[发明专利]一种快速的牛奶变质程度检测方法和装置

说明书

本发明涉及一种快速的牛奶变质程度检测方法和装置，本发明采用阻抗法来检测牛奶的变质程度，建立了利用阻抗法检测鲜牛奶中细菌总数的标准曲线及计算方程，同时设计了检测装置，结合了微处理器、电桥、信号发生电路和自制的测量装置搭建了测量平台，检测装置包括有检测主机和测量杯；其检测主机上设置有液晶屏、测量端口、频率旋钮、功能旋钮、电压旋钮、显示选择按键和测量按键，测量杯内有测量平行极板。同传统化学等检测方法相比，阻抗法检测牛奶的变质程度不仅快速、便宜，且操作简便。

技术领域

本发明涉及电子技术应用领域，具体是涉及一种快速的牛奶变质程度检测方法和装置。

背景技术

随着生活质量的提高，人们更加追求营养均衡的健康饮食生活。牛奶因富含人体所需的多种营养物质，而深受人们的喜爱，但是我们在购买和饮用牛奶时，常常只能通过生产日期和保质期来判断牛奶是否可以被饮用。如果牛奶在包装、运输及销售过程中冷藏条件的改变，或发生轻微漏气，通过肉眼与嗅觉通常检查不出来，这样，即使该产品的还在保质期内牛奶可能已发生了变质，食用了这样的牛奶不仅达不到补充营养的目的，反而可能导致身体不适。

牛奶生产商和质量检测部门普遍采用化学检测法对生产出来的牛奶成品进行抽样检测从而保证出厂的牛奶质量达标，在检测过程中，化学检测方法操作起来比较复杂，不能实时快速地检测出牛奶的变质程度及质量，并且需要昂贵的分析设备，不利于我们日常生活使用。

本发明选择简单而抗干扰能力较强的阻抗分析方法来实现牛奶变质程度的检测。牛奶在变质过程中，由于微生物在牛奶中生长代谢，会将大分子、电惰性的营养物质代谢分解成小分子、电活性物质，改变了牛奶的阻抗特性，从而导致整体的各种阻抗参数值发生了变化，使得测量的电导和电容值等发生改变，我们可以通过这些改变量来检测牛奶的变质程度。本发明设计了一种基于阻抗测量法的牛奶变质程度检测的一种检测装置，它结合了微处理器、电桥、信号发生电路和自制的测量装置搭建测量平台，能快速完成牛奶变质过程检测，达到了良好的检测效果。

发明内容

牛奶中除含有大量的水分外，还含有丰富的蛋白质、脂肪、维生素和无机盐等营养成分，微生物极易在其上生长繁殖从而导致其腐败变质，所以实现其的快速分析具有现实意义。同样对于乳制品企业来说，牛奶变质，不仅造成乳制品的商品价值降低，而且还会造成资源的浪费。现有的化学、色谱等检测方法操作繁琐，检测时间长，仪器费用高，无法适应快速、方便的检测。

本发明是基于电桥阻抗测量技术设计的一种牛奶变质程度的检测装置。相对于其他牛奶质量检测方法，本发明的检测装置不需要培养皿和化学试剂，并且具有操作简单、方便和实时快速检测的优点。

本发明的检测装置包括有检测主机和测量杯；其检测主机上设置有液晶屏、测量端口、频率旋钮、功能旋钮、电压旋钮、显示选择按键和测量按键，测量杯内有测量平行极板；其检测主机内具有微处理器单元、信号发生器电路、低通滤波器电路、电桥电路、可控放大电路、相敏检波电路、A/D转换电路、控制电路和液晶显示电路。

而检测主机内的微处理器单元、信号发生器电路、低通滤波器电路、电桥电路、可控放大电路、相敏检波电路、A/D转换电路、微处理器单元依次相连，控制电路和液晶显示电路分别与微处理器单元相连。

实验发现，牛奶在随时间的变化过程中，其阻抗参数电导G，总阻抗Z，双电层电容值Cs的变化率值都增大，三者的变化模式基本一致，即经过一段时间的缓慢变化后进入指数变化，G、Z、Cs中，Cs的变化率幅值最大，Z最小，表明Cs对微生物变化阻抗特性的改变最为敏感。所以，本发明在用阻抗法快速检测那些牛奶中各微生物生长代谢对牛奶阻抗特性改变时，优先选择G和Cs作为阻抗法的检测参数。