专利名称：一种盒装乳制品酸性的检测方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及乳品检测技术，特别是一种基于电容法的酸化程度快速无损检测盒装乳制品酸性的检测方法及装置。
背景技术：
乳品工业是食品工业的重要组成部分，其制品在食品工业中占有重要的地位。据有关资料报导，世界各乳品大国乳品工业产值占食品工业产值都在10%以上，其中美国为12. 4%、法国为21.9%、德国为19. I %、英国为11.8%。牛乳具有鲜活易腐的自然属性，乳牛挤乳一日几次，需要及时冷却、收集、储运，生产及销售的任何一个环节不协调都将影响乳及其制品的质量安全。因此，解决好乳品质量安全问题具有特殊的意义。乳品酸化程度是反映乳制品是否变质的重要指标之一。目前乳制品酸化程度的检测，主要是化学方法，既打开包装，取样后用滴定的方法检测，或者用PH计测量。用这些方法测量，费时费力，而且每次都要开包化验，对乳制品也是很大的浪费。现有技术中其他乳品检测方法尚无法运用于乳品酸化程度检验，例如申请号为“200610011234. 1”，名称为“一种利用近红外光谱鉴别生鲜乳和商品乳中的还原乳的方法”，申请号为“200910131584. 5”，名称为“一种乳及乳制品中氨基酸含量检测的回收实验方法”的中国发明申请所公开的检测方法，均无法用于检测乳品的酸化程度，判断乳品是否变质。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种盒装乳制品酸度检测方法及装置，能够快速无损地进行检测，解决现有乳制品酸化程度检测必须开包化验的技术问题。为了实现上述目的，本发明提供了一种盒装乳制品酸性的检测装置，其中，包括电容采集输出�？椋糜诓杉觳馊檠牡缛葜挡⒔龅缛葜底晃缪怪挡⑹涑龈玫缪怪担谎沽Σ杉涑瞿？椋糜诓杉⑹涑鏊鋈檠胨鲅沽Σ杉涑瞿？榈慕哟ッ娴木蔡�/或动态的压力分布信息；数据处理及输出�？椋直鹩胨龅缛莶杉涑瞿？楹退鲅沽Σ杉涑瞿？榱樱糜诮邮詹⒃怂闼龅缛莶杉涑瞿？楹退鲅沽Σ杉涑瞿？槭涑龅乃龅缪怪岛退鲅沽Ψ植夹畔ⅲ玫讲⑹涑鏊馊檠腜H值。上述的盒装乳制品酸性的检测装置，其中，所述电容采集输出�？榘�
、
两平行板电极，具有固定的相对面积和距离，用于组成待测电容以检测放置于所述两平行板电极之间的乳样的电容值；电容测量电路，分别与所述两平行板电极连接，用于采集测得的所述电容值，将所述电容值转换为电压值，并将所述电压值输出。上述的盒装乳制品酸性的检测装置，其中，所述压力采集输出�？榘�
压力阵列传感器，位于所述两平行板电极下方并与所述两平行板电极垂直设置，用于测量所述乳样的压力分布信息；压力阵列检测装置，与所述压力阵列传感器连接，用于采集测得的所述压力分布信息，并将所述压力分布信息输出。上述的盒装乳制品酸性的检测装置，其中，所述压力阵列传感器包括多个传感器单元及用于起保护作用的上塑胶层与下塑胶层，所述多个传感器单元位于所述上塑胶层和所述下塑胶层之间。上述的盒装乳制品酸性的检测装置，其中，所述多个传感器单元包括金属板底座和多个探头组成的探头阵列，所述探头包括固定端与悬空端，所述固定端固定于所述金属板底座，所述探头与所述压力阵列检测装置连接。上述的盒装乳制品酸性的检测装置，其中，所述压力阵列检测装置包括压力阵列检测电路，与所述压力阵列传感器连接，用于检测所述乳样在所述压力阵列传感器上的压力分布信息；单片机，分别与所述压力阵列检测电路和所述数据处理及输出�？榱樱糜诓杉硭鲅沽Ψ植夹畔⒉⒔砗蟮乃鲅沽Ψ植夹畔⑹涑�。上述的盒装乳制品酸性的检测装置，其中，所述数据处理及输出�？榘ㄐ畔⒋娲⒌ピ糜诖娲⒈曜既檠腜H值；信息运算单元，用于根据所测得的所述电压值和所述压力分布信息及所述标准乳样的PH值，运算得到所测乳样的PH值；信息输出单元，用于输出所述的所测乳样的PH值。