CN112798460B - 一种测定和实时监测肉类滴水损失的仪器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种测定和实时监测肉类滴水损失的仪器，包括：外壳、前盖板、线路板、降温系统和称重系统；本发明所述的仪器可支持多样本同时测定，同时支持多样本同时称重，节省了检测时间，数据更可靠，效率更高；本仪器较同类滴水损失检测仪具有更好的保温控温功能，具有更少的贼风扰动，试验更精确；本仪器较同类滴水损失检测仪器新增肉块重量的实时监测系统，支持全时间段获取数据，准确提供全时间段滴水损失变化规律；本仪器较同类滴水损失检测仪器具有智能数据传输系统，测定和实时监测智能化程度高。
Description
技术领域
本发明涉及肉类品质检测用辅助设备技术领域，具体涉及一种测定和实时监测肉类滴水损失的仪器。
背景技术
肌肉中大约含有75％左右的水分，20％的蛋白质，5％的脂肪以及少量的碳水化合物，微生物，矿物质等等。这些水分在屠宰，储藏，加工过程中很容易流失。肌肉可以通过自身的物理形态和化学构成对水分形成一定的束缚能力，评价这种束缚能力往往用4℃情况下的滴水损失来表示。滴水损失过高会带来肌肉蛋白质的损失以及风味物质的流失，从而明显降低肉品质，最终影响消费者的消费意愿。因此水分的存在对于肌肉的物理形态，风味，肉色和经济效益等具有重要意义。很多研究者也将滴水损失作为评价肉品质的最重要的指标之一。研究滴水损失机制的研究有很多，主要与肌肉储水空间，蛋白质净电荷量等有关。检测滴水损失的方法普遍参照滴水损失检测国家标准。相关研究人员和企业大多因地制宜，就地取材，利用泡沫箱和一般4℃冰箱，挂钩，台秤等设备进行检测，人工操作过程繁琐且粗糙，悬挂肉样和肉样称重的步骤无法同时进行，因此很难在满足大样本悬挂肉样的情况下同时检测体重变化，从而很容易造成误差，故而无法提供精确的数据测量。由于相关研究人员测定滴水损失的具体流程和误差来源不尽相同，产生的数据容易参差不齐，从而给研究人员和企业进行滴水损失指标的横向比较带来困难。更重要的是，目前市场中并没有专业测定滴水损失的仪器，目前已知的滴水损失测定相关设备大多比较简陋，普遍无法在保证精确性的情况下同时满足大样本测定，良好温度控制，全时间段重量段实时监测，智能化传输并分析数据等要求。因此有必要发明一种更为精确，灵敏，方便，智能的滴水损失测定和实时监测仪器来提供更可靠可信的数据，为肉品质的研究提供设备基础。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种肉类滴水损失测定和实时检测的仪器。为了实现本发明目的，首先进行了仪器的初步图表和外观设计，然后多次筛选制作该仪器的组件，最后优化加工工艺制作出该仪器，选取鸡肉，猪肉，羊肉等多种肉类并参照滴水损失检测国家标准与传统方法进行比较研究，进一步优化本仪器的精确度和效率。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种测定和实时监测肉类滴水损失的仪器，包括：外壳10、前盖板2、线路板36、降温系统和称重系统；
所述降温系统和线路板36均设置在外壳10的内部，所述外壳10的内部设有保温层11，保温层11上涂覆保温涂层12，
所述降温系统包括：温度探头18和控温模块37，所述温度探头18通过导线33和控温模块37连接，所述控温模块37安装在线路板36上；
所述称重系统包括：两根金属连杆14、若干倒刺挂钩16、若干应变片15、采集模块34和32位AD转换模块35，所述采集模块34和32位AD转换模块35均安装在线路板36上，所述线路板36上还安装有存储模块；
