[发明专利]一种基于触觉启发的用于食品口感评价的摩擦振动测量装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于触觉启发的用于食品口感评价的摩擦振动测量装置及方法。摩擦振动测量装置包括温度控制模块、力学测量模块和振动测量模块，温度控制模块用于控制工作温度，摩擦台卡槽、仿皮肤摩擦片和传热片构成食品质构评价的摩擦腔，以模拟人体口腔环境，力学测量模块用于测量食品摩擦运动中的力学信号，振动测量模块用于测量食品摩擦运动中的振动信号。基于上述测量装置的食品口感评价方法，通过牵引平台控制摩擦滑块在摩擦腔内与食品样品接触并做摩擦运动，利用力传感器和加速度传感器分别采集样品摩擦运动中的力信号和振动信号，经信息处理后提取特征值，综合力和振动两种信号形式来实现食品口感的评价，具有简便、客观、真实等优点。

技术领域

本发明属于食品品质测量技术领域，涉及一种食品口感评价的测量装置及方法。

背景技术

食品的口感与其质构有关，是食品在人体口腔中的一种综合的感官感觉，对消费者偏好和接受度有着重要影响。传统的食品口感评价采用感官评价法(GB/T 16860-1997)，但这种方法存在流程复杂、主观性强、重复性差等问题。质构仪和流变仪是另两种常用的食品口感客观评价法，但上述方法均属于力学方法，无法很好地评价如滑溜感、光滑感等食品表面相关的口感。近年来，摩擦学方法被提出用于评价食品口感，如CN200880101735.6公开了一种采用摩擦装置来预报食品口感的方法，CN201811008974.9公开了一种用于食品口感分析的软摩擦装置，上述装置和方法均通过摩擦力学数据来评价食品的口感。但是，现有的摩擦学方法仅利用摩擦系数、摩擦曲线来评价食品口感，其对如颗粒感、细腻感等食品几何相关的口感评价效果并不佳。因此，提出一种能客观评价食品口感的测量装置或方法，很有必要性。

研究表明，食品口感主要通过触觉感知，而人类的触觉功能主要来源于人体皮肤上的机械刺激感受器。机械刺激感受器又分为慢适应感受器和快适应感受器，分别接收静态或准静态的力信号以及动态的振动信号。可以认为，人类对食品口感的评价主要通过触觉感知中的力和振动两种信号形式来实现。因此，本发明受上述触觉感知原理启发，提出一种适用于食品口感评价的摩擦振动测量装置及方法，以期实现食品口感的客观评价。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种基于触觉启发的用于食品口感评价的摩擦振动测量装置及方法，利用牵引平台控制食品口感评价的摩擦运动，通过力传感器和加速度传感器分别测量摩擦运动中的力信号和振动信号，并利用力信号和振动信号的特征值来实现对食品口感的评价，具有简便、客观、真实等优点。

本发明解决技术问题所采取的技术方案是：

一种基于触觉启发的用于食品口感评价的摩擦振动测量装置，包括温度控制模块、力学测量模块和振动测量模块；

所述的温度控制模块包括摩擦台卡槽、仿皮肤摩擦片、传热片、恒温加热器和摩擦台基座；所述的恒温加热器安装在摩擦台基座上，用于加热由传热片、仿皮肤摩擦片和摩擦台卡槽构成的摩擦腔；所述的传热片位于恒温加热器与仿皮肤摩擦片下表面之间，仿皮肤摩擦片上表面由摩擦台卡槽沿周向压紧；

所述的力学测量模块包括牵引平台、力传感器和牵引线；由牵引平台通过牵引线与振动测量模块连接，所述的力传感器固定于牵引平台上，用于测量牵引摩擦力的大小；

所述的振动测量模块包括固定旋钮、加速度传感器、摩擦滑块和摩擦球；所述的加速度传感器安装在摩擦滑块的顶部；所述的摩擦球均布在摩擦滑块的底部，摩擦滑块置于摩擦台卡槽内，摩擦滑块的宽度小于摩擦台卡槽的槽宽，底部的摩擦球与仿皮肤摩擦片上表面接触；摩擦滑块靠近力学测量模块的一侧连接牵引线，通过摩擦滑块上的固定旋钮调节牵引线的松紧程度；所述的摩擦滑块的牵引摩擦力方向与摩擦台卡槽的槽向平行。

优选的，所述仿皮肤摩擦片为有机硅或聚二甲基硅氧烷材质。

优选的，所述摩擦球的数量为3个，呈等腰三角形固定安装于摩擦滑块底面，且3个摩擦球关于牵引线对称。