CN109060043A - 一种可同时检测肉类水分和温度的装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可同时检测肉类水分和温度的装置及检测方法，属于肉类检测技术领域，装置包括壳体、设置在壳体内的检测电路以及与检测电路连接的电极组和温度探针，电极组包括四个针状电极，四个针状电极共同嵌入电极座中固定，其中一个针状电极在中间，另外三个针状电极串联且均布在以中间针状电极为圆心，半径为1cm的圆上，检测电路包括继电器组和反相器，继电器组包括两组并联的继电器，每组继电器的信号输入端连接反相器后与电极组、温度探针的信号输出端连接，每组继电器的信号输出端连接反相器后与电极组的中间电极、温度探针的信号连接端连接，本发明可同时检测肉类的温度和水分，携带方便，操作简单，大大降低了检测成本，缩短了检测时间。

Description

一种可同时检测肉类水分和温度的装置及检测方法

技术领域

本发明属于肉类检测技术领域，具体地说涉及一种可同时检测肉类水分和温度的装置及检测方法。

背景技术

温度和水分在肉制品的生产、贮存、运输中有着重要的影响。大多数的致病菌生长繁殖的温度约在20℃到55℃，会以7分钟至20分钟繁殖一代的速度增长，能在15到20分钟内完成致病菌的生长繁殖，使肉制品极易污染腐败变质，而肉的中心温度在0℃～4℃之间可以有效的抑制病菌微生物的生长繁殖，甚至杀灭某些病源微生物；水分一直被认为是肉类贮存过程中品质劣变的因素之一，肉的水分含量越高，细菌繁殖加速，易引起肉的腐败变质。

随着人们生活水平的提高，禽畜肉的食用量越来越大，注水肉越来越多，严重危害人们身体健康。因此检测肉的温度、水分是食品安全检测的重要项目。然而目前还没有能够同时检测肉类温度和水分的装置，基于此，特提出本发明。

发明内容

针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种可同时检测肉类水分和温度的装置及检测方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种可同时检测肉类水分和温度的装置，包括壳体、设置在壳体内的检测电路以及与检测电路连接的电极组和温度探针；

所述电极组包括四个针状电极，四个针状电极共同嵌入电极座中固定，其中一个针状电极在中间，作为信号源输入端，另外三个针状电极串联且均布在以中间针状电极为圆心，半径为1cm的圆上，作为信号输出端；

所述检测电路包括继电器组和反相器，所述继电器组包括两组并联的继电器，每组继电器均包括控制端、共地端、信号输入端和信号输出端，每组继电器的控制端连接反相器后与信号输入端连接，每组继电器的信号输入端连接反相器后与电极组、温度探针的信号输出端连接，每组继电器的信号输出端连接反相器后与电极组的中间电极、温度探针的信号连接端连接。

进一步，四个针状电极采用不锈钢制成，直径均为0.12±0.01cm，长度均为3cm。

进一步，所述温度探针内设置有温度传感器和单片机，温度传感器收集数据后，由单片机提取，计算并转化成温度，再将转化的温度信号通过线路传输到反相器中。

进一步，所述温度探针采用304不锈钢探针。

进一步，所述壳体上设置有控制面板和显示屏，所述控制面板用于控制装置的工作，所述显示屏为LCD显示屏，用于显示装置的工作状态及温度、水分的数据。

进一步，所述控制面板上设置有开关按钮、查询按钮、数字按钮、翻页按钮、时间按钮、低温设定按钮、高温设定按钮和返回按钮。

另，本发明还提供一种检测方法，包括以下步骤：

S1：通过控制面板上的开关按钮将设备开启，通过时间按钮设定时间，分别通过低温设定按钮和高温设定按钮设定最低温和最高温，若检测的温度超过设定的最低温和最高温，则装置会发出蜂鸣报警；

S2：将温度探针和四个针状电极同时插到待检测的肉组织中；

S3：温度探针检测到的温度数据以及四个针状电极检测到的水分数据经反相器、继电器后传输到显示屏上，由显示屏显示出温度和水分的数值；

S4：在肉组织的不同部分采集数据10次，取平均值作为最后结果值。

本发明的有益效果是：

1、本发明结构简单、外形小巧，通过设置电极组和温度探针，可同时检测肉类的水分与温度，携带方便，操作简单，大大降低了检测成本，缩短了检测时间。

2、本发明的电极组包括四个针状电极，且四个针状电极共同嵌入电极座中固定，其中一个针状电极在中间，作为信号源输入端，另外三个针状电极串联且均布在以中间针状电极为圆心，半径为1cm的圆上，作为信号输出端，采用这种结构进行测量时，电流分布在一个立体形状中，从而使肉品组织内有效测量部位更具有代表性。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的电路连接示意图；

