[发明专利]一种松子的介电特性检测方法

说明书

本发明涉及介电特性检测的技术领域，具体涉及一种松子的介电特性检测方法的计算方法。其步骤包括，将含水率较低的样品研磨成粉，并使用自制的圆柱形不锈钢测量单元对不同质量下的粉末状样品进行压实。使用与网络分析仪相连的末端开路同轴探头对压实后的样品进行介电特性测量。运用回归分析方法得出样品介电特性与频率的关系，将样品介电特性实际测量值与预先选用的介电混合方程理论值进行拟合得到一定频率下适用于松子介电特性测量的数学模型。

技术领域

本发明属于介电特性检测的技术领域，特别是涉及松子介电特性的检测方法。

背景技术

松子，作为一种松科植物的种子，具有丰富的蛋白质、碳水化合物、脂肪及微量元素。营养价值极高同时还具有滋润皮肤，延年益寿的功效。在工业上常需要进行干燥脱去水分和部分油脂得到优良的口感。现阶段常用的松子干燥方法主要有：喷雾干燥、热风干燥、冷冻干燥。但这些方案都存在一定的缺陷，如热风干燥容易造成加热不均匀产生过热现象，冷冻干燥效率较低、成本较高等。

近年来，微波干燥因其快速高效的特点在食品加工领域应用日益广泛，微波干燥过程中，微波和松子会相互耦合作用，而松子的介电特性影响着其微波吸收能力，对干燥过程和最终的产品品质会产生重要影响。

介电特性是电介质固有的一种物理属性，可表示电介质存储电场能量的能力，反映该电介质提高电容器电容量的能力。现阶段对介电特性检测方法主要运用的是基于网络分析仪的介电频谱技术，它的优点是测量迅速、快捷，且一次测量就可以得到所有频率下的介电参数。但为了保证测量的精确性，对被测量的物体要求是表面平整的固体或者是均匀的液体。针对表面不平整的松子，单纯的利用此技术测量会产生较低的重复率和测量误差。介电特性理论值实际上需要通过混合方程得出，样品也需要进行预处理保证测量的精准。在专利方面，运用此方法检测松子的介电特性的技术几乎为空白。

发明内容

针对现有介电测试技术存在的缺陷，本申请人提供了松子介电特性的检测方法。本方法可以保证松子介电特性测量的精确性,从而为松子的微波干燥过程工艺优化提供参考和指导。

本发明的技术方案如下：

(1)样品预处理：将松子放入微波炉内微波干燥至较低含水量，运用药用粉碎机将近乎绝干的样品粉碎成粉，用筛子筛选出均匀细致的粉末。

(2)压实：使用液压装置将粉末样品压实于一个自制的圆柱形不锈钢测量单元中，被压实的粉末最终成型的样品直径与厚度分别等于测试单元的内径和高度，改变不同的粉末质量依次得到不同密度下的粉末样品。最后铺平表面后将其置于压边机压边。

(3)密度与孔隙率的测定：使用质量和体积比计算出粉碎过后的粉末样品的密度ρ，原始样品的密度测量采用比重瓶法。用水作替代溶液重复五次实验取平均值得原始松子密度为ρm，孔隙率用公式计算得出。

(4)不同密度下样品介电特性的测定：在进行测量实验前，先将网络分析仪预热30min后，再设置相关参数范围并分别采用空气、短路器件及去离子水对网络分析仪的末端开路同轴高温探头进行校准。保证开放末端同轴探头的测量值灵敏度小于0.5。校准完成后，将装有粉末样品的圆柱形不锈钢测量单元装配在处于恒温油浴锅的不锈钢桶中，操作时确保测量单元的样品与同轴探头的表面紧密接触以防止产生空气间隙。恒温油浴锅用于控制物料的温度，热电偶插入物料对其温度进行在线监测。

(5)用相关软件对不同频率范围内的介电特性与损耗因子进行回归分析，得到样品介电特性、损耗因子和频率之间的关系如下所示：