空处理室，用于放置食品切片，并对食品切片提供真空，使食品切片冷却；恒温红外热成像装置，设置在所述微型真空处理室下方，用于获取食品切片的红外热像图；透射型显微镜，设置在微型真空处理室上方，用于观察食品切片的水分迁移；高速拍摄装置，与透射型显微镜相连，用于拍摄水分迁移的实时图像；真空泵，与微型真空处理室相连，用于对微型真空处理室抽真空；放气阀，与微型真空处理室相连，在观察结束后对微型真空处理室进行放气；计算机，通过数据线与恒温红外热成像装置和高速拍摄装置相连，接收恒温红外热成像装置获取的红外热像图和高速拍摄装置获取的水分迁移的实时图像；以及支架，用于安装恒温红外热成像装置、微型真空处理室、透射型显微镜以及高速拍摄装置，其中，微型真空处理室包含：红外透镜，设置在恒温红外热成像装置上方；钢化玻璃透镜，设置在红外透镜上方，与该红外透镜之间设有容纳食品切片的空间；底座，用于安装和支撑红外透镜和钢化玻璃透镜；密封盖，与底座密封相连，为红外透镜和钢化玻璃透镜之间提供密封环境。
进一步，本发明所涉及的真空冷却用显微镜，还可以具有这样的特征：其中，恒温红外热成像装置包含：本体，具有成像构件和红外探测器，用于获取食品切片的红外热像图；恒温外壳，为本体提供恒温条件；以及多个补光灯，用于为高速拍摄装置提供补光。
另外，本发明所涉及的真空冷却用显微镜，还可以具有这样的特征：其中，恒温外壳通过半导体制冷片和电加热片维持在20℃。
发明的作用与效果
根据本发明所涉及的真空冷却用显微镜，因为采用恒温红外热成像装置采集食品切片的实时热像图，采用微型真空处理室使食品切片处于真空状态并将其冷却，然后采用透射型显微镜和高速拍摄装置结合获得食品切片的水分迁移图像，最后用计算机接收热像图和水分迁移图像，供用户进行观察和研究，因此该真空冷却用显微镜能够观测食品切片在真空状态下的实时热像图和水分迁移图，帮助用户了解食品在真空冷却时的传质传热现象，为食品加工提供理论基础。
附图说明
图1是实施例的真空冷却用显微镜的结构示意图；
图2是实施例的微型真空处理室的结构剖面图；以及
图3是实施例的恒温红外热成像装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明所涉及的真空冷却用显微镜作详细阐述。
<实施例>
图1是实施例的真空冷却用显微镜的结构示意图。
如图1所示，真空冷却用显微镜10包括微型真空处理室11、恒温红外热成像装置12、透射型显微镜13、高速拍摄装置14、真空泵15、放气阀16、计算机17以及支架18。
图2是实施例的微型真空处理室的结构剖面图。
如图1、2所示，微型真空处理室11包含红外透镜19、钢化玻璃透镜20、底座21、密封盖22。
红外透镜19用于支撑食品切片23，并透过食品切片23辐射出的红外线。
钢化玻璃透镜20设置在红外透镜19上方，与红外透镜19之间留有容纳食品切片23的空间。
底座21用于安装和支撑红外透镜19和钢化玻璃透镜20。在本实施例中，底座21为不锈钢底座21。不锈钢底座21和红外透镜19之间采用螺钉24固定。
密封盖22与底座21相连，安装在红外透镜19和钢化玻璃透镜20外侧。在本实施例中，密封盖22为不锈钢密封盖22。不锈钢密封盖22和不锈钢底座21配合，将红外透镜和钢化玻璃透镜20密封，为食品切片23提供真空条件。
如图2所示，不锈钢密封盖22和不锈钢底座21之间、不锈钢密封盖22和钢化玻璃透镜20之间、以及不锈钢底座21和红外透镜19之间均设置有密封圈25，用于防止漏气。
不锈钢底座21上设有出气口26，用于在抽真空时供气体排出。
不锈钢密封盖22上设有进气口27，用于在结束观察时对微型真空处理室11放气。
图3是实施例的恒温红外热成像装置的结构示意图。
如图1、3所示，恒温红外热成像装置12包含本体28、恒温外壳29以及多个补光灯30。
本体28具有红外探测器(图中未示出)和成像构件(图中未示出)。红外探测器用于实时探测食品切片23辐射出的红外线并传输给成像构件。成像构件根据红外探测器接收到的红外线形成食品切片的红外热像图。
恒温外壳29采用半导体制冷片(图中未示出)和电加热片(图中未示出)维持恒温20℃，使本体28的成像结果更加准确。
补光灯30设置在本体28外侧，用于为高速拍摄装置14补光。
在真空冷却用显微镜10中，透射型显微镜13安装在微型真空处理室11上方，用于观察食品切片23内部的水分迁移。透射型显微镜13包含物镜31和镜筒32。
