CN220084629U - 一种控温型水分活度仪 - Google Patents

Abstract

一种控温型水分活度仪，属于水分活度检测领域，包括底壳，设置于底壳上的左侧壳体和右侧壳体，通过转轴与左侧壳体相连的上盖体，左侧壳体上设有样品槽；分别与上盖体与左侧壳体相连的气动支撑杆；放置在样品槽上的化学保护过滤器；安装在上盖体中的加热器、红外温度传感器和压强传感器；安装在右侧壳体上的显示屏；均安装在底壳中的微处理器、压力传感器和电源模块，加热器、红外温度传感器、压强传感器、压力传感器、电源模块和显示屏均与微处理器相连，加热器、红外温度传感器、压强传感器、压力传感器和显示屏均与电源模块相连。本实用新型检测时间短、检测效率和精度高，控温操作灵活，使用方便。

Description

一种控温型水分活度仪

技术领域

本实用新型属于水分活度检测技术领域，具体涉及一种控温型水分活度仪。

背景技术

水分活度(WaterActivity，Aw)，也被称为水活性、水活度等。水分活度是表征样品中水的能量状态的参数，即水分的结合程度(游离程度)，水分活度值越高，结合程度越低；水分活度值越低，结合程度越高。水分活度(Aw)的定义为：一定温度下样品所显示的水蒸气压P与同一温度下纯水蒸气压Po之比，即：Aw＝P/Po。通过测定样品的水分活度，可以判断样品的稳定性和微生物是否被抑制生长，从而对产品的安全货架期进行评估，对包装方式和包装材料进行评估，对产品配方进行评估。水分活度测定技术已经被广泛应用在食品、药品、化妆品等领域，已纳入众多标准体系，如GB中国国家标准，FDA、USDA法规和GMP、HAACCP等。

对于水分活度的测量主要采用水分活度测定仪器，目前，市面上出现的水分活度测定仪器形式各种各样。但是，大多数水分活度测定仪器无法实现温度灵活控制，测量过程中没有控温预热操作，延长了检测时间，检测效率不高；另外，市面上的水分活度测定仪器并没有设置针对挥发性物质的过滤装置，如聚乙二醇PEG、甘油、酒精、有机酸(如乙酸等)香精和精油等挥发性物质，这些挥发性物质广泛存在于食品、药品、化妆品中，它们会严重影响水分活度测量的精度，如果不采用有效的预防措施，还会在段时间内损坏传感器等器件。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供一种控温型水分活度仪。

本实用新型为解决技术问题所采用的技术方案如下：

本实用新型的一种控温型水分活度仪，包括：底壳，设置于底壳上的左侧壳体和右侧壳体，通过转轴与左侧壳体相连的上盖体，所述左侧壳体上设有样品槽；还包括：

分别与上盖体与左侧壳体相连的气动支撑杆；

放置在样品槽上的化学保护过滤器；

安装在上盖体中的加热器、红外温度传感器和压强传感器；

安装在右侧壳体上的显示屏；

均安装在底壳中的微处理器、压力传感器和电源模块，所述加热器、红外温度传感器、压强传感器、压力传感器、电源模块和显示屏均与微处理器相连，所述加热器、红外温度传感器、压强传感器、压力传感器和显示屏均与电源模块相连。

进一步的，所述加热器包括：安装在上盖体中的加热盘管和安装在底壳中的控温电路；所述加热盘管内置电热丝，所述电热丝与控温电路相连，所述控温电路分别与微处理器和电源模块相连。

进一步的，所述上盖体下表面设有加热器安装槽，所述上盖体下表面右侧边缘设有第二支撑杆安装孔；所述加热盘管、红外温度传感器和压强传感器均固定在加热器安装槽中；所述气动支撑杆上端安装在第二支撑杆安装孔中。

