专利名称：潲水油快速检测装置及其检测方法
技术领域：
本发明属于食品安全领域，涉及一种潲水油快速检测装置，还涉及这种检测装置的检测方法。
背景技术：
潲水油，又称地沟油，是不法商贩将餐饮业顾客吃剩的饭菜和汤水收集，经过油水分离、过滤、去味等程序处理，重新得到的油脂。潲水油会对人体产生不同程度的毒害，国内多个地方已发生由于食用潲水油引发中毒的事件。潲水油的出现严重危害消费者权益，食品安全越来越受到政府和人们的高度关注。但是，长期以来，由于市场监管、执法部门缺乏方便、快捷、准确的检测仪器进行检测，因此，引起的矛盾纠纷多，更无法从根本上解决潲水油泛滥的问题。潲水油成分比较复杂，准确定性定量比较困难。目前国内尚未制定潲水油检测的国家标准方法。就目前而言，油品检测的理化指标有:水分含量、比重、折光率、皂化值、酸值、氧化值、过氧化值、羰基值、碘值等。基于这些特征，目前已经出现了紫外可见分光光度法、荧光分析法、电导率检测法、薄层色谱法、化学滴定鉴别法等方法。现有的这些检测方法普遍存在检测过程复杂，检测周期长，无法实现现场检测的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种潲水油快速检测装置，解决现有技术存在的操作过程复杂、检测周期长的问题。本发明的另一个目的是提供上述检测装置的检测方法。本发明的目的是这样实现的，潲水油快速检测装置，包括单片机，单片机分别与键盘、阻抗分析芯片、RS232串口、电源转换芯片、显示器连接构成主控单元，阻抗分析芯片与二电极连接，二电极通过二电极电路与油品连接，RS232串口与上位机连接。本发明的另一个目的是这样实现的，上述潲水油快速检测装置的检测方法:将待测油品放入固定有二电极的器皿中；电源转换芯片为单片机和RS232串口供电，通过键盘输入测量参数，单片机将这些参数写入阻抗分析芯片的寄存器内，阻抗测量芯片发出幅值恒定的交流激励信号，通过一个电极来激励待测油品，反馈信号由另一个电极送回阻抗测量芯片，得到油品测量数据；单片机将测量数据通过RS232串口送往上位机进行校准，并将校准后的最终结果送到显示器显示。本发明具有如下有益效果:1、本发明潲水油快速检测装置结构简单，体积小，成本低，便于携带，可实现现场对油品的检测。2、本发明检测方法采用二电极法，将幅值恒定的交流信号通过一对电极引入被测油品，再通过同一对电极检测出其两端的电压变化，从而获得检测数据，实现了油品的快速检测，且不破坏被检测样品，测量精度较高。
3、本发明检测方法通过对插入油品中的二电极回路进行油品阻抗的测量，来获得油品检测所需的样本数据，不同于现有的基于理化指标的油品检测方法，因此，从根本上杜绝了伪造仿冒的可能性。
图1为本发明潲水油快速检测装置的结构框图；图2为本发明潲水油快速检测装置的油品阻抗测量示意图；图3为本发明潲水油快速检测装置的二电极电路图；图4为本发明潲水油快速检测装置的检测方法的工作流程框图；图5为本发明潲水油快速检测装置的检测方法纯阻抗测定的真值与测量值的误差曲线图；图6是本发明潲水油快速检测装置的检测方法对花生油、菜籽油、香油油品阻抗测定的真值与测量值的误差曲线图；图7是本发明潲水油快速检测装置重复性测试图；图8是本发明潲水油快速检测装置的检测方法对不同油品阻抗测量的结果显示图；图9是本发明潲水油快速检测装置的检测方法对花生油测量的实验数据；图10是本发明潲水油快速检测装置的检测方法对菜籽油油测量的实验数据；图11是本发明潲水油快速检测装置的检测方法对香油测量的实验数据；图中，1.单片机，2.键盘，3.阻抗分析芯片，4.二电极，5.RS232串口，6.上位机，
