CN204479658U - 一种便携式液体介电常数测量笔 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于电子测量技术领域，特别涉及一种便携式液体介电常数测量笔。包括：壳体、液体介电常数测量探头、介电常数分析电路及显示电路；壳体为铝制壳体，用于连接、支撑、保护与屏蔽；液体介电常数测量探头安装在所述壳体顶端，具有同轴线结构，可探入液体内部用于介电常数测量；介电常数分析电路安装在所述壳体内部，与液体介电常数测量探头的输出端连接可用于接收和分析所述液体介电常数测量探头的测量数据；显示电路与所述介电常数分析电路连接，用于显示所述介电常数分析电路输出的介电常数数值。本实用新型具有便携，成本低，准确度高等优点，便于现场快速检测液体介电常数。
Description
技术领域
本实用新型属于电子测量技术领域，特别涉及一种便携式液体介电常数测量笔。
背景技术
中国是食用油消耗量最大的国家之一。根据卫生部发布的《中国居民营养与健康状况调查报告》，城市居民平均每天高达85.5克的脂肪摄入中，有一多半是通过烹调油摄入的。然而，随着“地沟油”现象的出现，大量废弃食用油脂经过简单提炼后流回餐桌，对消费者的健康构成严重威胁。据测算，近几年我国年均生产六百万吨地沟油，经各种渠道进入人们生活中的有三百万吨，达到国人一年的食用油消费总量的10％，相当于平均吃十顿饭就会吃到一次地沟油，地沟油检测已成为关乎民生的一件大事。
食用植物油是由多种碳氢化合物混合而成,属于非极性物质，其相对介电常数约为2.3。地沟油经受长时间的高温加热，而且不可避免地接触空气和水，因而会产生一些新的成分，包括丙烯酰胺、聚合物、原子团、自由脂肪酸、极性组分等，而已知其中一些成分会导致严重的健康问题，比如高血压，冠心病等，地沟油中可能含有的黄曲霉毒性更是砒霜的100倍。因此，有必要监测食用油的品质，判别食用油中是否含有地沟油，避免造成健康威胁。
油的品质劣化可通过油的颜色、气味、黏性，以及由于其总极性组分增加造成的化学变化等来表征。油的总极性组分的增加是通过极性物质的氧化、聚合、水解过程导致的，其相应地包括氧化产物、甘油二酯、自由脂肪酸等产物形成。根据文献“用介电常数法检测食用油在使用过程中质量的变化”(陈慰宗，食品工业科技，Vol.20，No.3，1999)，化学方法测出的总极性组分水平随油使用时间的变化与物理方法测出的介电常数的变化是完全一致的。所以利用介质改变电容值的原理，测量不同油样对应的电容值，进而反应出油样相对介电常数的变化，能够为鉴别油脂的品质好坏提供一定的依据。然而用常规的介电常数分析仪器来测量虽然测量精度高，但是操作复杂，耗时长，难以实现现场快速检测。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种针对不同液体的介电常数测量的便携式液体介电常数测试笔，可以在短时间内测试出油脂的介电常数，具有便携，成本低，准确度高等优点，便于现场快速检测。
本实用新型是这样实现的，一种便携式液体介电常数测量笔，包括：壳体、液体介电常数测量探头、介电常数分析电路及显示电路；
所述壳体为铝制壳体，用于连接、支撑、保护与屏蔽；
所述液体介电常数测量探头安装在所述壳体顶端，具有同轴线结构，可探入液体内部用于介电常数测量；
所述介电常数分析电路安装在所述壳体内部，与液体介电常数测量探头的输出端连接可用于接收和分析所述液体介电常数测量探头的测量数据；
所述显示电路与所述介电常数分析电路连接，用于显示所述介电常数分析电路输出的介电常数数值。
进一步地，所述液体介电常数测量探头的主体为聚四氟乙烯支撑座，具有同轴线结构，由内激励电极、外感应电极、探头屏蔽层，以及探头底座组成，在用于固定的圆形探头底座中心具有柱形内电极支撑架，四周具有筒形外电极支撑架，所述柱形内电极支撑架外侧镀有金属镀膜作为内激励电极，所述筒形外电极支撑架内侧镀有金属镀膜作为外感应电极,所述筒形外电极支撑架外侧镀有金属镀膜作为探头屏蔽层，所述探头屏蔽层与壳体相连并接地，起到电磁屏蔽的作用。
进一步地，所述探头底座设置有透气孔，透气孔为折线形孔道，当液体介电常数测量探头部分伸入液体中时方便空气排出。
进一步地，膜外层表面上覆盖有聚四氟乙烯组成的保护层，用以防止电极之间短路。
进一步地，所述介电常数分析电路由电容-数字转换器及电容测量外围电路组成，全部封装在所述壳体内部。
进一步地，所述液体介电常数测量探头到电容-数字转换器的引线距离介于1.5cm～3cm之间，有效减小测量电路的寄生电容及分布电容。
进一步地，所述显示电路由显示控制电路及小型显示屏组成，所述控制电路封装在所述壳体内部，所述小型显示屏安装在所述壳体外侧，能够直观的显示介电常数值。
本实用新型与现有技术相比，有益效果在于：
本实用新型可以在短时间内测试出油脂的介电常数，具有便携，成本低，准确度高等优点，便于现场快速检测。
附图说明
图1为本实用新型实施例的液体介电常数测量探头部分主视图(1)及俯视图(2)；
图2为本实用新型实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