进一步的，所述样品槽边缘为阶梯结构，所述阶梯结构表面设有密封条，左侧壳体右侧边缘设有第一支撑杆安装孔；所述气动支撑杆下端安装在第一支撑杆安装孔中。

进一步的，所述化学保护过滤器由玻璃纤维棉层和环形边组成，所述环形边设置于玻璃纤维棉层边缘，所述环形边放置于样品槽边缘的阶梯结构上。

进一步的，所述右侧壳体上设有盛装杯插孔。

进一步的，还包括放置在盛装杯插孔中的样品盛装杯。

进一步的，所述控温电路包括：第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、NE555时基电路、第一二极管、第二二极管、稳压二极管、第一滑动电阻器、第二滑动电阻器、温度调节电位器、晶闸管和热敏传感器；加热盘管内的电热丝一端接第一电容，电热丝另一端接晶闸管；第一电阻并联在第一电容两端；第一电容另一端、第一二极管一端、第二二极管一端相连，第一二极管另一端、NE555时基电路的第八引脚、NE555时基电路的第四引脚、热敏传感器的集电极、温度调节电位器一端、第二电容一端、稳压二极管一端相连；晶闸管另一端、第二二极管另一端、NE555时基电路的第一引脚、第二滑动电阻器一端、温度调节电位器另一端、第二电容另一端、稳压二极管另一端相连；第一滑动电阻器一端与热敏传感器的发射极相连，第一滑动电阻器另一端与第二滑动电阻器另一端相连；第一滑动电阻器的滑动臂与NE555时基电路的第六引脚相连，第二滑动电阻器的滑动臂与NE555时基电路的第二引脚相连，温度调节电位器的滑动臂与NE555时基电路的第五引脚相连；晶闸管与第二电阻相连，第二电阻另一端与NE555时基电路的第三引脚相连。

进一步的，还包括固定在上盖体前表面的把手。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的一种控温型水分活度仪，通过设置控温电路能够实现样品槽的预热处理，并且能够实现15℃-50℃的精准控温操作，缩短了检测时间，提高了检测效率，控温操作灵活，使用方便。

本实用新型的一种控温型水分活度仪，通过设置化学保护过滤器，可以有效过滤待测样品中的挥发性物质，如甘油、PEG、酒精、乙酸、香精或精油等，从而有效避免挥发性物质对于水分活度测量的影响，提高检测精度。

附图说明

图1为本实用新型的一种控温型水分活度仪的结构示意图。

图2为本实用新型的一种控温型水分活度仪的结构示意图。

图3为化学保护过滤器的结构示意图。

图4为电路原理图。

图5为控温电路图。

图中，1、底壳，2、左侧壳体，3、化学保护过滤器，4、加热器，5、上盖体，6、把手，7、红外温度传感器，8、压强传感器，9、气动支撑杆，10、样品盛装杯，11、显示屏，12、右侧壳体。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1至图4所示，本实用新型的一种控温型水分活度仪，具体包括以下部件：底壳1、左侧壳体2、化学保护过滤器3、加热器4、上盖体5、把手6、红外温度传感器7、压强传感器8、气动支撑杆9、样品盛装杯10、显示屏11、右侧壳体12、微处理器、压力传感器和电源模块。

左侧壳体2和右侧壳体12设置于底壳1上，左侧壳体2上设置有样品槽201，样品槽201边缘为阶梯结构，阶梯结构表面设置有密封条203，左侧壳体2右侧边缘还设置有第一支撑杆安装孔202。

右侧壳体12上设置有盛装杯插孔120，用于放置样品盛装杯10。

显示屏11安装在右侧壳体12前表面。

化学保护过滤器3放置在左侧壳体2上的样品槽201上，如图3所示，化学保护过滤器3主要由玻璃纤维棉层301和环形边302组成，环形边302设置于玻璃纤维棉层301边缘，环形边302放置于样品槽201边缘的阶梯结构上。

在测量过程中，通过化学保护过滤器3可以有效过滤待测样品中的挥发性物质，如甘油、PEG、酒精、乙酸、香精或精油等，化学保护过滤器3主要由玻璃纤维棉层301和环形边302组成，其中的玻璃纤维棉层301能够在待测样品加热过程中吸收上述的挥发性物质，同时让水蒸气穿过，从而有效避免挥发性物质对于水分活度测量的影响，提高检测精度。