上述的盒装乳制品酸性的检测装置，其中，所述数据处理及输出�？榛拱ㄐ畔⒈冉系ピ糜诮鏊馊檠腜H值与临界PH值比较，并判断所述乳样是否变质，将判断结果发送给所述信息输出单元，通过所述信息输出单元输出所述判断结果。上述的盒装乳制品酸性的检测装置，其中，还包括报警装置，所述报警装置与所述数据处理及信息显示�？榱樱糜谘繁渲适狈⒊霰ň藕�。为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种盒装乳制品酸性的检测方法，其中，包括如下步骤电容采集输出步骤，采集所检测乳样的电容值并将所述电容值转换为电压值并输出该电压值；压力采集输出步骤，采集并输出所述乳样与所述压力采集输出�？榈慕哟ッ娴木蔡�/或动态的压力分布信息；数据处理及输出步骤，接收并运算所述电容采集输出步骤和所述压力采集输出步骤输出的所述电压值和所述压力分布信息，得到并输出所测乳样的PH值。上述的盒装乳制品酸性的检测方法，其中，所述电容采集输出步骤包括设置两平行板电极，使所述两平行板电极之间具有固定的相对面积和距离，用于组成电容器以检测放置于所述两平行板电极之间的乳样的电容值；设置电容测量电路，分别与所述两平行板电极连接，用于采集测得的所述电容值，将所述电容值转换为电压值，并将所述电压值输出。上述的盒装乳制品酸性的检测方法，其中，所述压力采集输出步骤包括、
设置压力阵列传感器，位于所述两平行板电极下方并与所述两平行板电极垂直设置，用于测量所述乳样的压力分布信息；设置压力阵列检测装置，与所述压力阵列传感器连接，用于采集测得的所述压力分布信息，并将所述压力分布信息输出。上述的盒装乳制品酸性的检测方法，其中，所述设置压力阵列检测装置步骤包括设置压力阵列检测电路，与所述压力阵列传感器连接，用于检测所述乳样在所述压力阵列传感器上的压力分布信息；设置一单片机，用于采集处理所述压力分布信息并将处理后的所述压力分布信息输出。上述的盒装乳制品酸性的检测方法，其中，所述数据处理及输出步骤包括信息存储步骤，用于存储标准乳样的PH值；信息运算步骤，用于根据所测得的所述电压值和所述压力分布信息及所述标准乳样的PH值，运算得到所测乳样的PH值；信息输出步骤，用于输出所述的所测乳样的PH值。上述的盒装乳制品酸性的检测方法，其中，所述数据处理及输出步骤还包括信息比较步骤，用于将所述所测乳样的PH值与临界PH值比较，并判断所述乳样是否变质，将判断结果发送给所述信息输出步骤，通过所述信息输出步骤输出所述判断结果。上述的盒装乳制品酸性的检测方法，其中，还包括报警步骤，用于样品变质时发出
报警信号。本发明的技术效果在于本发明利用物理方法和电化学原理，将盒装乳制品放在两个固定的电极板之间，根据液体中离子浓度不同所表现出的介电常数的差别来测量其酸性，实现了不开包在线检测，大大减少了原来方法对人力物力财力的浪费。本发明针对目前乳制品检测需开包化验的问题，提出了一种基于电容的无损检测方法，能够快速方便地进行检测，从而节省了化验时间和避免了乳品的浪费。以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
图I本发明的检测装置的结构框图；图2本发明的检测装置一实施例的结构框图；图3本发明盒装乳制品酸性的检测装置一实施例的结构示意图图4图3所示本发明的压力传感器结构示意图；图5图3所示本发明的嵌入式控制器结构示意图；图6图3所示的本发明的压力检测装置结构框图；图7图3所示的本发明压力采集输出�？榈牧庸叵凳疽馔迹煌�8图3所示的本发明的电容测量电路框图；图9图3所示的本发明的电容测量电路图；图10本发明盒装乳制品酸性的检测方法流程图；图11 13本发明信息运算步骤原理图。、