7.电源转换芯片，8.电源，9.显示器，10.二电极电路，11.油品。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明进行详细说明。参见图1，潲水油快速检测装置，包括一低功耗的单片机1，单片机I分别与键盘2、阻抗分析芯片3、RS232串口 5、电源转换芯片7、IXD显示器9连接构成主控单元，阻抗分析芯片3与二电极4连接，二电极4通过二电极电路10与油品11连接，RS232串口 5与上位机PC6连接。单片机I (型号为STC89LE516AD)、键盘2、阻抗分析芯片3 (型号为AD5933)、RS232串口 5 (串行通信)、3.3V的电源转换芯片7 (型号为LM1117)、IXD显示器9构成主控单元。本发明的电源转换芯片7(型号为LMl 117)用于将外接的电源8由5V转换为3.3V,最大限度的提高阻抗分析芯片3的测量精度。该潲水油快速检测装置的检测方法:首先将待测油品11放入固定有二电极4的器皿中，检测装置上电启动后，由电源转换芯片7给单片机I和RS232串口 5供电，通过键盘2输入测量参数，单片机I将这些参数写入阻抗分析芯片3的寄存器内，阻抗测量芯片3发出幅值恒定的交流激励信号，通过一个电极4来激励待测油品11，反馈信号由另一个电极4送回阻抗测量芯片3，得到低频到高频若干个频率点的油品测量数据；单片机I获得阻抗测量芯片3所采集的阻抗数据；最后单片机I将阻抗测量芯片3测得的数据通过RS232串口5送往上位机PC6进行校准，并将校准后的最终结果送到IXD显示器9显示。
参见图2，本发明的潲水油快速检测装置的检测方法，由阻抗分析芯片3本身完成二电极法测量，即从VOUT输出激励信号，经过二电极电路10，从VIN接收响应信号，从而减小了系统精度对信号源的依赖程度。为此，本发明采用二电极电路来实现油品阻抗的测量。参见图3，本发明潲水油快速检测装置的二电极电路图，测量大阻抗时，跳线Jll短路，将阻抗分析芯片3的输出端Vout连接到电极J12，电极J12连接到阻抗Zx的一端，阻抗Zx的另一端通过电极J9连接到反馈电阻上(反馈电阻为R6、R7、R8、R9，根据不同的测量范围选择不同的反馈电阻)，根据选定的反馈电阻短路相应的跳线短路，将信号反馈到阻抗分析芯片3的Vin端口 ；测量较小阻抗时，跳线J13短路，将阻抗分析芯片3的输出端Vout经20k电阻R14连接到AD8531的反相输入端，AD8531的同相输入端经R12和R13分压得到VDD/2 (VDD=3.3V)的电压，AD8531反相输入端通过IOk电阻R15连接到AD8531的输出端，AD8531输出端连接到电极J12，电极J12连接到阻抗Zx的一端，阻抗Zx的另一端通过电极J9连接到反馈电阻上(反馈电阻为R6、R7、R8、R9，根据不同的测量范围选择不同的反馈电阻)，根据选定的反馈电阻短路相应的跳线短路，将信号反馈到阻抗分析芯片3的Vin端口。其中的运放器件AD853和阻抗分析芯片均为单电源3.3V工作。参见图4，本发明潲水油快速检测装置的检测方法的工作流程框图，检测装置上电启动之后，进行初始化，通过检测装置上的键盘2输入设定测量参数，经确定之后，通过单片机I将参数命令写入阻抗分析芯片3的相应寄存器内，阻抗分析芯片3根据设定进行相应的阻抗测量，测量结果经过单片机I分析计算，最后送液晶IXD显示器9进行显示。参见图5，本发明潲水油快速检测装置的检测方法纯阻抗测定的真值与测量值的误差曲线图；曲线I代表9.887K电阻，曲线2代表7.332K电阻，曲线3代表15.050K电阻。在频率设定为30-100KHZ范围内，反馈电阻1.0kQ，校准电阻5.029k Ω的条件下，分别对
