[发明专利]一种在线检测真空冷却过程中的水分迁移的方法和装置

说明书

一种在线检测真空冷却过程中的水分迁移的方法，包括如下步骤：S1，将样品放置于真空冷却装置的真空处理室中，并将真空处理室放置于低场核磁共振设备的样品腔体内；S2，启动真空冷却装置对样品进行真空冷却；S3，使用SE成像序列获取样品的质子密度加权图像；S4，使用CPMG序列采集样品的低场核磁弛豫时间T₂谱图；S5，以线性关系建立样品的水分含量与T₂谱图峰面积的数学模型；S6，对步骤S3中获得的质子密度加权图像进行处理；S7，通过拟合获得样品在真空冷却过程中的水分含量变化的数学模型。本发明可实现真空冷却过程中的水分迁移的在线检测，且可以通过建立水分迁移的数学模型以及图像处理分析真空冷却中的水分含量变化，属于真空冷却领域。

技术领域

本发明涉及真空冷却领域，具体涉及一种在线检测真空冷却过程中的水分迁移的方法和装置。

背景技术

真空冷却是许多果蔬采后以或熟食热加工后的第一道工序，可以快速降低果蔬的温度并通过温度传感器监测温度是否到达所需低温。真空冷却不仅可以减少果蔬的营养成分损耗，还可以抑制微生物生长繁殖，达到延长果蔬货架期的目的。而果蔬内部的水分迁移在真空冷却操作过程中起着关键作用，其直接决定着果蔬冷却后的温度，以及在冷藏期间的品质和货架期，直接反映了真空冷却的效果。因此，检测真空冷却过程中的水分迁移有利于指导和改进真空冷却技术。然而目前没有专门检测真空冷却过程中水分迁移的方法。

低场核磁共振技术是一种快速无损检测水分迁移的技术，其原理是基于水分子的氢质子在不同状态下的横向弛豫时间T₂不同，区分水的状态及其含量，并通过磁共振成像获取水分在食品中的分布。

但上述技术并不能直接应用于真空冷却过程中的水分迁移的在线检测，主要有以下原因：首先，目前真空冷却装置便携性不足，尤其是用于放置果蔬或熟食的真空处理室不便放置于低场核磁共振设备的样品腔体中，从而导致无法在低场核磁共振技术样品腔体中实现样品的真空冷却。其次，目前的真空冷却装置由于测定食品温度的温度传感器是金属材质且测定过程中存在电流通过，会干扰低场核磁共振设备的磁场，甚至损坏低场核磁共振设备。此外，目前利用低场核磁共振技术测定真空冷却过程中的水分迁移的具体方法尚不明确，尤其是样品真空冷却前后的低场核磁共振图像的处理方法缺乏，且测定样品在真空冷却过程中水分含量变化的方法亦不明确。这些问题导致目前没有一种可广泛应用的利用低场核磁共振技术在线检测真空冷却过程中的水分迁移的方法和装置。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种在线检测真空冷却过程中的水分迁移的方法和装置，其基于低场核磁共振技术，可实现真空冷却过程中的水分迁移的在线检测，且可通过matlab对低场核磁共振图像的处理，并建立真空冷却过程中的水分含量变化的数学模型。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种在线检测真空冷却过程中的水分迁移的方法，包括如下步骤：

S1，将样品放置于真空冷却装置的真空处理室中，并将真空处理室放置于低场核磁共振设备的样品腔体内；

S2，启动真空冷却装置对样品进行真空冷却；

S3，使用SE成像序列获取样品的质子密度加权图像；

S4，使用CPMG序列采集样品的低场核磁弛豫时间T₂谱图；

S5，以线性关系建立样品的水分含量与T₂谱图峰面积的数学模型；

S6，对步骤S3中获得的质子密度加权图像进行处理，包括图像相减和二值化处理；

S7，通过拟合获得样品在真空冷却过程中的水分含量变化的数学模型。