专利名称：一种基于电磁传感器的食品内危险物品的测量装置与方法
技术领域：
本发明属于电磁传感器技术领域，涉及一种食品内危险金属物的测量装置及测量 方法。
背景技术：
随着人们生活水平、认识水平的提高和科学技术的发展，以及不断暴露出的食品 安全事件，使食品安全问题上升到政治问题和社会问题的高度，人们在呼吁加强食品安全 管理的同时也对食品安全检测提出了更高的要求。现阶段我国食品安全检测技术随着科学 技术的进步和经济全球化进程的加剧，我国在食品安全检测技术研究和应用方面取得了迅 速发展。检测技术日益趋向于高技术化、系列化、速测化、便携化，分子技术和生物传感器等 现代检测技术和手段诸如快速检验纸片法、免疫学技术、分子生物学检测方法(免疫捕获 PCR、荧光定量PCR、ATP生物发光法、微型自动荧光酶标法等)等，日常生活中，在咀嚼面包、馒头等食品时，时常会有螺丝钉，或者是铁丝等坚硬的 物体出现，这对牙齿的伤害极大，如若不慎将其吞下，可能还会伤害到内脏，所以加强食品 的检测，避免铁丝等金属物体进入食品的内部显得尤为重要，所以发明一个简单、准确的检 测设备意义重大。目前，国内可以用X射线检测系统来检测食品内危险金属物品，但是此方法成本 较高，而且检测装置复杂。X射线涉及放射性物质，本身防护措施要求较高。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的上述不足，提出一种食品内危险金属物品测量的 装置及测量方法。本发明采用如下的技术方案一种基于电磁传感器的食品内危险物品的测量装置，用于测量食品内有无金属危 险物品，包括电磁传感器、互感测量仪，其特征在于，所述的电磁传感器包括3个平行且同 轴的线圈，外侧的两个线圈为接收线圈，由相同的绕线按照相同的绕线密度、匝数和线圈直 径及相反的绕线方向绕制而成，两个线圈的一端相互连接，各自的另一端分别作为一个接 收端，构成差分结构，处在中间的线圈为激励线圈；激励线圈的两个接线端与互感测量仪的 激励端相连，接收线圈的接线端与互感测量仪的接收端相连；并分两种情况使用互感测量 仪测量该传感器的电感值，一种情况是，将电磁传感器套在正常食品外，获取该电磁传感器 的标定电感值；另一种情况是，将电磁传感器套在被测食品外，获取该电磁传感器的测量电 感值，根据标定电感值与相应的测量电感值之间的差值与该标定电感值的比值是否大于预 设阈值，判断该被测食品内部是否存在金属危险物品。作为优选实施方式，本发明的测量装置，所采用三个线圈的直径相等；直径为 5-500mm，绕线匝数介于1-20000 ；绕线的直径可以在0. OOlmm-IOmm之间；本发明同时提供一种采用所述的测量装置测量食品内危险物品的方法，包括下列 步骤
(1)将所述的电磁传感器套在食品通道或流水线上，先测量正常食品，互感测量仪 对激励线圈作用激励电流，通过测量接收线圈的标定电感值，作为标定电感值，存储在互感 测量仪内；(2)对于被测食品，用同样的方法测得测量电感值；(3)根据某个标定电感值与相应的测量电感值之间的差值与该标定电感值的比值 是否大于预设阈值，判断该食品内部是否存在金属危险物品，若大于预设阈值，则判断食品 内存在金属危险物品，若小于预设阀值，则判断食品内不存在金属危险物品。本发明设计了一种用于检测食品内是否存在金属类危险物品的电磁传感器阵列， 该阵列由两个相互连接并构成差分结构的接收线圈和位于两者之间的激励线圈构成，结构 简单，成本低廉，检测灵敏、快速、有效，是最具可行性的食品内危险物品的检测工具之一。
图1是本发明的基于电磁传感器的食品内危险物品的测量系统装置结构框图；图2是电磁传感器的示意图。具体实施方法图1是按照本发明一个实施例画出的测量装置结构框图。它由电磁传感器1、互感 测量仪2两个主要部分构成。参见图2，电磁传感器1为线圈阵列，包括激励线圈4、接收线圈5 ；激励与接收线
圈均为空芯、同轴且相互平行的线圈，其中接收线圈由差分结构的两个线圈构成，其制作方
法是，在一个圆柱形框上标定两个绕线圆，距离视传感器要求而定，在一个圆柱形框上选
定2个位于不同横截面上的标定点，将一根导线从一个标定点开始在其所处的横截面上缠
绕一圈后又从另一个标定点开始按照相同的绕线密度和匝数缠绕一圈，从导线两端引出检
测输出端(即互感测量仪的接收端)，两个线圈采用相反的绕线方向，从而形成差分结构，
以增加测量的灵敏度。该传感器的长度视线圈的匝数及绕线的直径而定，其直径可以为