上盖体5下端通过转轴与左侧壳体2后端相连。

上盖体5下表面设置有加热器安装槽501，上盖体5下表面右侧边缘设置有第二支撑杆安装孔502。

气动支撑杆9上端与上盖体5相连，并且气动支撑杆9上端安装在第二支撑杆安装孔502中，气动支撑杆9下端与左侧壳体2相连，并且气动支撑杆9下端安装在第一支撑杆安装孔202中。

加热器4主要由加热盘管和控温电路组成，加热盘管内置电热丝，电热丝与控温电路相连；加热盘管、红外温度传感器7和压强传感器8均固定在上盖体5下表面的加热器安装槽501中。

把手6固定在上盖体5前表面。

微处理器、压力传感器、电源模块和控温电路均安装在底壳1中。如图4所示，红外温度传感器7、压强传感器8、压力传感器、电源模块、显示屏11和控温电路均与微处理器通过线缆相连；红外温度传感器7、压强传感器8、压力传感器、显示屏11和控温电路均与电源模块通过线缆相连。

本实用新型的一种控温型水分活度仪，测量时，接通电源后通过电源模块给微处理器、红外温度传感器7、压强传感器8、压力传感器、显示屏11和控温电路供电；先通过微处理器控制控温电路对加热盘管进行预加热处理，当加热到预设温度值后，打开上盖体5，将待测样品放置在样品槽201内，然后安装化学保护过滤器3，关闭上盖体5，继续通过微处理器控制控温电路对加热盘管进行加热处理，在测量过程中，不断通过压力传感器实时测量待测样品的重量变化，同时通过红外温度传感器7实时测量待测样品的温度变化，直至待测样品的重量恒重(重量不再发生变化)时，随即通过微处理器控制控温电路停止加热操作，压力传感器将待测样品恒重时的重量值上传给微处理器，红外温度传感器7将待测样品恒重时的温度值上传给微处理器，同时通过压强传感器8测量此时待测样品的平衡蒸汽气压值并传输给微处理器，微处理器接收测样品恒重时的重量值、温度值以及平衡蒸汽气压值并通过内置的水分活度计算算法计算出待测样品水分活度。

本实用新型通过控温电路可以实现待测样品水分活度测量过程中的控温操作，温度控制精确，控温精度±0.2℃，控温范围15℃-50℃，能够保证稳定的测量环境温度。

如图5所示，该控温电路主要包括：第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R1、第二电阻R2、NE555时基电路IC、第一二极管D1、第二二极管D2、稳压二极管D3、第一滑动电阻器RP1、第二滑动电阻器RP2、温度调节电位器RP3、晶闸管BCR和热敏传感器BG1；加热盘管内的电热丝一端接第一电容C1，电热丝另一端接晶闸管BCR；第一电阻R1并联在第一电容C1两端；第一电容C1另一端、第一二极管D1一端、第二二极管D2一端相连，第一二极管D1另一端、NE555时基电路IC的第八引脚⑧、NE555时基电路IC的第四引脚④、热敏传感器BG1的集电极、温度调节电位器RP3一端、第二电容C2一端、稳压二极管D3一端相连；晶闸管BCR另一端、第二二极管D2另一端、NE555时基电路IC的第一引脚①、第二滑动电阻器RP2一端、温度调节电位器RP3另一端、第二电容C2另一端、稳压二极管D3另一端相连；第一滑动电阻器RP1一端与热敏传感器BG1的发射极相连，第一滑动电阻器RP1另一端与第二滑动电阻器RP2另一端相连；第一滑动电阻器RP1的滑动臂与NE555时基电路IC的第六引脚⑥相连，第二滑动电阻器RP2的滑动臂与NE555时基电路IC的第二引脚②相连，温度调节电位器RP3的滑动臂与NE555时基电路IC的第五引脚⑤相连；晶闸管BCR与第二电阻R2相连，第二电阻R2另一端与NE555时基电路IC的第三引脚③相连。温度调节电位器RP3的滑动臂电位决定NE555时基电路IC的触发电位和阈电位，电源电压经第一电容C1和第一电阻R1限流降压作用后，再经过第一二极管D1和第二二极管D2整流、第二电容C2滤波、稳压二极管D3稳压后，获得9V左右的电压供NE555时基电路IC用。接通电源后，NE555时基电路IC的第三引脚③为高电位，此时晶闸管BCR被触发导通，电热丝通电发热，温度逐渐升高；热敏传感器BG1随温度的升高，其穿透电流增大，NE555时基电路IC的第三引脚③变为低电位，晶闸管BCR被截止断电，电热丝停止发热，温度开始逐渐下降，热敏传感器BG1的穿透电流随之逐渐减小，通过控温电路可以实现温度的灵活调节和控制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本实用新型保护内容的限制。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种控温型水分活度仪，包括：底壳，设置于底壳上的左侧壳体和右侧壳体，通过转轴与左侧壳体相连的上盖体，所述左侧壳体上设有样品槽；其特征在于，还包括：

