CN110044829A - 食品质量分析仪及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

一种食品质量分析仪，包括U型玻璃比色皿(1)，所述U型玻璃比色皿(1)固定装在U型玻璃比色皿安装座(2)上，所述U型玻璃比色皿安装座(2)上还装有微型激励线圈(3)，所述U型玻璃比色皿(1)底部一侧设置有LED光源(5)，所述LED光源(5)发出的光线经过聚光透镜(6)变成平行光后能够照射到所述U型玻璃比色皿(1)中的待测样品(4)上，光线经过所述待测样品(4)吸收后被分成两支路，一支路经过分光元件(7)进行分光后再通过成像透镜(8)聚焦在面阵CCD(9)的部分感光面上，另一支路直接经过所述成像透镜(8)聚焦在面阵CCD(9)的另一部分感光面上。采用共振技术可完全实现食品分析仪的功能，增加了物质质量的测量功能，整个仪器结构简单，可靠性高，成本低廉。

Description

食品质量分析仪及其使用方法
技术领域
本发明属于物质分析仪器技术领域，具体讲就是涉及一种食品质量分析仪及其使用方法。
背景技术
液体的密度是液体的重要物理性质之一，密度法是食品分析和食品安全检测中常用的检测方法之一。从密度大小可帮助了解品质的纯度、和掺杂情况等。随着科技的发展，密度的快速测量在众多领域得到广泛的应用。随着社会经济的发展，在食品分析领域现有的比重瓶法和比重计法越来越满足不了市场需求，目前，市场上大量存在的比重瓶和比重计都是简易的光学玻璃仪器，采用目视瞄准比较标记位置，操作繁琐，测量速度慢，操作强度大，测量精度低等缺点。比色计法是另一种常用的分析方法，可用于物质的定量或定性分析，广泛用于化学、临床医学、生命科学、食品、制药和环境监测等领域。因此，光电比色计是一种广泛应用于食品安全检测和生化医药检验的基础仪器。目前的食品分析仪都是基于比色法原理设计的，但现有的基于比色法原理设计的食品分析仪只能分析样品的成分和含量，不能测量物体的密度质量，限制了食品分析仪的应用范围。
发明内容
本发明的目的就是针对上述现有的食品质量分析仪存在的技术缺陷，提供一种食品质量分析仪，采用共振技术可完全实现食品分析仪的功能，增加了物质质量的测量功能，整个仪器结构简单，可靠性高，成本低廉。不增加制造成本，就可实现物质的质量和光度比色测量，具有视频拍照，可观察被测物质内的气泡或杂质等缺陷的功能，从而保证了测量结果的一致性和正确性。
技术方案
为了实现上述技术目的，本发明提供的食品质量分析仪，其特征在于：它包括U型玻璃比色皿，所述U型玻璃比色皿的两端固定装在U型玻璃比色皿安装座上，所述U型玻璃比色皿安装座上还装有微型激励线圈，待测样品能够从所述U型玻璃比色皿1的进样口进入U型玻璃比色皿，从所述U型玻璃比色皿的出样口流出，所述U型玻璃比色皿底部一侧设置有LED光源，所述LED光源发出的光线经过聚光透镜变成平行光后能够照射到所述U型玻璃比色皿中的待测样品上，光线经过所述待测样品吸收后被分成两支路，一支路经过分光元件进行分光后再通过成像透镜聚焦在面阵CCD9的部分感光面上，另一支路直接经过所述成像透镜聚焦在面阵CCD的另一部分感光面上。
进一步，所述分光元是三角棱镜或光栅。
进一步，ARM控制器控制面阵CCD。
上述食品质量分析仪的使用方法，其特征在于，它包括以下几个步骤：
I、将待测食物制作做液体状态的被测样品，液体的待测样品从进样口送入U型玻璃比色皿中，直到待测样品从出样口流出为止，并且确保U型玻璃比色皿中没有气泡，则表示充满样品，进样结束；
II、当进行待测样品密度质量测量时，首先由微型激励线圈通电产生电磁力激励U型玻璃比色皿安装座产生振动，从而引起相连的U型玻璃比色皿发生悬臂梁运动，在光路中引起光的正弦变化；
然后采用光电检测法得到正弦信号,通过90°移相电路,反馈到微型激励线圈中,实现U型玻璃比色皿的共振；再接着通过频率探测电路检测共振频率，通过公式由ARM控制器进行计算，实现样品的密度质量测量；
其计算公式：
f-玻璃管的固有共振频率；
E-玻璃管的弹性模量；
I-玻璃管的截面惯性矩；
M-玻璃管的质量；
ΔM-玻璃管的内增加的液体质量；
