CN208766150U - 一种物品状态及环境测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种物品状态及环境测量装置，包含：(1)测量模块(50)：包含信号输出单元(51)、信号转换单元(52)、探针(53)以及辐射检测单元(54)，探针(53)将信号输出给待测物品，接收待测物回传的测量信号，辐射检测单元(54)接收背景辐射并产生相应的辐射信号；(2)物品状态及环境资料库(40)，储存物品状态信息以及背景辐射状态信息；及(3)处理单元(30)，计算待测物的导电性指标以及离子浓度，由辐射信号计算辐射强度，将计算获得的所有量与环境及物品状态资料库内的物品状态信息及背景辐射状态信息进行比对，从而判断待测物状态及背景辐射状态。该测量装置实时并降低成本的获得物品状态和环境辐射信息并进行比对后获得状态信息。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种检测物品状态及环境的装置，更具体的，本实用新型涉及一种用于检测环境的背景辐射强度及待测物离子浓度，以判断物品状态及环境的装置。
背景技术
目前，人们食用的食品、使用的棉织品等生活用品，包括日常生活和工作中使用的物品无疑都含有由于滥用科技带来的违禁化肥、化学品，土壤的化肥含量也在持续增加，对人类的健康造成了巨大的伤害。除了食品中容易残留的有毒物质外，食品过于成熟或者腐烂不新鲜的时候，通常会伴随细胞膜破坏，有害离子会流到细胞间隙从而导致食品中的有害离子浓度升高。因此，为了避免食用或使用含有高含量残留有害离子的食品或物品，需要一种能够测量物品品质的装置。
目前的离子浓度检测方法均是使用实验室内的各种精密仪器对采样样本进行测量提取分析，对于一般家庭来说，时间和金钱成本过高，程序复杂且不实时检测，不方便，一般人也无法根据生活常识在获知离子浓度的情况下判断物品的状态。
此外，目前电子产品普及率很高，通讯基站、高压电塔更是鳞次栉比，在享受现代化生活便利设备的同时，人们也可能会随时受到有害辐射的近距离侵蚀，因此，为了避免有害辐射，需要一种能够快速检测所在环境是否处于有害辐射强度下的装置。
发明内容
本实用新型的发明构思在于针对现有技术的问题，提供一种物品状态及环境测量装置，可以通过探针探测待测物的离子含量、辐射检测单元检测背景辐射，并通过显示模块显示待测物的状态及背景辐射状态。
本实用新型的目的在于提供一种物品状态及环境测量装置，包含：
测量模块，包含信号输出单元、信号转换单元、探针以及辐射检测单元，所述探针将信号输出给待测物品，并且接收待测物回传的测量信号，辐射检测单元接收背景辐射并产生相应的辐射信号；
物品状态及环境资料库，用于储存物品状态信息以及背景辐射状态信息；及
处理单元，计算待测物的导电性指标以及离子浓度，由辐射信号计算辐射强度，将计算获得的所有量与环境及物品状态资料库内的物品状态信息及背景辐射状态信息进行比对，从而判断待测物状态及背景辐射状态。
优选的，所述离子浓度包括氯化物浓度、硝酸盐离子浓度、硫酸盐离子浓度以及亚硝酸盐离子浓度。
优选的，所述辐射检测单元还包括：半导体阵列、放大器及脉冲计数器，其中，所述半导体阵列可接收环境辐射并生成辐射脉冲，所述放大器放大所述辐射脉冲，所述脉冲计数器计算辐射脉冲从而获得辐射信号。
优选的，所述物品状态及环境测量装置还包括：显示模块，所述显示模块与处理单元电连接，所述处理单元通过所述显示模块输出待测物状态及环境的背景辐射状态。
优选的，所述物品状态及环境测量装置还包括：输入模块和感应模块，所述输入模块与所述处理单元电连接，所述感应模块感应使用者的操作过程，识别输入资料，将所述输入资料输入所述处理单元，所述处理单元处理所述输入资料并在所述显示模块上输出相应的反馈。
优选的，所述感应模块为触控模块，与所述显示模块组合为触控式屏幕。
优选的，所述物品状态及环境测量装置包括多个待测物种类，使用者根据待测物种类通过触控模块选择相应的待测物对应的待测物种类，所述处理单元根据使用者选择的待测物种类判断待测物状态。
采用该物品状态及环境测量装置实施物品状态的检测方法包括：
(1)在测量待测物前进行校正，排除当执行测量步骤时测量到的寄生电路参数(S41)，包括：将探针置入待测物内之前，将信号首先传送到探针，采用模数转换器测量寄生电路的参数并存入处理单元的存储单元内，以提高测量精确度；
(2)使用者由触控模块选择待测物种类(S42)；
(3)将探针放在待测物内(S43)；
(4)测量探针与待测物接触而产生的电压值，并由模数转换器获得转换值ADC值(S44)；
(5)处理单元将物品状态与环境资料库中的数据与测量数据进行比较(S45)；
(6)输出待测物状态并在显示模块上显示(S46)。
采用该物品状态及环境测量装置实施环境的背景辐射状态检测方法包括：