所述前盖板2设置在外壳10的前端，所述前盖板2的中部内嵌有显示屏3，所述外壳10的顶部端面为上盖板5，所述上盖板5用于保持仪器的密封性，所述上盖板5的中部设有温度探头18，所述温度探头18伸入保温层11的内部，所述外壳10的两侧端面为侧面盖板7，所述侧面盖板7的下部从前至后依次设有USB1接口8、USB2接口9和电源接口6，所述保温层11的上部从前至后依次设有两根金属连杆14，两根金属连杆14位于温度探头18的下方，
每个金属连杆14的下端从左至右依次安装若干倒刺挂钩16，每个倒刺挂钩16的外部均设有一个密封套17，密封套17的上部设有磁铁19，密封套17的顶端通过磁铁19与金属连杆14的下端连接，每个金属连杆14的上端从左至右依次设有若干应变片15，应变片15的位置与倒刺挂钩16的位置对应，所述倒刺挂钩16用于悬挂肉样品，所述密封套17用于封闭周围环境以防止肉样品之间互相干扰，所述若干应变片15通过导线33与采集模块34连接，采集模块34与32位AD转换模块35连接，所述32位AD转换模块35分别与显示屏3和存储模块连接，所述应变片15用于感应悬挂肉样品后金属连杆14的形变，并将形变信号转化为电阻信号，通过电位变化将电信号发送给采集模块34，所述采集模块34用于采集电信号并将电信号发送给32位AD转换模块35，所述32位AD转换模块35用于将电信号转化为重量变化数据，并将重量变化数据发送到显示屏3和存储模块，通过显示屏3显示重量变化曲线，通过存储模块保存重量变化数据。
在上述方案的基础上，所述降温系统还包括：若干导冷片13、若干TEC制冷片27、若干散热片28、若干水冷片29和若干水冷头30；
所述导冷片13、TEC制冷片27、散热片28、水冷片29和水冷头30的数量一一对应，
每个TEC制冷片27均包括：制冷面和制热面，制冷面和制热面上涂覆有导热硅脂，
每个水冷片29的一端均设有水冷头30，
导冷片13与TEC制冷片27的制冷面接触，用于给仪器内部空间制造低温环境，TEC制冷片27的制热面与散热片28接触，散热片28与水冷片29接触，导冷片13、TEC制冷片27、散热片28和水冷片29固定连接成一个整体，并固定在保温层11的内部。
在上述方案的基础上，所述降温系统还包括循环泵32，当循环泵32的数量为一个时，所述若干水冷头30通过水管31与循环泵32连接，当循环泵32的数量为若干个时，所述若干水冷头30通过水管31分别与若干循环泵32对应连接，所述循环泵32设置在外壳10与保温层11之间；
所述水管31内放有TEC专用循环泵冷却液，TEC专用循环泵冷却液在水管31内循环散热，用于将散热片28的热量带走，所述循环泵32用于将TEC专用循环泵冷却液中的热量释放到空气中，维持仪器内部的低温环境；
所述导冷片13为铝制金属散热片；
所述TEC制冷片27通过导线33与电源接口6连接，所述控温模块37与电源接口6连接，
所述温度探头18用于实时监测仪器内部的温度，并将温度数据发送给控温模块37，
所述控温模块37用于接收温度数据，当温度数据低于3.5℃时，控温模块37将关闭电源接口6，使TEC制冷片27停止工作，当温度数据高于4.5℃时，控温模块37开启电源接口6，使TEC制冷片27开启工作。
在上述方案的基础上，所述前盖板2的左右两侧均设有把手1，所述把手1用于将前盖板2从上往下翻开从而进行试验处理，所述前盖板2用于保证仪器内部的封闭性，所述显示屏3为触摸屏；
所述电源接口6为三项插口电源，安装在线路板36上，用于为仪器供电；
所述USB1接口8与线路板36上的存储模块连接，所述USB2接口9与显示屏3连接，所述USB1接口8和USB2接口9用于将仪器的实验数据传输到外部设备中。
在上述方案的基础上，所述外壳10的底部四角处均设有防滑垫4，所述防滑垫4为硬橡胶防滑垫，用于稳定仪器；
所述保温层11和保温涂层12用于保持仪器内部的温度稳定。