III、当进行待测样品透明液体的光电比色测量时，将仪器LED光源发出的白光经过聚光透镜变成平行光，直接照射U型玻璃比色皿中的待测样品上，经过待测样品吸收的光线，被分成两部分：一部分经过分光元件进行分光，再经过成像透镜聚焦在面阵CCD的部分感光面上，通过数据采集系统，通过公式由ARM控制器进行计算得到单色光的吸收数据，用于实现光电比色计的测量；另一部分光通过成像透镜聚焦在面阵CCD的另一部分感光面上，通过数据采集系统，得到U型玻璃比色皿的图像，用于装样时，检测U型玻璃比色皿中的气泡和杂质。
其计算公式：A＝-lg(I/I0) (2)
A-被测液体的吸光度；I-透过被测液体的光强；I0-透过无被测液体比色皿的光强。
有益效果
本发明提供的食品质量分析仪及其使用方法，采用共振技术可完全实现食品分析仪的功能，增加了物质质量的测量功能，整个仪器结构简单，可靠性高，成本低廉。不增加制造成本，就可实现物质的质量和光度比色测量，具有视频拍照，可观察被测物质内的气泡或杂质等缺陷的功能，从而保证了测量结果的一致性和正确性。
附图说明
附图1是本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明做详细说明。
实施例
如附图1所示，本实施例提供的食品质量分析仪，它包括U型玻璃比色皿1，所述U型玻璃比色皿1的两端固定装在U型玻璃比色皿安装座2上，所述U型玻璃比色皿安装座2上还装有微型激励线圈3，待测样品4能够从所述U型玻璃比色皿1的进样口101进入U型玻璃比色皿1，从所述U型玻璃比色皿1的出样口102流出，所述U型玻璃比色皿1底部一侧设置有LED光源5，所述LED光源5发出的光线经过聚光透镜6变成平行光后能够照射到所述U型玻璃比色皿1中的待测样品4上，光线经过所述待测样品4吸收后被分成两支路，一支路经过分光元件7进行分光后再通过成像透镜8聚焦在面阵CCD9的部分感光面上，另一支路直接经过所述成像透镜8聚焦在面阵CCD9的另一部分感光面上。
所述分光元件7是三角棱镜或光栅。
ARM控制器控制面阵CCD9。
上述食品质量分析仪的使用方法，它包括以下几个步骤：
第一步，将待测食物制作做液体状态的被测样品，液体的待测样品4从进样口101送入U型玻璃比色皿1中，直到待测样品4从出样口102流出为止，并且确保U型玻璃比色皿1中没有气泡，则表示充满样品，进样结束；
第二步，当进行待测样品4密度质量测量时，首先由微型激励线圈3通电产生电磁力激励U型玻璃比色皿安装座2产生振动，从而引起相连的U型玻璃比色皿1发生悬臂梁运动，在光路中引起光的正弦变化；
然后采用光电检测法得到正弦信号,通过90°移相电路,反馈到微型激励线圈3中,实现U型玻璃比色皿1的共振；再接着通过频率探测电路检测共振频率，通过公式1由ARM控制器进行计算，实现样品的密度质量测量；
其计算公式：
f-玻璃管的固有共振频率；
E-玻璃管的弹性模量；
I-玻璃管的截面惯性矩；
M-玻璃管的质量；
ΔM-玻璃管的内增加的液体质量；
第三步，当进行待测样品4透明液体的光电比色测量时，将仪器LED光源5发出的白光经过聚光透镜6变成平行光，直接照射U型玻璃比色皿1中的待测样品4上，经过待测样品4吸收的光线，被分成两部分：一部分经过分光元件7进行分光，再经过成像透镜8聚焦在面阵CCD9的部分感光面上，通过数据采集系统，通过公式2由ARM控制器进行计算得到单色光的吸收数据，用于实现光电比色计的测量；另一部分光通过成像透镜8聚焦在面阵CCD9的另一部分感光面上，通过数据采集系统，得到U型玻璃比色皿1的图像，用于装样时，检测U型玻璃比色皿1中的气泡和杂质。
其计算公式：A＝-lg(I/I0) 2
A-被测液体的吸光度；
I-透过被测液体的光强；
I0-透过无被测液体比色皿的光强。
本发明提供的食品质量分析仪及其使用方法，采用共振技术可完全实现食品分析仪的功能，增加了物质质量的测量功能，整个仪器结构简单，可靠性高，成本低廉。不增加制造成本，就可实现物质的质量和光度比色测量，具有视频拍照，可观察被测物质内的气泡或杂质等缺陷的功能，从而保证了测量结果的一致性和正确性。