(1)在测量环境的背景辐射状态前进行校正，排除当执行测量步骤时测量到的寄生电路参数(S51)，包括：测量寄生电路的参数并存入处理单元的存储单元内，以提高测量精确度；
(2)使用者由触控模块选择待测物种类(S42)；
(3)启动辐射测量单元开始检测并获得辐射信号(S53)；
(4)处理单元计算所测得的辐射信号并产生辐射强度(S54)；
(5)处理单元将物品状态与环境资料库中的背景辐射状态信息与获得的辐射强度进行比较(S55)；
(6)输出背景辐射状态并在显示模块上显示(S56)。
本实用新型的测量装置可用于食品加工厂、家庭、社区中，使用者可以很快判断生活用品的品质，所在地辐射的种类和幅度，从而借助由实验室测量并存储在资料库中的数据判断是否处于有害辐射下，无须进行待测物精细采样，节约时间和经济成本。
根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。本实用新型的目标及特征考虑到如下结合附图的描述将更加明显，附图中：
图1为根据本实用新型实施例的物品状态检测装置系统框图；
图2为根据本实用新型实施例的实验ADC值相对饮用水中硝酸钾浓度图表；
图3A-3C分别表示根据本实用新型实施例的针对实验室测得的胡萝卜、100％棉织品、一次性可再生杯的硝酸含量相对于本检测装置对上述物品检测所测量获得的数值的对照图表；
图4为使用根据本实用新型实施例的物品状态及环境检测装置来检测待测物的方法流程图；
图5为使用根据本实用新型实施例的物品状态及环境检测装置检测环境的背景辐射状态的方法流程图。
具体实施方式
参见图1，物品状态及环境检测装置1包括电源10、电源管理模块20、处理单元30、物品状态及环境资料库40、测量模块50、输入模块60以及显示模块70。电源10为交流电源或者蓄电池等，与电源管理模块20电连接，电源管理模块20与处理单元30电连接，输入端口可以使用串联接口充电，也可以直接连接交流电源的各种规格输入端。电源管理模块20包含模数转换器(图中未示出)，模数转换器与分流器连接，测量蓄电池电量，确保为处理单元30以及其他用电设备提供稳定的电源。物品状态及环境资料库40、测量模块50、输入模块60以及显示模块70分别与处理单元30电连接，其中，物品状态及环境资料库40用于存储实验室获得的定义离子浓度与物品状态对应关系的信息，以及用于定义辐射信号强度与背景辐射状态的信息。测量模块50包括信号输出单元51、信号转换单元52、探针 53以及辐射检测单元54，探针53与信号输出单元51以及信号转换单元52电连接，信号输出单元51将输出信号发送给待测物(图中未示出)，并接收待测物发回的测量信号，并发送给信号转换单元52，辐射检测单元接收环境的背景辐射从而产生辐射信号。
处理单元30接收信号转换单元52转换的测量信号，并计算待测物的导电性指标，由此计算待测物的离子浓度，此后与资料库40中的物品状态信息进行对比来判断待测物的状态。离子浓度包括氯化物浓度、硝酸盐离子浓度、硫酸盐离子浓度以及亚硝酸盐离子浓度。但不限于此。此处所指的待测物状态可以代表食品新鲜程度、日常用品农药或化学物品残留或食品中的有害离子含量。本实施例中，使用便携、成本低廉的中央处理器作为检测装置中枢，其中所包含的元件及构造以及中央处理器的内部构造为本领域技术人员所熟知的，在此不再赘述。处理单元30还会计算辐射检测单元54的辐射讯号包含的辐射强度信息，并与资料库40中的背景辐射状态信息对比获得环境的背景辐射状态。
所述辐射检测单元54还包括：半导体阵列541、放大器542及脉冲计数器543，其中，所述半导体阵列为PIN型半导体，但不限于此，可以由各种半导体取代，将PIN半导体阵列作为伽马辐射探测器，可接收环境辐射并生成伽马辐射脉冲，当然也可以不限于伽马辐射探测器，由其他种类的辐射探测器取代。放大器542放大所述辐射脉冲，脉冲计数器543计算辐射脉冲从而获得辐射信号，将其传送到处理单元30，处理单元30接收辐射信息并重新计算为辐射强度，辐射强度可以使辐射功率或者其他表征强度的物理量。
物品状态及环境测量装置还包括：显示模块70，显示模块70与处理单元30电连接，所述处理单元通过所述显示模块输出待测物装态及环境的背景辐射状态。物品状态及环境测量装置还包括：输入模块60和感应模块，输入模块与处理单元30电连接，感应模块感应使用者的操作过程，识别输入资料，将所述输入资料输入所述处理单元，所述处理单元处理所述输入资料并在所述显示模块上输出相应的反馈。感应模块为触控模块，与显示模块70组合为触控式屏幕，触控式屏幕由处理单元30分析并处理使用者手指的按压合移动，借此产生图形使用者界面反馈，由于物品状态及环境测量装置包括多个待测物种类，使用者根据待测物种类通过触控模块选择相应的待测物对应的待测物种类，处理单元30根据使用者选择的待测物种类判断待测物状态。显示模块70还用于显示电池管理模块20所测量的蓄电池的电量，供使用者实施获知电池电量使用状况。