图3是本发明的电极组检测时的电流示意图；

图4是本发明的温度探针的内部结构示意图。

附图中：1-壳体、2-控制面板、3-显示屏、4-电极组、5-温度探针、6-继电器、7-反相器、8-温度传感器、9-单片机。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。此外，以下实施例中提到的方向用词，例如“上”“下”“左”“右”等仅是参考附图的方向，因此，使用的方向用词是用来说明而非限制本发明创造。

如图1和图2所示，一种可同时检测肉类水分和温度的装置，包括壳体1、设置在壳体1内的检测电路以及与检测电路连接的电极组4和温度探针5，其中所述电极组4和温度探针5可分别插入到肉组织中，分别采集肉类的水分和温度数据，所述壳体1上设置有控制面板2和显示屏3，所述控制面板2用于控制装置的工作，所述控制面板2上设置有开关按钮、查询按钮、数字按钮、翻页按钮、时间按钮、低温设定按钮、高温设定按钮和返回按钮，其中，开关按钮用于控制装置的开启与关闭，查询按钮用于数据的查询，翻页按钮用于上下翻页，时间按钮用于设定时间，低温设定按钮和高温设定按钮用于设置最低温和最高温，当检测到的温度超过设定的最低温和最高温时，装置发出蜂鸣报警，返回按钮用于返回上级菜单，所述显示屏3为LCD显示屏，用于显示装置的工作状态及温度、水分的数据。

所述电极组4包括四个针状电极，四个针状电极共同嵌入电极座中固定，其中一个针状电极在中间，作为信号源输入端，另外三个针状电极串联且均布在以中间针状电极为圆心，半径为1cm的圆上，作为信号输出端，电极组4采用这种结构进行测量时，如图3所示，电流分布在一个立体形状中，从而使肉品组织内有效测量部位更具有代表性，优选地，四个针状电极采用不锈钢制成，直径均为0.12±0.01cm，长度均为3cm。

所述检测电路包括继电器组和反相器7，所述继电器组包括两组并联的继电器6，每组继电器6均包括控制端、共地端、信号输入端和信号输出端，每组继电器6的控制端连接反相器7后与信号输入端连接，每组继电器6的信号输入端连接反相器7后与电极组4、温度探针5的信号输出端连接，每组继电器6的信号输出端连接反相器7后与电极组4的中间电极、温度探针5的信号连接端连接。

如图4所示，所述温度探针5内设置有温度传感器8和单片机9，温度传感器8收集数据后，由单片机9提取，计算并转化成温度，再将转化的温度信号通过线路传输到反相器7中，本实施例中，温度传感器的工作电压范围宽为-1.5V～+5.5V；末级为推挽输出，有±50μA输出电流的能力，把两输入信号的幅度比和相位差转换为电压输出，其范围0～1.8V，分别表示两输入信号的增益范围为-30dB～+30dB，相位差为-180°～+180°。采用温度传感芯片，双列五脚封装，其测量温度范围-40～+125℃；将其转化成数字信号。采用“10”模式，在0～100℃范围内，用转化公式：T＝(1568-V)╳0.12269938对输出电压采样并转化，由单片机提取，计算并转化成温度。

温度检测时，温度探针5通过集成的温度传感器8模拟温度收集数据后，由单片机9提取，计算并转化成温度。将转化的温度信号传输到反相器7中，反相器7通过信号处理将收集的信号放大到继电器组可识别的信号源通过线路传输到继电器组中，继电器信号接入段传入继电器处理后，然后继电器组进行数据收集和处理后将所收集的温度数据显示在显示屏3上。

所述电极组4内设置有滤波器和电流电压转换电路，水分检测时，继电器组中一个继电器将传输信号发送到四个针状电极上，正弦信号发生器产生频率、幅值一定的正弦电压信号，滤波电路主要滤除主频以外的信号成分。电压电流转换电路将电压信号转换为同频电流信号。将收集的数据信号通过信号输出端将信号传输到反相器7中，反相器7通过信号处理将收集的信号放大到继电器组可识别的信号源通过线路传输到继电器组中，继电器组进行数据收集和处理后将水分含量数据传输到显示屏3上，显示屏3显示出数据。

