一种便携式蜂蜜含水率快速测量装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种便携式蜂蜜含水率快速测量装置，包括阻抗参数测量模块、温度测量模块、ARM微处理器模块、触摸屏显示控制模块及充电锂电池电源模块。阻抗参数测量模块包括梳状叉指测量电极、正弦交流信号源、幅相检测电路与阻抗信号调理电路；温度测量模块包括温度传感器与温度信号调理电路；阻抗参数测量模块、温度测量模块、触摸屏显示控制模块分别与ARM微处理器模块连接；充电锂电池电源模块包括大容量可充电锂电池组与电源监控电路。该装置可以实现蜂蜜含水率的快速测量，操作简便，稳定可靠，测量精度高。
【专利说明】
一种便携式蜂蜜含水率快速测量装置
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及一种便携式蜂蜜含水率快速测量装置，属于蜂蜜含水率测量领域。
【背景技术】
[0002]蜂蜜是一种成分复杂的糖类饱和溶液，主要成分为葡萄糖和果糖，其次是水分、蔗糖、维生素、氨基酸、矿物质、蛋白质等，具有极高的营养价值。根据国家标准要求，蜂蜜的含水率在24%左右(不同品种蜂蜜稍有区别)，因加工工艺原因及故意掺水等造成的水分过多会加速蜂蜜中酵母菌等将糖分解为乙醇和二氧化碳，损害风味及营养价值，因此将含水率作为评价蜂蜜品质的一项基本指标。目前，测量蜂蜜含水率的方法主要有实验室方法以及现场测量方法，实验室方法主要采用烘箱烘干和阿贝折射进行测定，虽然精度较高，但是操作较为繁琐且仪器较为笨重，无法实现便携快速测量，现场测量方法多通过采用手持式糖量计检测蜂蜜的折光指数，进而实现蜂蜜含水率的测量，但该种方法受易受环境因素限制，精度较差。因此，研制精度高、便携易用的蜂蜜含水率快速测量装置具有十分重要的应用价值和研究意义。
[0003]近年来，通过电学阻抗技术对食品的理化特性及品质进行检测成为一个热门领域，蜂蜜含水率的不同会导致蜂蜜宏观电阻抗特性的差别，但是单一电导率或者电容值的测量无法满足实际测量需求，采用多频交流阻抗测量技术则可以大幅度提高测量精度，同时，还需要考虑温度等对测量值的影响。
【实用新型内容】
[0004]为了解决上述问题，本实用新型提供了一种便携式蜂蜜含水率快速测量装置;本发明通过测量蜂蜜的多频交流阻抗参数实现对蜂蜜含水率进行快速测量，并配备有温度补偿功能，能够满足蜂蜜含水率测量的环境、精度要求，且操作简便，稳定可靠。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下:阻抗参数测量模块采集蜂蜜多频交流阻抗参数，温度测量模块采集蜂蜜温度数据，ARM微处理器模块依据阻抗参数测量模块和温度测量模块采集的数据得到蜂蜜含水率数据，触摸屏显示控制模块实现含水率数据的显示及装置的实时操控，充电锂电池电源模块实现对阻抗参数测量模块、温度测量模块、ARM微处理器模块以及触摸屏显示控制模块供电。
[0006]—种便携式蜂蜜含水率快速测量装置，包括阻抗参数测量模块、温度测量模块、ARM微处理器模块、触摸屏显示控制模块和充电锂电池电源模块；
[0007]所述阻抗参数测量模块由梳妆叉指测量电极、正弦交流信号源、幅相检测电路与阻抗信号调理电路组成;正弦交流信号源输出的正弦交流激励信号经梳妆叉指测量电极与被测蜂蜜耦合后得到反馈信号，幅相检测电路将正弦交流激励信号与反馈信号的幅度比和相位差转化为直流电压信号输出，阻抗信号调理电路将幅相检测电路输出的直流电压信号转换成数字阻抗信号传输给ARM微处理器模块；
[0008]所述温度测量模块包括温度传感器与温度信号调理电路，温度传感器输出的直流电压信号经温度信号调理电路转换成数字温度信号传输给ARM微处理器模块；
[0009]所述ARM微处理器模块分别与阻抗参数测量模块、温度测量模块以及触摸屏显示控制模块连接，ARM微处理器模块依据阻抗参数测量模块测量的数字阻抗信号与温度测量模块测量的数字温度信号得到含水率数据，并将含水率数据传输到触摸屏显示控制模块进行显示；
[0010]所述触摸屏显示控制模块可以实现含水率数据的显示以及便携式含水率快速测量装置的实时操控；
[0011 ]所述充电锂电池电源模块具备电压监控、温度监控及防过冲等保护功能，用于对阻抗参数测量模块、温度测量模块、ARM微处理器模块与触摸屏显示控制模块供电。
[0012]本实用新型的优点:
[0013]1、通过对蜂蜜多频交流阻抗参数的测量实现对蜂蜜含水率的快速测量；
[0014]2、采用梳妆叉指测量电极提高了多频交流阻抗参数测量的可靠性和稳定性；
[0015]3、对多频交流阻抗参数和温度参数的融合处理提高了测量精度；
[0016]4、使用充电锂电池电源模块作为阻抗参数测量模块、温度测量模块、ARM微处理器模块与触摸屏显示控制模块的独立供电电源，简便易用。
[0017]本实用新型结构简单，制作成本低廉，具有携带方便，可靠性与测量精度高等特点。
【附图说明】