在上述方案的基础上，所述应变片15包括基底24、敏感栅25和引线26；所述敏感栅25设置在基底24上，所述基底24用于保护敏感删25，保证应变片15的相对位置，所述敏感栅25由金属电阻片弯曲而成，用于感应电阻变化；所述敏感栅25的两端引出两条引线26，引线26与导线33连接。
在上述方案的基础上，所述倒刺挂钩16由钩柄20、弯钩21、倒刺22和钩尖23构成；所述钩柄20的上端与金属连杆14的下端连接，所述钩柄20的下端与弯钩21的一端连接，弯钩21靠近另一端处设有倒刺22，所述倒刺22用于增强肉样品悬挂稳定性，弯钩21的另一端为钩尖23。
在上述方案的基础上，32位AD转换模块35的精确度为0.01，可以满足试验需求。
本发明的有益效果：
本发明所述的仪器可支持多样本同时测定，同时支持多样本同时称重，节省了检测时间，数据更可靠，效率更高
(1)本仪器较同类滴水损失检测仪具有更好的保温控温功能，具有更少的贼风扰动，试验更精确
(2)本仪器较同类滴水损失检测仪器新增肉块重量的实时监测系统，支持全时间段获取数据，准确提供全时间段滴水损失变化规律
(3)本仪器较同类滴水损失检测仪器具有智能数据传输系统，测定和实时监测智能化程度高
附图说明
本发明有如下附图：
图1本发明测定和实时监测肉类滴水损失的仪器的外部正视图。
图2本发明测定和实时监测肉类滴水损失的仪器的外部俯视图。
图3本发明测定和实时监测肉类滴水损失的仪器的外部侧视图。
图4本发明测定和实时监测肉类滴水损失的仪器的内部正视图。
图5本发明测定和实时监测肉类滴水损失的仪器的内部俯视图。
图6本发明测定和实时监测肉类滴水损失的仪器的内部侧视图。
图7本发明测定和实时监测肉类滴水损失的仪器的悬挂部件构造图。
图8本发明测定和实时监测肉类滴水损失的仪器的应变片构造图。
图9本发明测定和实时监测肉类滴水损失的仪器的温控和称量系统原理图。
图中：1-把手；2-前盖板；3-显示屏；4-防滑垫；5-上盖板；6-电源接口；7-侧面盖板；8-USB1接口；9-USB2接口；10-外壳；11-保温层；12-保温涂层；13-导冷片；14-金属连杆；15-应变片；16-倒刺挂钩；17-密封套；18-温度探头；19-磁铁；20-钩柄；21-弯钩；22-倒刺；23-钩尖；24-基底；25-敏感栅；26-引线；27-TEC制冷片；28-散热片；29-水冷片；30-水冷头；31-水管；32-循环泵；33-导线；34-采集模块；35-32位AD转换模块；36-线路板；37-控温模块。
具体实施方式
以下结合附图1-9对本发明作进一步详细说明。
如图1-6所示，一种测定和实时监测肉类滴水损失的仪器，包括：外壳10、前盖板2、线路板36、降温系统和称重系统；
所述降温系统和线路板36均设置在外壳10的内部，所述外壳10的内部设有保温层11，保温层11上涂覆保温涂层12，
所述降温系统包括：温度探头18和控温模块37，所述温度探头18通过导线33和控温模块37连接，所述控温模块37安装在线路板36上；
所述称重系统包括：两根金属连杆14、若干倒刺挂钩16、若干应变片15、采集模块34和32位AD转换模块35，所述采集模块34和32位AD转换模块35均安装在线路板36上，所述线路板36上还安装有存储模块；
所述前盖板2设置在外壳10的前端，所述前盖板2的中部内嵌有显示屏3，所述外壳10的顶部端面为上盖板5，所述上盖板5用于保持仪器的密封性，所述上盖板5的中部设有温度探头18，所述温度探头18伸入保温层11的内部，所述外壳10的两侧端面为侧面盖板7，所述侧面盖板7的下部从前至后依次设有USB1接口8、USB2接口9和电源接口6，所述保温层11的上部从前至后依次设有两根金属连杆14，两根金属连杆14位于温度探头18的下方，