其中，附图标记100待测乳样I电容采集输出�？�11电极A12电极B13电容测量电路131波形发生器132待测电容Cx133电容Cl134 电容 C2135 电容 Cf136电阻Rf137运算放大器138导线2压力采集输出�？�21压力阵列传感器211传感器单元2111金属板底座2112探头21121固定端21122悬空端21123弹簧片21124绝缘柱2113行引线2114列引线2115现场总线212上塑胶层213下塑胶层22压力阵列检测装置221压力阵列检测电路 2211开关量输入接口2212开关量输入隔离器 222单片机2221时钟2222随机存储器(RAM)2223电源2224输出接口2225串口电缆3数据处理及输出模块30嵌入式控制器31信息存储单元32信息运算单元33信息输出单元331液晶显示屏332打印机34信息比较单元4报警装置41蜂鸣器42指示灯SI S4、Sll、S12、S21、S22、S221、S222、S31 34 步骤
具体实施例方式下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述本发明的盒装乳制品酸性的检测方法及装置是一种基于电容法的酸化程度快速无损检测方法。其工作原理如下在该方法中，利用了平行板电容器的计算公式
权利要求
1.一种盒装乳制品酸性的检测装置，其特征在于，包括 电容采集输出�？椋糜诓杉觳馊檠牡缛葜挡⒔龅缛葜底晃缪怪挡⑹涑龈玫缪怪担� 压カ采集输出�？椋糜诓杉⑹涑鏊鋈檠胨鲅攻杉涑瞿？榈慕哟ッ娴木蔡�/或动态的压カ分布信息； 数据处理及输出�？椋直鹩胨龅缛莶杉涑瞿？楹退鲅攻杉涑瞿？榱樱糜诮邮詹⒃怂闼龅缛莶杉涑瞿？楹退鲅攻杉涑瞿？槭涑龅乃龅缪怪岛退鲅攻植夹畔ⅲ玫讲⑹涑鏊馊檠腜H值。
2.如权利要求I所述的盒装乳制品酸性的检测装置，其特征在于，所述电容采集输出�？榘� 两平行板电极，具有固定的相对面积和距离，用于组成待测电容以检测放置于所述两平行板电极之间的乳样的电容值； 电容测量电路，分别与所述两平行板电极连接，用于采集测得的所述电容值，将所述电容值转换为电压值，并将所述电压值输出。
3.如权利要求I所述的盒装乳制品酸性的检测装置，其特征在于，所述压カ采集输出�？榘� 压カ阵列传感器，位于所述两平行板电极下方并与所述两平行板电极垂直设置，用于測量所述乳样的压カ分布信息； 压カ阵列检测装置，与所述压カ阵列传感器连接，用于采集测得的所述压カ分布信息，并将所述压カ分布信息输出。
4.如权利要求3所述的盒装乳制品酸性的检测装置，其特征在于，所述压カ阵列传感器包括多个传感器単元及用于起保护作用的上塑胶层与下塑胶层，所述多个传感器単元位于所述上塑胶层和所述下塑胶层之间。
5.如权利要求4所述的盒装乳制品酸性的检测装置，其特征在于，所述多个传感器单元包括金属板底座和多个探头组成的探头阵列，所述探头包括固定端与悬空端，所述固定端固定于所述金属板底座，所述探头与所述压カ阵列检测装置连接。
6.如权利要求3所述的盒装乳制品酸性的检测装置，其特征在于，所述压カ阵列检测装置包括 压カ阵列检测电路，与所述压カ阵列传感器连接，用于检测所述乳样在所述压カ阵列传感器上的压カ分布信息； 单片机，分别与所述压カ阵列检测电路和所述数据处理及输出�？榱樱糜诓杉硭鲅攻植夹畔⒉⒔砗蟮乃鲅攻植夹畔⑹涑觥�
7.如权利要求I所述的盒装乳制品酸性的检测装置，其特征在于，所述数据处理及输出�？榘� 信息存储单元，用于存储标准乳样的PH值； 信息运算单元，用于根据所测得的所述电压值和所述压カ分布信息及所述标准乳样的PH值，运算得到所测乳样的PH值； 信息输出单元，用于输出所述的所测乳样的PH值。