5-500mm，绕线匝数可以介于1-20000 ；绕线的直径可以在0. OOlmm-IOmm之间；互感测量仪
2可以使用商用的阻抗分析仪(例如安捷伦4284、自制的互感测量仪等)；测量时，可以将
此类电磁传感器套在食品通道或流水线上，使互感测量仪的激励端与电磁传感器的激励端
4相连，互感测量仪的接收端与电磁传感器的接收端5相连，先测量正常食品，互感测量仪
对激励线圈作用激励电流，通过测量接收线圈的电感值L0，作为标定电感值，存储在互感测
量仪内；对于被测食品，使用同样的方法测得电感值L ；互感测量仪通过L-LO与LO的比值
大小来判断食品内有无危险金属物品。通过实验或仿真，根据在食品内放入不同大小的铁
T-TO
丝，可以得到对应于不同尺寸金属物的差异阀值；判断时，预设一个阀值，当一^7r大于阀
T-TO
值时，食品内有金属危险物品，当]一小于阀值，越接近零，则说明食品内无金属危险物
P
ΡΠ O本发明中接收线圈的直径与激励线圈相比，可大可小，但最好一致。测量方法具体 包括以下步骤(1)将此类电磁传感器套在食品通道或流水线上，先测量正常食品，互感测量仪对
激励线圈作用激励电流，通过测量接收线圈的电感值L0，作为标定电感值，存储在互感测量仪内； (2)对于被测食品，用同样的方法测得测量电感值为L ； (3)互感测量仪2通过L-LO与LO的比值大小来判断食品内有无危险金属物品，判 断时，预设一个阀值，当Lg大于阀值时，食品内有金属危险物品，当Ig小于阀值，越 接近零，则说明食品内无金属危险物品，其中阀值可以通过实验或仿真得到。
权利要求
一种基于电磁传感器的食品内危险物品的测量装置，用于测量食品内有无金属危险物品，包括电磁传感器、互感测量仪，其特征在于，所述的电磁传感器包括3个平行且同轴的线圈，外侧的两个线圈为接收线圈，由相同的绕线按照相同的绕线密度、匝数和线圈直径及相反的绕线方向绕制而成，两个线圈的一端相互连接，各自的另一端分别作为一个接收端，构成差分结构，处在中间的线圈为激励线圈；激励线圈的两个接线端与互感测量仪的激励端相连，接收线圈的接线端与互感测量仪的接收端相连；并分两种情况使用互感测量仪测量该传感器的电感值，一种情况是，将电磁传感器套在正常食品外，获取该电磁传感器的标定电感值；另一种情况是，将电磁传感器套在被测食品外，获取该电磁传感器的测量电感值，根据标定电感值与相应的测量电感值之间的差值与该标定电感值的比值是否大于预设阈值，判断该被测食品内部是否存在金属危险物品。
2.根据权利要求1所述的电磁传感器的食品内危险物品测量装置，其特征在于，所述 的3个线圈的直径相等。
3.根据权利要求1所述的电磁传感器的食品内危险物品测量装置，其特征在于，所述 的电磁传感器由3个线圈构成，各个线圈的直径为5-500mm，绕线匝数介于1-20000。
4.根据权利要求1所述的电磁传感器的食品内危险物品测量装置，其特征在于，绕线 的直径可以在0. OOlmm-IOmm之间。
5.一种采用权利要求1所述的测量装置测量食品内危险物品的方法，包括下列步骤(1)将所述的电磁传感器套在食品通道或流水线上，先测量正常食品，互感测量仪对激 励线圈作用激励电流，通过测量接收线圈的标定电感值，作为标定电感值，存储在互感测量 仪内；(2)对于被测食品，用同样的方法测得测量电感值；(3)根据某个标定电感值与相应的测量电感值之间的差值与该标定电感值的比值是否 大于预设阈值，判断该食品内部是否存在金属危险物品，若大于预设阈值，则判断食品内存 在金属危险物品，若小于预设阀值，则判断食品内不存在金属危险物品。
全文摘要
本发明属于电磁传感器技术领域，涉及一种基于电磁传感器的食品内危险物品的测量装置，包括电磁传感器、互感测量仪。电磁传感器包括3个平行且同轴的线圈，外侧的两个线圈为接收线圈，两个线圈的一端相互连接，各自的另一端分别作为一个接收端，构成差分结构，处在中间的线圈为激励线圈；激励线圈的两个接线端与互感测量仪的激励端相连，接收线圈的接线端与互感测量仪的接收端相连，根据标定电感值与相应的测量电感值之间的差值与该标定电感值的比值是否大于预设阈值，判断被测食品内部是否存在金属危险物品。本发明同时提供一种采用上述测量装置检测食品内有无金属危险物品的方法。本发明结构简单，成本低廉，检测灵敏、快速、有效。
文档编号G01N27/60GK101881838SQ201010207028
公开日2010年11月10日 申请日期2010年6月23日 优先权日2010年6月23日
发明者尹武良, 王奔 申请人:尹武良;王奔