高速拍摄装置14与镜筒32相连，用于拍摄水分迁移图像。该高速拍摄装置14每秒能够捕捉到上万张照片，因此能够拍摄到食品切片23内部水分迁移的实时图像。
真空泵15与微型真空处理室11的出气口26相连，用于在放置好食品切片23后对微型真空处理室11抽真空。
放气阀16与微型真空处理室11的进气口27相连，用于在观察结束后向微型真空处理室11内放气。
计算机17分别通过数据线与恒温红外热成像装置12和高速拍摄装置14相连，接收恒温红外热成像装置12拍摄的实时红外热像图和高速拍摄装置14拍摄的水分迁移实时图像并将其显示在屏幕(图中未示出)上，供用户观察和分析。
支架18用于安装微型真空处理室11、恒温红外热成像装置12、透射型显微镜13以及高速拍摄装置14。
在使用真空冷却用显微镜10观察食品切片23时，首先将食品切片23平铺于红外透镜19上，将钢化玻璃透镜20盖在食品切片23上，然后分别将不锈钢底座21和不锈钢密封盖22安装在红外透镜19和钢化玻璃透镜20外缘，密封固定。
然后开启恒温红外热成像装置12和高速拍摄装置14，待温红外热成像装置12的恒温外壳29达到20℃时开启真空泵15，对食品切片23抽真空，使其在真空条件下冷却。冷却过程中恒温红外热成像装置12和高速拍摄装置14分别获取食品切片23的红外热像图和水分迁移图像，同时传输给计算机17，显示在屏幕(图中未示出)上，用户可以根据红外热像图和水分迁移图像分析食品切片23在真空冷却过程中的内部传热传质现象。
食品切片23冷却到预定温度时，关闭恒温红外热成像装置12和高速拍摄装置14，打开放气阀16，待微型真空处理室11中恢复常压后将食品切片23取出。
实施例的作用与效果
根据本实施例的真空冷却用显微镜，因为采用微型真空处理室使食品切片处于真空状态并将其冷却，然后采用恒温红外热成像装置采集食品切片的实时热像图，同时采用透射型显微镜和高速拍摄装置结合获得食品切片的水分迁移图像，最后用计算机接收热像图和水分迁移图像，供用户进行观察和研究，因此该真空冷却用显微镜能够观测食品切片在真空状态下的实时热像图和水分迁移图，帮助用户了解食品在真空冷却时的传质传热现象，为食品加工提供理论基础。
另外，在恒温红外热成像装置的恒温外壳中设置半导体制冷片和电加热片，使恒温外壳维持在20℃，提高恒温红外热成像装置的成像准确性。
另外，在恒温红外热成像装置中设置了多个补光灯，为高速拍摄装置补光，保证高速拍摄装置补光在拍摄速度极快的情况下也能够获取清晰的图像。
当然，本发明所涉及的真空冷却用显微镜，并不仅仅限定于以上实施例中所述的结构。以上仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种真空冷却用显微镜，用于观察食品切片内部的传热传质机理，其特征在于，包括：
微型真空处理室，用于放置所述食品切片，并对所述食品切片提供真空，使所述食品切片冷却；
恒温红外热成像装置，设置在所述微型真空处理室下方，用于获取所述食品切片的红外热像图；
透射型显微镜，设置在所述微型真空处理室上方，用于观察所述食品切片的水分迁移；
高速拍摄装置，与所述透射型显微镜相连，用于拍摄所述水分迁移的实时图像；
真空泵，与所述微型真空处理室相连，用于对所述微型真空处理室抽真空；
放气阀，与所述微型真空处理室相连，在观察结束后对所述微型真空处理室进行放气；
计算机，通过数据线与所述恒温红外热成像装置和所述高速拍摄装置相连，接收所述恒温红外热成像装置获取的所述红外热像图和所述高速拍摄装置获取的所述水分迁移的实时图像并显示在屏幕上；以及
支架，用于安装所述恒温红外热成像装置、所述微型真空处理室、所述透射型显微镜以及所述高速拍摄装置，
其中，所述微型真空处理室包含：红外透镜，设置在所述恒温红外热成像装置上方；钢化玻璃透镜，设置在所述红外透镜上方，与该红外透镜之间设有容纳所述食品切片的空间；底座，用于安装和支撑所述红外透镜和所述钢化玻璃透镜；密封盖，与所述底座密封相连，为所述红外透镜和所述钢化玻璃透镜之间提供密封环境。
2.根据权利要求1所述的真空冷却用显微镜，其特征在于：
其中，所述恒温红外热成像装置包含：本体，具有成像构件和红外探测器，用于获取所述食品切片的红外热像图；恒温外壳，为所述本体提供恒温条件；以及多个补光灯，用于为所述高速拍摄装置提供补光。
3.根据权利要求2所述的真空冷却用显微镜，其特征在于：
其中，所述恒温外壳通过半导体制冷片和电加热片维持在20℃。
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