每个金属连杆14的下端从左至右依次安装若干倒刺挂钩16，每个倒刺挂钩16的外部均设有一个密封套17，密封套17的上部设有磁铁19，密封套17的顶端通过磁铁19与金属连杆14的下端连接，每个金属连杆14的上端从左至右依次设有若干应变片15，应变片15的位置与倒刺挂钩16的位置对应，所述倒刺挂钩16用于悬挂肉样品，所述密封套17用于封闭周围环境以防止肉样品之间互相干扰，所述若干应变片15通过导线33与采集模块34连接，采集模块34与32位AD转换模块35连接，所述32位AD转换模块35分别与显示屏3和存储模块连接，所述应变片15用于感应悬挂肉样品后金属连杆14的形变，并将形变信号转化为电阻信号，通过电位变化将电信号发送给采集模块34，所述采集模块34用于采集电信号并将电信号发送给32位AD转换模块35，所述32位AD转换模块35用于将电信号转化为重量变化数据，并将重量变化数据发送到显示屏3和存储模块，通过显示屏3显示重量变化曲线，通过存储模块保存重量变化数据。
如图4、9所示，所述降温系统还包括：若干导冷片13、若干TEC制冷片27、若干散热片28、若干水冷片29和若干水冷头30；
所述导冷片13、TEC制冷片27、散热片28、水冷片29和水冷头30的数量一一对应，
每个TEC制冷片27均包括：制冷面和制热面，制冷面和制热面上涂覆有导热硅脂，
每个水冷片29的一端均设有水冷头30，
导冷片13与TEC制冷片27的制冷面接触，用于给仪器内部空间制造低温环境，TEC制冷片27的制热面与散热片28接触，散热片28与水冷片29接触，导冷片13、TEC制冷片27、散热片28和水冷片29固定连接成一个整体，并固定在保温层11的内部。
所述降温系统还包括循环泵32，当循环泵32的数量为一个时，所述若干水冷头30通过水管31与循环泵32连接，当循环泵32的数量为若干个时，所述若干水冷头30通过水管31分别与若干循环泵32对应连接，所述循环泵32设置在外壳10与保温层11之间；
所述水管31内放有TEC专用循环泵冷却液，TEC专用循环泵冷却液在水管31内循环散热，用于将散热片28的热量带走，所述循环泵32用于将TEC专用循环泵冷却液中的热量释放到空气中，维持仪器内部的低温环境；
所述导冷片13为铝制金属散热片；
所述TEC制冷片27通过导线33与电源接口6连接，所述控温模块37与电源接口6连接，
所述温度探头18用于实时监测仪器内部的温度，并将温度数据发送给控温模块37，
所述控温模块37用于接收温度数据，当温度数据低于3.5℃时，控温模块37将关闭电源接口6，使TEC制冷片27停止工作，当温度数据高于4.5℃时，控温模块37开启电源接口6，使TEC制冷片27开启工作。
如图1所示，所述前盖板2的左右两侧均设有把手1，所述把手1用于将前盖板2从上往下翻开从而进行试验处理，所述前盖板2用于保证仪器内部的封闭性，所述显示屏3为触摸屏；
所述电源接口6为三项插口电源，安装在线路板36上，用于为仪器供电；
所述USB1接口8与线路板36上的存储模块连接，所述USB2接口9与显示屏3连接，所述USB1接口8和USB2接口9用于将仪器的实验数据传输到外部设备中。
如图1所示，所述外壳10的底部四角处均设有防滑垫4，所述防滑垫4为硬橡胶防滑垫，用于稳定仪器；
所述保温层11和保温涂层12用于保持仪器内部的温度稳定。
如图8所示，所述应变片15包括基底24、敏感栅25和引线26；所述敏感栅25设置在基底24上，所述基底24用于保护敏感删25，保证应变片15的相对位置，所述敏感栅25由金属电阻片弯曲而成，用于感应电阻变化；所述敏感栅25的两端引出两条引线26，引线26与导线33连接。
如图7所示，所述倒刺挂钩16由钩柄20、弯钩21、倒刺22和钩尖23构成；所述钩柄20的上端与金属连杆14的下端连接，所述钩柄20的下端与弯钩21的一端连接，弯钩21靠近另一端处设有倒刺22，所述倒刺22用于增强肉样品悬挂稳定性，弯钩21的另一端为钩尖23。