8.如权利要求7所述的盒装乳制品酸性的检测装置，其特征在于，所述数据处理及输出�？榛拱ㄐ畔⒈冉系ピ糜诮鏊馊檠腜H值与临界PH值比较，并判断所述乳样是否变质，将判断结果发送给所述信息输出单元，通过所述信息输出单元输出所述判断结果。
9.如权利要求I 8中任ー权利要求所述的盒装乳制品酸性的检测装置，其特征在干，还包括报警装置，所述报警装置与所述数据处理及信息显示模块连接，用于样品变质时发出报警信号。
10.一种盒装乳制品酸性的检测方法，其特征在于，包括如下步骤 电容采集输出步骤，采集所检测乳样的电容值并将所述电容值转换为电压值并输出该电压值； 压カ采集输出步骤，采集并输出所述乳样与所述压カ采集输出�？榈慕哟ッ娴木蔡�/或动态的压カ分布信息； 数据处理及输出步骤，接收并运算所述电容采集输出步骤和所述压カ采集输出步骤输出的所述电压值和所述压カ分布信息，得到并输出所测乳样的PH值。
11.如权利要求10所述的盒装乳制品酸性的检测方法，其特征在于，所述电容采集输出步骤包括 设置两平行板电极，使所述两平行板电极之间具有固定的相对面积和距离，用于组成电容器以检测放置于所述两平行板电极之间的乳样的电容值； 设置电容测量电路，分别与所述两平行板电极连接，用于采集测得的所述电容值，将所述电容值转换为电压值，并将所述电压值输出。
12.如权利要求10所述的盒装乳制品酸性的检测方法，其特征在于，所述压カ采集输出步骤包括 设置压カ阵列传感器，位于所述两平行板电极下方并与所述两平行板电极垂直设置，用于测量所述乳样的压カ分布信息； 设置压カ阵列检测装置，与所述压カ阵列传感器连接，用于采集测得的所述压カ分布信息，并将所述压カ分布信息输出。
13.如权利要求12所述的盒装乳制品酸性的检测方法，其特征在于，所述设置压カ阵列检测装置步骤包括 设置压力阵列检测电路，与所述压カ阵列传感器连接，用于检测所述乳样在所述压カ阵列传感器上的压カ分布信息； 设置ー单片机，用于采集处理所述压カ分布信息并将处理后的所述压カ分布信息输出。
14.如权利要求10所述的盒装乳制品酸性的检测方法，其特征在于，所述数据处理及输出步骤包括 信息存储步骤，用于存储标准乳样的PH值； 信息运算步骤，用于根据所测得的所述电压值和所述压カ分布信息及所述标准乳样的PH值，运算得到所测乳样的PH值； 信息输出步骤，用于输出所述的所测乳样的PH值。
15.如权利要求14所述的盒装乳制品酸性的检测方法，其特征在于，所述数据处理及输出步骤还包括信息比较步骤，用于将所述所测乳样的PH值与临界PH值比较，并判断所述乳样是否变质，将判断结果发送给所述信息输出步骤，通过所述信息输出步骤输出所述判断結果。
16.如权利要求10 15中任ー权利要求所述的盒装乳制品酸性的检测方法，其特征在于，还包括报警步骤，用于样品变质时发出报警信号。
全文摘要
一种盒装乳制品酸性的检测装置及方法，包括电容采集输出�？椋糜诓杉觳馊檠牡缛葜挡⒔龅缛葜底晃缪怪挡⑹涑龈玫缪怪担谎沽Σ杉涑瞿？椋糜诓杉⑹涑鏊鋈檠胨鲅沽Σ杉涑瞿？榈慕哟ッ娴木蔡�/或动态的压力分布信息；数据处理及输出�？椋直鹩胨龅缛莶杉涑瞿？楹退鲅沽Σ杉涑瞿？榱樱糜诮邮詹⒃怂闼龅缛莶杉涑瞿？楹退鲅沽Σ杉涑瞿？槭涑龅乃龅缪怪岛退鲅沽Ψ植夹畔ⅲ玫讲⑹涑鏊馊檠腜H值。本发明提出了一种基于电容的无损检测装置及方法，能够快速方便地进行乳制品的检测，从而节省了化验时间和避免了乳品的浪费。
文档编号G01N27/22GK102680541SQ201110063359
公开日2012年9月19日 申请日期2011年3月16日 优先权日2011年3月16日
发明者周利明, 张小超, 苑严伟, 赵化平 申请人:中国农业机械化科学研究院
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