Claims (4)

1.食品质量分析仪，其特征在于：它包括U型玻璃比色皿(1)，所述U型玻璃比色皿(1)的两端固定装在U型玻璃比色皿安装座(2)上，所述U型玻璃比色皿安装座(2)上还装有微型激励线圈(3)，待测样品(4)能够从所述U型玻璃比色皿(1)的进样口(101)进入U型玻璃比色皿(1)，从所述U型玻璃比色皿(1)的出样口(102)流出，所述U型玻璃比色皿(1)底部一侧设置有LED光源(5)，所述LED光源(5)发出的光线经过聚光透镜(6)变成平行光后能够照射到所述U型玻璃比色皿(1)中的待测样品(4)上，光线经过所述待测样品(4)吸收后被分成两支路，一支路经过分光元件(7)进行分光后再通过成像透镜(8)聚焦在面阵CCD(9)的部分感光面上，另一支路直接经过所述成像透镜(8)聚焦在面阵CCD(9)的另一部分感光面上。
2.如权利要求1所述的食品质量分析仪，其特征在于：所述分光元件(7)是三角棱镜或光栅。
3.如权利要求1所述的食品质量分析仪，其特征在于：ARM控制器控制面阵CCD(9)。
4.上述权利要求1～3中任一项权利要求所述的食品质量分析仪的使用方法，其特征在于，它包括以下几个步骤：
(I)将待测食物制作做液体状态的被测样品，液体的待测样品(4)从进样口(101)送入U型玻璃比色皿(1)中，直到待测样品(4)从出样口(102)流出为止，并且确保U型玻璃比色皿(1)中没有气泡，则表示充满样品，进样结束；
(II)当进行待测样品(4)密度质量测量时，首先由微型激励线圈(3)通电产生电磁力激励U型玻璃比色皿安装座(2)产生振动，从而引起相连的U型玻璃比色皿(1)发生悬臂梁运动，在光路中引起光的正弦变化；
然后采用光电检测法得到正弦信号,通过90°移相电路,反馈到微型激励线圈(3)中,实现U型玻璃比色皿(1)的共振；再接着通过频率探测电路检测共振频率，通过公式(1)由ARM控制器进行计算，实现样品的密度质量测量；
其计算公式：
f-玻璃管的固有共振频率；
E-玻璃管的弹性模量；
I-玻璃管的截面惯性矩；
M-玻璃管的质量；
ΔM-玻璃管的内增加的液体质量；
(III)当进行待测样品(4)透明液体的光电比色测量时，将仪器LED光源(5)发出的白光经过聚光透镜(6)变成平行光，直接照射U型玻璃比色皿(1)中的待测样品(4)上，经过待测样品(4)吸收的光线，被分成两部分：一部分经过分光元件(7)进行分光，再经过成像透镜(8)聚焦在面阵CCD(9)的部分感光面上，通过数据采集系统，通过公式(2)由ARM控制器进行计算得到单色光的吸收数据，用于实现光电比色计的测量；另一部分光通过成像透镜(8)聚焦在面阵CCD(9)的另一部分感光面上，通过数据采集系统，得到U型玻璃比色皿(1)的图像，用于装样时，检测U型玻璃比色皿(1)中的气泡和杂质。
其计算公式：A＝-lg(I/I0) (2)
A-被测液体的吸光度；I-透过被测液体的光强；I0-透过无被测液体比色皿的光强。
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