物品状态及环境资料库40中的数据通过实验获得，作为例子浓度与物品状态对应的依据，信号转换单元52包括模数转换器，本实施例输出信号为高频信号，电流或电压，因此需要将探针检测到的测量信号经信号转换单元52转换获得转换值。由于待测物离子浓度与导电性之间存在相关性，由定量实验获得的转换值与离子浓度之间也存在相关性。
参见图2，为根据本实用新型实施例的实验ADC值相对饮用水中硝酸钾浓度图表，在实验室中，在具有不同控制浓度的硝酸钾饮用水中，测定之前的ADC值，同时，在标准实验室中，对选定食物的 ADC值进行测定，由于食品腐烂程度增加，食品内硝酸盐浓度随之增加，导电性参数增加，测量获得的ADC值随之增加，由此确定表格中用于随后计算盐类近似浓度和食品腐烂程度的参数。
图3A-3C分别表示根据本实用新型实施例的针对实验室测得的胡萝卜、100％棉织品、一次性可再生杯的硝酸含量相对于本检测装置对上述物品检测所测量获得的数值的对照图表，根据附图3A-3C，进行迭代和数值分析获得第一近似方程：n(KNO3, mg/kg)＝k*N(mole/liter)+b，其中，n(KNO3,mg/kg)代表食品重量每公斤的硝酸浓度，N(mole/liter)代表每公升的摩尔浓度，k及b代表线性近似参数，通常，k及b可以选择饮用水中的硝酸含量及食品中的硝酸含量之间的系数关系，这两个系数取决于食品的组织结构，如组织的偶极距、离子分布、硝酸盐和其他盐类的比例、细胞膜状态及其导电性。对数据总结归纳建立各种食品的参数资料库，以便根据本实用新型的装置测量物品状态。同样可以建立辐射信号强度与背景辐射状态的对应关系资料库，用于后续对比。
图4为使用根据本实用新型实施例的物品状态及环境检测装置检测待测物的方法流程图，包括：
(1)在测量待测物前进行校正，排除当执行测量步骤时测量到的寄生电路参数(S41)，包括：测量辐射监测单元寄生电路的参数并存入处理单元的存储单元内，以提高测量精确度；
(2)使用者由触控模块选择测量辐射(S52)；
(3)将探针放在待测物内(S43)；
(4)测量探针与待测物接触而产生的电压值，并由模数转换器获得转换值ADC值(S44)；
(5)处理单元将物品状态与环境资料库中的数据与测量数据进行比较(S45)；
(6)输出待测物状态并在显示模块上显示(S46)。
图5为使用根据本实用新型实施例的物品状态及环境检测装置检测环境的背景辐射状态的方法流程图，包括：
(1)在测量环境的背景辐射状态前进行校正，排除当执行测量步骤时测量到的寄生电路参数(S51)，包括：测量寄生电路的参数并存入处理单元的存储单元内，以提高测量精确度；
(2)使用者由触控模块选择待测物种类(S42)；
(3)启动辐射测量单元开始检测并获得辐射信号(S53)；
(4)处理单元计算所测得的辐射信号并产生辐射强度(S54)；
(5)处理单元将物品状态与环境资料库中的背景辐射状态信息与获得的辐射强度进行比较(S55)；
(6)输出背景辐射状态并在显示模块上显示(S56)。
本实用新型的测量装置和方法可用于食品加工厂、家庭、社区中，使用者可以随时并且很快判断生活用品的品质，所在地辐射的种类和幅度，从而借助由实验室测量并存储在资料库中的数据判断是否处于有害辐射下，无须进行待测物精细采样，节约时间和经济成本。
虽然本实用新型已经参考特定的说明性实施例进行了描述，但是不会受到这些实施例的限定而仅仅受到附加权利要求的限定。本领域技术人员应当理解可以在不偏离本实用新型的保护范围和精神的情况下对本实用新型的实施例能够进行改动和修改。
Claims (7)
1.一种物品状态及环境测量装置，其特征在于包含：
测量模块(50)：包含信号输出单元(51)、信号转换单元(52)、探针(53)以及辐射检测单元(54)，所述探针(53)将信号输出给待测物品，并且接收待测物回传的测量信号，辐射检测单元(54)接收背景辐射并产生相应的辐射信号；
物品状态及环境资料库(40)，用于储存物品状态信息以及背景辐射状态信息；及
处理单元(30)，计算待测物的导电性指标以及离子浓度，由辐射信号计算辐射强度，将计算获得的所有量与环境及物品状态资料库内的物品状态信息及背景辐射状态信息进行比对，从而判断待测物状态及背景辐射状态。
2.根据权利要求1所述的物品状态及环境测量装置，其特征在于：所述离子浓度包括氯化物浓度、硝酸盐离子浓度、硫酸盐离子浓度以及亚硝酸盐离子浓度。
3.根据权利要求1所述的物品状态及环境测量装置，其特征在于：所述辐射检测单元(54)还包括：半导体阵列(541)、放大器(542)及脉冲计数器(543)，其中，所述半导体阵列(541)可接收环境辐射并生成辐射脉冲，所述放大器(542)放大所述辐射脉冲，所述脉冲计数器(543)计算辐射脉冲从而获得辐射信号。