分别与上盖体与左侧壳体相连的气动支撑杆；

放置在样品槽上的化学保护过滤器；

安装在上盖体中的加热器、红外温度传感器和压强传感器；

安装在右侧壳体上的显示屏；

均安装在底壳中的微处理器、压力传感器和电源模块，所述加热器、红外温度传感器、压强传感器、压力传感器、电源模块和显示屏均与微处理器相连，所述加热器、红外温度传感器、压强传感器、压力传感器和显示屏均与电源模块相连。

2.根据权利要求1所述的一种控温型水分活度仪，其特征在于，所述加热器包括：安装在上盖体中的加热盘管和安装在底壳中的控温电路；所述加热盘管内置电热丝，所述电热丝与控温电路相连，所述控温电路分别与微处理器和电源模块相连。

3.根据权利要求2所述的一种控温型水分活度仪，其特征在于，所述上盖体下表面设有加热器安装槽，所述上盖体下表面右侧边缘设有第二支撑杆安装孔；所述加热盘管、红外温度传感器和压强传感器均固定在加热器安装槽中；所述气动支撑杆上端安装在第二支撑杆安装孔中。

4.根据权利要求3所述的一种控温型水分活度仪，其特征在于，所述样品槽边缘为阶梯结构，所述阶梯结构表面设有密封条，左侧壳体右侧边缘设有第一支撑杆安装孔；所述气动支撑杆下端安装在第一支撑杆安装孔中。

5.根据权利要求4所述的一种控温型水分活度仪，其特征在于，所述化学保护过滤器由玻璃纤维棉层和环形边组成，所述环形边设置于玻璃纤维棉层边缘，所述环形边放置于样品槽边缘的阶梯结构上。

6.根据权利要求1所述的一种控温型水分活度仪，其特征在于，所述右侧壳体上设有盛装杯插孔。

7.根据权利要求6所述的一种控温型水分活度仪，其特征在于，还包括放置在盛装杯插孔中的样品盛装杯。

8.根据权利要求2所述的一种控温型水分活度仪，其特征在于，所述控温电路包括：第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、NE555时基电路、第一二极管、第二二极管、稳压二极管、第一滑动电阻器、第二滑动电阻器、温度调节电位器、晶闸管和热敏传感器；加热盘管内的电热丝一端接第一电容，电热丝另一端接晶闸管；第一电阻并联在第一电容两端；第一电容另一端、第一二极管一端、第二二极管一端相连，第一二极管另一端、NE555时基电路的第八引脚、NE555时基电路的第四引脚、热敏传感器的集电极、温度调节电位器一端、第二电容一端、稳压二极管一端相连；晶闸管另一端、第二二极管另一端、NE555时基电路的第一引脚、第二滑动电阻器一端、温度调节电位器另一端、第二电容另一端、稳压二极管另一端相连；第一滑动电阻器一端与热敏传感器的发射极相连，第一滑动电阻器另一端与第二滑动电阻器另一端相连；第一滑动电阻器的滑动臂与NE555时基电路的第六引脚相连，第二滑动电阻器的滑动臂与NE555时基电路的第二引脚相连，温度调节电位器的滑动臂与NE555时基电路的第五引脚相连；晶闸管与第二电阻相连，第二电阻另一端与NE555时基电路的第三引脚相连。

9.根据权利要求1所述的一种控温型水分活度仪，其特征在于，还包括固定在上盖体前表面的把手。