具体实施：将肉样品挂在倒刺挂钩16上，通过应变片15做成对每一个样品单独称重而且能够单独计数的称量系统，使用32位AD转换模块35，精确度为0.01，通过采集模块34每隔30s接收每个样品的重量信号，在24小时内形成每一个肉样品重量变化的曲线；
通过TEC制冷片27和循环泵32制造出仪器内部4℃的低温环境，通过密封套17将肉样品隔离开，防止互相干扰，肉样品在该温度环境下保存24-72小时，按照国标检测滴水损失率来评价肉品质好坏；
滴水损失率测定公式：(初始肉重-悬挂24h后的肉重)/初始肉重*100％。
该仪器可以实时监测肉样重量变化且形成变化曲线。可以在符合国标的情况下最大程度满足试验精确的要求，可以准确得知肉样重量随时间变化的规律，这个变化规律往往预示着肌肉蛋白质分解速度变化，肌纤维储水空间变化等潜在机理，而且目前的研究并没有如此密集时间采集重量变化的报道出现，这使得本仪器具有较为深刻的发明价值。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (5)
1.一种测定和实时监测肉类滴水损失的仪器，其特征在于，包括：外壳(10)、前盖板(2)、线路板(36)、降温系统和称重系统；
所述降温系统和线路板(36)均设置在外壳(10)的内部，所述外壳(10)的内部设有保温层(11)，保温层(11)上涂覆保温涂层(12)，
所述降温系统包括：温度探头(18)和控温模块(37)，所述温度探头(18)通过导线(33)和控温模块(37)连接，所述控温模块(37)安装在线路板(36)上；
所述称重系统包括：两根金属连杆(14)、若干倒刺挂钩(16)、若干应变片(15)、采集模块(34)和32位AD转换模块(35)，所述采集模块(34)和32位AD转换模块(35)均安装在线路板(36)上，所述线路板(36)上还安装有存储模块；
所述前盖板(2)设置在外壳(10)的前端，所述前盖板(2)的中部内嵌有显示屏(3)，所述外壳(10)的顶部端面为上盖板(5)，所述上盖板(5)用于保持仪器的密封性，所述上盖板(5)的中部设有温度探头(18)，所述温度探头(18)伸入保温层(11)的内部，所述外壳(10)的两侧端面为侧面盖板(7)，所述侧面盖板(7)的下部从前至后依次设有USB1接口(8)、USB2接口(9)和电源接口(6)，所述保温层(11)的上部从前至后依次设有两根金属连杆(14)，两根金属连杆(14)位于温度探头(18)的下方，
每个金属连杆(14)的下端从左至右依次安装若干倒刺挂钩(16)，每个倒刺挂钩(16)的外部均设有一个密封套(17)，密封套(17)的上部设有磁铁(19)，密封套(17)的顶端通过磁铁(19)与金属连杆(14)的下端连接，每个金属连杆(14)的上端从左至右依次设有若干应变片(15)，应变片(15)的位置与倒刺挂钩(16)的位置对应，所述倒刺挂钩(16)用于悬挂肉样品，所述密封套(17)用于封闭周围环境以防止肉样品之间互相干扰，所述若干应变片(15)通过导线(33)与采集模块(34)连接，采集模块(34)与32位AD转换模块(35)连接，所述32位AD转换模块(35)分别与显示屏(3)和存储模块连接，所述应变片(15)用于感应悬挂肉样品后金属连杆(14)的形变，并将形变信号转化为电阻信号，通过电位变化将电信号发送给采集模块(34)，所述采集模块(34)用于采集电信号并将电信号发送给32位AD转换模块(35)，所述32位AD转换模块(35)用于将电信号转化为重量变化数据，并将重量变化数据发送到显示屏(3)和存储模块，通过显示屏(3)显示重量变化曲线，通过存储模块保存重量变化数据；