4.根据权利要求1所述的物品状态及环境测量装置，其特征在于：所述物品状态及环境测量装置还包括：显示模块(70)，所述显示模块(70)与处理单元(30)电连接，所述处理单元(30)通过所述显示模块(70)输出待测物状态及环境的背景辐射状态。
5.根据权利要求4所述的物品状态及环境测量装置，其特征在于：所述物品状态及环境测量装置还包括：输入模块(60)和感应模块，所述输入模块(60)与所述处理单元(30)电连接，所述感应模块感应使用者的操作过程，识别输入资料，将所述输入资料输入所述处理单元，所述处理单元(30)处理所述输入资料并在所述显示模块(70)上输出相应的反馈。
6.根据权利要求5所述的物品状态及环境测量装置，其特征在于：所述感应模块为触控模块，与所述显示模块组合为触控式屏幕。
7.根据权利要求6所述的物品状态及环境测量装置，其特征在于：所述物品状态及环境测量装置包括多个待测物种类，使用者根据待测物种类通过触控模块选择相应的待测物对应的待测物种类，所述处理单元根据使用者选择的待测物种类判断待测物状态。
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Cited By (1)
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| CN108344840A (zh) * | 2018-04-19 | 2018-07-31 | 沧州子芩信息科技有限公司 | 一种物品状态及环境测量装置及检测方法 |
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2018
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| CN108344840A (zh) * | 2018-04-19 | 2018-07-31 | 沧州子芩信息科技有限公司 | 一种物品状态及环境测量装置及检测方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
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Effective date of registration: 20240814 Address after: Room 1119, Building 5, Hegong Science and Technology Park, High tech Zone, Cangzhou City, Hebei Province 061019 Patentee after: Hua Xu JS Cangzhou Intellectual Property Service Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 061001 Building 5, Science and Technology Park, Hebei University of Technology, High tech Zone, Cangzhou City, Hebei Province 1122 Patentee before: CANGZHOU ZIQIN INFORMATION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Country or region before: China |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20241011 Address after: Room 1123, Building 5, Hebei University of Technology Science Park, High tech Zone, Cangzhou City, Hebei Province 061000 Patentee after: 1002 INFORMATION TECHNOLOGY (CANGZHOU) Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: Room 1119, Building 5, Hegong Science and Technology Park, High tech Zone, Cangzhou City, Hebei Province 061019 Patentee before: Hua Xu JS Cangzhou Intellectual Property Service Co.,Ltd. Country or region before: China |