7.323kΩ ,9.8877kΩ和15.050kΩ的电阻进行了测试，误差如图所示，基本上保持在1%以内，说明本装置具有很好的测试精度。参见图6，本发明潲水油快速检测装置的检测方法对花生油、菜籽油、香油油品阻抗测定的真值与测量值的误差曲线图；曲线I为香油，曲线2为花生油，曲线3为菜籽油。在频率设定为30-100KHZ范围内，反馈电阻300k Ω，校准电阻1.5M Ω的条件下，分别对花生油、菜籽油、香油三种正常油品的电阻进行了测试，误差如图所示，基本上保持在3%以内，说明本装置具有很好的测试精度。参见图7，本发明潲水油快速检测装置重复性测试图；对纯电阻19.6235k Ω在相同条件下进行了 3次测量，测量系统重复性误差基本保持不变，说明本发明检测装置具有很好的重复性测试精度。参见图8，本发明潲水油快速检测装置的检测方法对不同油品阻抗测量的结果显示图，图中为本发明对不同油品的阻抗测量随频率变化的曲线。实验中频率变化范围为19-71KHZ，频率增量设为ΙΚΗζ，分别对花生油、菜籽油、香油三种正常油品的阻抗进行了测量，从图可以看出不同油品的阻抗频谱数据存在差异。参见图9、图10、图11本发明潲水油快速检测装置的检测方法对花生油、菜籽油、香油阻抗测量的结果显示图，图中为本发明对不同油品的阻抗测量随频率变化测得的实验数据，从图可以看出误差保持在3%以内，说明本装置具有很好的测试精度。本发明采用了高集成度的阻抗分析芯片3，采用二电极比例测量法进行阻抗测量，测量精度较高。电池供电使得检测装置体积小、不需要外接电源，容易便携，跳线可以测量多个区间段的阻抗信息，实现了现场对油品的检测，从根本上杜绝了伪造仿冒的可能性。
权利要求
1.潲水油快速检测装置，其特征在于:包括单片机(1)，所述单片机(I)分别与键盘(2)、阻抗分析芯片(3)、RS232串口(5)、电源转换芯片(7)及显示器(9)连接构成主控单元，所述阻抗分析芯片(3)与二电极(4)连接，所述二电极(4)通过二电极电路(10)与油品连接，所述RS232串口(5)与上位机(6)连接。
2.如权利要求1所述的潲水油快速检测装置的检测方法，其特征在于:将待测油品放入固定有所述二电极(4)的器皿中；所述电源转换芯片(7)为所述单片机(I)和RS232串口(5)供电，通过所述键盘(2)输入测量参数，所述单片机(I)将这些参数写入所述阻抗分析芯片(3)的寄存器内，所述阻抗测量芯片(3)发出幅值恒定的交流激励信号，通过一个电极(4)来激励待测油品，反馈信号由另一个电极(4)送回所述阻抗测量芯片(3)，得到油品测量数据；所述单片机(I)将测量数据通过所述RS232串口(5)送往所述上位机(6)进行校准，并将校准后的最终结果送到显示器(9)显示。
全文摘要
潲水油快速检测装置包括单片机，单片机分别与键盘、阻抗分析芯片、RS232串口、电源转换芯片、显示器连接构成主控单元，阻抗分析芯片与二电极连接，二电极通过二电极电路与油品连接，RS232串口与上位机连接。潲水油快速检测装置的检测方法，将待测油品放入固定有二电极的器皿中；电源转换芯片为单片机和RS232串口供电，通过键盘输入测量参数，单片机将这些参数写入阻抗分析芯片的寄存器内，阻抗测量芯片发出幅值恒定的交流激励信号，通过一个电极来激励待测油品，反馈信号由另一个电极送回阻抗测量芯片，得到油品测量数据；单片机测量数据通过RS232串口送往上位机进行校准，并将校准后的最终结果送到显示器显示。
文档编号G01N27/06GK103175870SQ20131008253
公开日2013年6月26日 申请日期2013年3月14日 优先权日2013年3月14日
发明者杨宇祥, 李文明 申请人:西安理工大学