参见图2，一种便携式液体介电常数测量笔，包括：壳体12、液体介电常数测量探头18、介电常数分析电路15及显示电路17；壳体12为铝制壳体，由1～2mm厚的铝制成，用于连接、支撑、保护与屏蔽；液体介电常数测量探头18安装在壳体12顶端，具有同轴线结构，可探入液体内部用于介电常数测量；介电常数分析电路15安装在所述壳体12内部，与液体介电常数测量探头的输出端连接可用于接收和分析所述液体介电常数测量探头的测量数据；显示电路17与介电常数分析电路15连接，用于显示所述介电常数分析电路输出的介电常数数值。显示电路17包括显示控制电路16以及与显示控制电路连接的显示屏11，通过显示控制电路16接受介电常数分析电路输出的介电常数数值控制显示屏11进行显示。
参见图1，液体介电常数探头18的主体部分为聚四氟乙烯支撑座7，聚四氟乙烯支撑座7具有同轴线结构，在用于固定的探头底座6上雕有高为H1＝4.0cm的柱形内电极支撑架1及高为H2＝4.0cm的筒形外电极支撑架3，外电极支撑架3与内电极支撑架1的垂直距离为D＝0.8cm。柱形内电极支撑架1外侧镀有金属镀膜作为内激励电极2，筒形外电极支撑架3内侧镀有金属镀膜作为外感应电极3，筒形外电极支撑架3外侧镀有金属镀膜作为探头屏蔽层5，探头屏蔽层5与壳体12相连并接地，起到电磁屏蔽的作用。把内激励电极2与外激励电极4间的电场近似看作均匀电场，圆柱形极板有效减小了边缘效应，提高了测量的准确性。所述探头底座6设置有透气孔8，透气孔8为折线形，当探头部分伸入液体中时方便空气排出。
壳体侧面安装有开始测试开关9、停止测试开关10，小型显示屏11，所述壳体12侧面安装结构用于人机交互。
介电常数分析电路15包括电容-数字转换器13及电容测量外围电路14。电容-数字转换器13以电容测量芯片AD7746为主体，设置该芯片采用单端浮地测量方式，置测量通道寄存器为1通道单端测量；设置测量模式为连续模式；设置片内补偿为4pF，使测量电容范围为0～8pF。液体介电常数测量探头到电容-数字转换器13的引线距离仅有1.5～3厘米，极大地减小了测量电路的寄生电容，分布电容。为防止外界电磁干扰，在最外层的聚四氟乙烯内有一层接地的金属镀膜，所述金属镀膜接地，可以起到电磁屏蔽作用。
整个结构最外层的表面上覆盖有聚四氟乙烯组成的保护层，保护层厚度介于0.5mm-1mm。
便携式液体介电常数测试笔运用变介质电容式传感器的原理,仅需将测量探头部分伸入到油脂中即可测量出油样介电常数，在测量电路中使用专用的可编程电容--数字转换芯片，设计出寄生电容小、抗干扰能力强的高精度电容式传感器测量仪器，测量计算出不同油脂的介电常数，具有便携、成本低廉、操作简便、现场快速检测等优点。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种便携式液体介电常数测量笔，其特征在于，包括：壳体、液体介电常数测量探头、介电常数分析电路及显示电路；
所述壳体为铝制壳体，用于连接、支撑、保护与屏蔽；
所述液体介电常数测量探头安装在所述壳体顶端，具有同轴线结构，可探入液体内部用于介电常数测量；
所述介电常数分析电路安装在所述壳体内部，与液体介电常数测量探头的输出端连接可用于接收和分析所述液体介电常数测量探头的测量数据；
所述显示电路与所述介电常数分析电路连接，用于显示所述介电常数分析电路输出的介电常数数值。
2.根据权利要求1所述的便携式液体介电常数测量笔，其特征在于，所述液体介电常数测量探头的主体为聚四氟乙烯支撑座，具有同轴线结构，由内激励电极、外感应电极、探头屏蔽层，以及探头底座组成，在用于固定的圆形探头底座中心具有柱形内电极支撑架，四周具有筒形外电极支撑架，所述柱形内电极支撑架外侧镀有金属镀膜作为内激励电极，所述筒形外电极支撑架内侧镀有金属镀膜作为外感应电极,所述筒形外电极支撑架外侧镀有金属镀膜作为探头屏蔽层，所述探头屏蔽层与壳体相连并接地，起到电磁屏蔽的作用。
3.根据权利要求2所述的便携式液体介电常数测量笔，其特征在于，所述探头底座设置有透气孔，透气孔为折线形孔道，当液体介电常数测量探头部分伸入液体中时方便空气排出。
4.根据权利要求2中所述的便携式液体介电常数测量笔，其特征在于，金属镀膜外层表面上覆盖有聚四氟乙烯组成的保护层，用以防止电极之间短路。
5.根据权利要求1所述的便携式液体介电常数测量笔，其特征在于，所述介电常数分析电路由电容-数字转换器及电容测量外围电路组成，全部封装在所述壳体内部。
6.根据权利要求5所述的便携式液体介电常数测量笔，其特征在于，所述 液体介电常数测量探头到电容-数字转换器的引线距离介于1.5cm～3cm之间，有效减小测量电路的寄生电容及分布电容。
7.根据权利要求1所述的便携式液体介电常数测量笔，其特征在于，所述显示电路由显示控制电路及小型显示屏组成，所述控制电路封装在所述壳体内部，所述小型显示屏安装在所述壳体外侧，能够直观的显示介电常数值。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105784059A (zh) * | 2016-05-04 | 2016-07-20 | 三峡大学 | 取样检测油标尺 |
| CN109581159A (zh) * | 2018-11-30 | 2019-04-05 | 华北电力大学 | 一种绝缘液体液态、气态及气液混合态介电特性测试腔 |
| CN110646475A (zh) * | 2018-06-27 | 2020-01-03 | 深圳市湛华技术有限公司 | 一种液体检测装置 |
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