本发明采用电极组采集水分数据的原理是：

生物组织含有大量不同形状的细胞，这些细胞之间的液体可视为电解质。当直流或低频电流施加于肉品组织时，大部分电流将绕过细胞，主要流经细胞外液；当施加于肉品组织电流频率增加时，细胞膜电容的容抗减小，一部分电流将穿过细胞膜流经细胞内液，肉品组织低频条件下的阻抗值主要是组织细胞外物质的表现，而电流频率在200kHz以上时，得到的阻抗值是细胞内外全部物质共同的作用，当肉品水分改变或发生腐败导致细胞破坏致使品质变化时，阻抗变化显著。大量试验表明,在肉品中施加220kHz频率的电流信号时肉品阻抗随水分变化最灵敏。

针状电极以恒流源为激励信号，通过电极采集猪肉两端和无感参考电阻两端的电压信号，并经过线路传输到继电器中去，然后得出肉样品两端电压信号与参比电阻之间的幅值比和相位比，从而测定样品的阻抗值与水分含量质检的关系，经过反相器7在LCD显示屏3上显示出要使用的数据。

另，本实施例还提供一种检测方法，包括以下步骤：

S1：通过控制面板2上的开关按钮将设备开启，通过时间按钮设定时间，分别通过低温设定按钮和高温设定按钮设定最低温和最高温，若检测的温度超过设定的最低温和最高温，则装置会发出蜂鸣报警；

S2：将温度探针4和四个针状电极同时插到待检测的肉组织中；

S3：温度探针4检测到的温度数据以及四个针状电极检测到的水分数据经反相器7、继电器8后传输到显示屏3上，由显示屏3显示出温度和水分的数值；

S4：在肉组织的不同部分采集数据10次，取平均值作为最后结果值。

以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。

Claims (7)

1.一种可同时检测肉类水分和温度的装置，其特征在于，包括壳体、设置在壳体内的检测电路以及与检测电路连接的电极组和温度探针；

所述电极组包括四个针状电极，四个针状电极共同嵌入电极座中固定，其中一个针状电极在中间，作为信号源输入端，另外三个针状电极串联且均布在以中间针状电极为圆心，半径为1cm的圆上，作为信号输出端；

所述检测电路包括继电器组和反相器，所述继电器组包括两组并联的继电器，每组继电器均包括控制端、共地端、信号输入端和信号输出端，每组继电器的控制端连接反相器后与信号输入端连接，每组继电器的信号输入端连接反相器后与电极组、温度探针的信号输出端连接，每组继电器的信号输出端连接反相器后与电极组的中间电极、温度探针的信号连接端连接。

2.根据权利要求1所述的一种可同时检测肉类水分和温度的装置，其特征在于，四个针状电极采用不锈钢制成，直径均为0.12±0.01cm，长度均为3cm。

3.根据权利要求1所述的一种可同时检测肉类水分和温度的装置，其特征在于，所述温度探针内设置有温度传感器和单片机，温度传感器收集数据后，由单片机提取，计算并转化成温度，再将转化的温度信号通过线路传输到反相器中。

4.根据权利要求3所述的一种可同时检测肉类水分和温度的装置，其特征在于，所述温度探针采用304不锈钢探针。

5.根据权利要求1所述的一种可同时检测肉类水分和温度的装置，其特征在于，所述壳体上设置有控制面板和显示屏，所述控制面板用于控制装置的工作，所述显示屏为LCD显示屏，用于显示装置的工作状态及温度、水分的数据。

6.根据权利要求5所述的一种可同时检测肉类水分和温度的装置，其特征在于，所述控制面板上设置有开关按钮、查询按钮、数字按钮、翻页按钮、时间按钮、低温设定按钮、高温设定按钮和返回按钮。

7.一种利用权利要求1-6任一所述的一种可同时检测肉类水分和温度的装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：通过控制面板上的开关按钮将设备开启，通过时间按钮设定时间，分别通过低温设定按钮和高温设定按钮设定最低温和最高温，若检测的温度超过设定的最低温和最高温，则装置会发出蜂鸣报警；

S2：将温度探针和四个针状电极同时插到待检测的肉组织中；

S3：温度探针检测到的温度数据以及四个针状电极检测到的水分数据经反相器、继电器后传输到显示屏上，由显示屏显示出温度和水分的数值；

S4：在肉组织的不同部分采集数据10次，取平均值作为最后结果值。