其中，所述降温系统还包括：若干导冷片(13)、若干TEC制冷片(27)、若干散热片(28)、若干水冷片(29)和若干水冷头(30)；
所述导冷片(13)、TEC制冷片(27)、散热片(28)、水冷片(29)和水冷头(30)的数量一一对应，
每个TEC制冷片(27)均包括：制冷面和制热面，制冷面和制热面上涂覆有导热硅脂，
每个水冷片(29)的一端均设有水冷头(30)，
导冷片(13)与TEC制冷片(27)的制冷面接触，用于给仪器内部空间制造低温环境，TEC制冷片(27)的制热面与散热片(28)接触，散热片(28)与水冷片(29)接触，导冷片(13)、TEC制冷片(27)、散热片(28)和水冷片(29)固定连接成一个整体，并固定在保温层(11)的内部；
所述应变片(15)包括基底(24)、敏感栅(25)和引线(26)；所述敏感栅(25)设置在基底(24)上，所述基底(24)用于保护敏感栅(25)，保证应变片(15)的相对位置，所述敏感栅(25)由金属电阻片弯曲而成，用于感应电阻变化；所述敏感栅(25)的两端引出两条引线(26)，引线(26)与导线(33)连接。
2.如权利要求1所述的测定和实时监测肉类滴水损失的仪器，其特征在于，所述降温系统还包括循环泵(32)，当循环泵(32)的数量为一个时，所述若干水冷头(30)通过水管(31)与循环泵(32)连接，当循环泵(32)的数量为若干个时，所述若干水冷头(30)通过水管(31)分别与若干循环泵(32)对应连接，所述循环泵(32)设置在外壳(10)与保温层(11)之间；
所述水管(31)内放有TEC专用循环泵冷却液，TEC专用循环泵冷却液在水管(31)内循环散热，用于将散热片(28)的热量带走，所述循环泵(32)用于将TEC专用循环泵冷却液中的热量释放到空气中，维持仪器内部的低温环境；
所述导冷片(13)为铝制金属散热片；
所述TEC制冷片(27)通过导线(33)与电源接口(6)连接，所述控温模块(37)与电源接口(6)连接，
所述温度探头(18)用于实时监测仪器内部的温度，并将温度数据发送给控温模块(37)，
所述控温模块(37)用于接收温度数据，当温度数据低于3.5℃时，控温模块(37)关闭电源接口(6)，使TEC制冷片(27)停止工作，当温度数据高于4.5℃时，控温模块(37)开启电源接口(6)，使TEC制冷片(27)开启工作。
3.如权利要求1所述的测定和实时监测肉类滴水损失的仪器，其特征在于，所述前盖板(2)的左右两侧均设有把手(1)，所述把手(1)用于将前盖板(2)从上往下翻开从而进行试验处理，所述前盖板(2)用于保证仪器内部的封闭性，所述显示屏(3)为触摸屏；
所述电源接口(6)为三项插口电源，安装在线路板(36)上，用于为仪器供电；
所述USB1接口(8)与线路板(36)上的存储模块连接，所述USB2接口(9)与显示屏(3)连接，所述USB1接口(8)和USB2接口(9)用于将仪器的实验数据传输到外部设备中。
4.如权利要求1所述的测定和实时监测肉类滴水损失的仪器，其特征在于，所述外壳(10)的底部四角处均设有防滑垫(4)，所述防滑垫(4)为硬橡胶防滑垫，用于稳定仪器；
所述保温层(11)和保温涂层(12)用于保持仪器内部的温度稳定。
5.如权利要求1所述的测定和实时监测肉类滴水损失的仪器，其特征在于，所述倒刺挂钩(16)由钩柄(20)、弯钩(21)、倒刺(22)和钩尖(23)构成；所述钩柄(20)的上端与金属连杆(14)的下端连接，所述钩柄(20)的下端与弯钩(21)的一端连接，弯钩(21)靠近另一端处设有倒刺(22)，所述倒刺(22)用于增强肉样品悬挂稳定性，弯钩(21)的另一端为钩尖(23)。
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