[0018]图1是便携式蜂蜜含水率快速测量装置的系统结构框图；
[0019]图2是梳妆叉指测量电极的结构示意图。
[0020]图中:1.梳妆叉指测量电极引线，2.96%氧化铝陶瓷衬底。
【具体实施方式】
[0021]实施例1:参照图1?2。一种便携式蜂蜜含水率快速测量装置，包括阻抗参数测量模块、温度测量模块、ARM微处理器模块、触摸屏显示控制模块和充电锂电池电源模块;本实用新型中各模块如无特殊说明，均可根据现有技术实现其功能。
[0022]所述阻抗参数测量模块由梳妆叉指测量电极、正弦交流信号源、幅相检测电路与阻抗信号调理电路组成，梳妆叉指测量电极采用长春兆丰博瑞科技有限公司生产的ZBFR-2015金电极，梳妆叉指测量电极引线为纯金材质，衬底为96%氧化铝陶瓷，正弦交流信号源采用美国亚德诺半导体技术有限公司生产的AD9851DDS芯片，其输出的正弦交流激励信号经梳妆叉指测量电极与被测蜂蜜耦合后得到反馈信号，幅相检测电路由美国亚德诺半导体技术有限公司生产的AD8302幅相检测器和运放电路组成，其将正弦交流激励信号与反馈信号的幅度比和相位差转化为直流电压信号输出，阻抗信号调理电路将幅相检测电路输出的直流电压信号转换成数字阻抗信号传输给ARM微处理器模块；
[0023]所述温度测量模块包括温度传感器与温度信号调理电路，温度传感器采用美国OMEGA生产的PT 100温度传感器，其输出的直流电压信号经温度信号调理电路转换成数字温度信号传输给ARM微处理器模块；
[0024]所述ARM微处理器由意法半导体公司生产的STM32F103C8T6微处理器及外围电路组成，其分别与阻抗参数测量模块、温度测量模块以及触摸屏显示控制模块连接，依据阻抗参数测量模块测量的数字阻抗信号与温度测量模块测量的数字温度信号得到含水率数据，并将含水率数据传输到触摸屏显示控制模块进行显示；
[0025]所述触摸屏显示控制模块可以实现含水率数据的显示以及便携式含水率快速测量装置的实时操控；
[0026]所述充电锂电池电源模块具备电压监控、温度监控及防过冲等保护功能，用于实现对阻抗参数测量模块、温度测量模块、ARM微处理器模块与触摸屏显示控制模块的独立供电。
[0027]实施例2:将新鲜纯净的洋槐蜜、荆条蜜、枣花蜜、椴树蜜和荔枝蜜各IL均分为2组，一组利用阿贝折光计进行含水率测量，一组利用本发明进行含水率测量，每组各进行3次重复试验取测量平均值，通过对比2组试验的含水率测量结果，验证本发明的可靠性及测量精度。
[0028]利用本发明进行蜂蜜含水率测量时，将梳妆叉指测量电极与温度传感器浸入蜂蜜，待触摸屏显示控制模块含水率示数稳定时进行数据记录。
[0029]利用阿贝折光计一组测量结果如下:
[0030]洋槐蜜含水率为18.2%，荆条蜜含水率为23.1%，枣花蜜含水率为19.7%，椴树蜜含水率为17.2%，荔枝蜜含水率为22.4%。
[0031 ]利用本发明测量结果如下:
[0032]洋槐蜜含水率为17.1%,荆条蜜含水率为22.9%,枣花蜜含水率为20.6%,椴树蜜含水率为16.9%，荔枝蜜含水率为21.9%。
[0033]经试验验证，使用本发明测量误差为±3%，测量精度高，可重复性好，且操作简便，单个样品测量时间不超过15s。
【主权项】
1.一种便携式蜂蜜含水率快速测量装置，其特征在于包括阻抗参数测量模块、温度测量模块、ARM微处理器模块、触摸屏显示控制模块和充电锂电池电源模块； 所述阻抗参数测量模块由梳妆叉指测量电极、正弦交流信号源、幅相检测电路与阻抗信号调理电路组成;正弦交流信号源输出的正弦交流激励信号经梳妆叉指测量电极与被测蜂蜜耦合后得到反馈信号，幅相检测电路将正弦交流激励信号与反馈信号的幅度比和相位差转化为直流电压信号输出，阻抗信号调理电路将幅相检测电路输出的直流电压信号转换成数字阻抗信号传输给ARM微处理器模块;阻抗参数测量模块用于采集蜂蜜多频交流阻抗参数； 所述温度测量模块包括温度传感器与温度信号调理电路，温度传感器输出的直流电压信号经温度信号调理电路转换成数字温度信号传输给ARM微处理器模块;温度测量模块采集蜂蜜温度数据； 所述ARM微处理器模块分别与阻抗参数测量模块、温度测量模块以及触摸屏显示控制模块连接，ARM微处理器模块依据阻抗参数测量模块测量的数字阻抗信号与温度测量模块测量的数字温度信号得到含水率数据，并将含水率数据传输到触摸屏显示控制模块进行显示； 所述触摸屏显示控制模块可以实现含水率数据的显示以及便携式含水率快速测量装置的实时操控； 所述充电锂电池电源模块具备电压监控、温度监控及防过冲等保护功能，用于对阻抗参数测量模块、温度测量模块、ARM微处理器模块与触摸屏显示控制模块供电。
【文档编号】G01N27/06GK205484172SQ201620175819
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月8日
【发明人】闫银发, 宋华鲁, 宋占华, 王少刚, 孟德兴, 周盛祥, 姜红花, 单长松, 李法德
【申请人】山东农业大学