一种基于介电特性无损检测鸡蛋新鲜度的测量装置及测量方法与流程

本发明涉及一种基于介电特性无损测量物质属性的测量装置及测量方法，属于检测仪器技术领域。

背景技术：

禽蛋是我国百姓重要的蛋白质消费品，国内的禽蛋消费主要以鲜蛋为主。目前，我国对不同来源及销售过程中的禽蛋，缺乏严格的挑选和分级，品种混杂，质量参差不齐，国内外对禽蛋新鲜度及其检测的研究非常热衷。目前，市场上的禽蛋新鲜度的检测仪器要么价格昂贵，要么测量精度较，低且操作复杂，多数为有损检测，给研究者带来了诸多不便。本发明正是基于此背景，利用鸡蛋介电特性与其新鲜度的关联，基于介电特性平行极板技术和智能手机平台设计了一种基于介电特性无损检测鸡蛋新鲜度的测量装置及测量方法，弥补了鸡蛋新鲜测量仪器的空缺。相对于传统装置仪器，本发明可以实现对鸡蛋新鲜度的无损测量；具有低成本，便于操作，检测的质量和精度高，可信度高，信息能够互联互通等优点。

技术实现要素：

针对上述背景中描述的现有检测技术的缺陷，本发明提出了一种基于介电特性无损测量物质属性的测量装置及测量方法，使测量鸡蛋新鲜度的过程方便简单，并能够有效的降低测量操作过程的误差，提高测量的精确度。本发明可以无损检测，便于操作，检测的质量和精度更高，直接显示相关信息等优点。本发明采用以下技术方案：

一种基于介电特性无损测量物质属性的测量装置，包括平行极板系统、lcr数字电桥、智能手机或上位机、智能手机的蓝牙、蓝牙通信系统和环境温度和湿度测量装置；

所述平行极板系统包括悬臂梁、应变片、静态应变仪、电极板、悬臂梁支架、有机玻璃板、调节器、底座。

所述底座采用长方形四底足设计，长15cm，宽5cm，厚2cm，材料为实木。用于对平行极板系统的整体支撑。平行极板系统的底座左侧安置悬臂梁支架，悬臂梁支架用螺丝固定在底座上；底座右侧为调节器支架，螺丝固定在底座上；所述悬臂梁支架内侧安装有悬臂梁，所述悬臂梁上段与悬臂梁支架通过螺母固定衔接在一起，悬臂梁中部装有应变片，所述应变片焊接在悬臂梁上；所述调节器支架上端通过横杆安装调节器，所述横杆的一端穿过有机玻璃板后与右电极板焊接在一起，所述右电极板粘贴在有机玻璃板上，所述横杆的另一端穿过调节器支架穿孔后连接所述调节器。左电极板通过有机玻璃板粘接在悬臂梁底部，左电极板与右电极板平行且位置对应；应变片对应位置设有静态应变仪，应变片提供力，静态应变仪检测力的大小。

所述lcr数字电桥通过电线和屏蔽线与平行极板系统相连接，lcr数字电桥向平行极板提供频率范围为60hz～200khz，分辨率0.01khz的输出信号，检测平行电极板夹持的鸡蛋介电特性。

所述环境温度和湿度测量装置由温度传感器和湿度传感器构成，检测测量时的环境温度和湿度。

所述蓝牙通信系统由智能手机的蓝牙、无线蓝牙透传模块和rs232转ttl接口组成，实现上位机或智能手机和测量装置间的无线互联操作。

所述智能手机为一部装载有一定环境温度和湿度条件下鸡蛋介电特性与鸡蛋新鲜度的相关性的信息软件的android或ios智能手机。

一种基于介电特性无损测量物质属性的测量方法，该方法基于一定环境温度和湿度条件下鸡蛋介电特性与鸡蛋新鲜度的相关性的信息，及测量得到的鸡蛋介电特性和环境条件，利用智能手机系统计算出鸡蛋新鲜度。

所述测量方法步骤：

(1)平行极板系统与lcr数字电桥连接，智能手机与测量装置之间蓝牙连接通信；

(2)按照智能手机或上位机的软件设置功能对系统进行清零操作；

(3)将鸡蛋放置在平行电极板中间；

(4)调节调节器夹持好鸡蛋，使鸡蛋在电极板中间既不掉落也不破损，夹持力为1n；

(5)测量当前环境温度和湿度；

(6)手机或上位机控制lcr数字电桥的输出信号频率，检测鸡蛋的介电特性；

(7)基于一定环境温度和湿度条件下鸡蛋介电特性与鸡蛋新鲜度的相关性的信息，计算出鸡蛋新鲜度；

(8)显示存储，当前环境温度和湿度，测量信号频率，鸡蛋介电特性，鸡蛋新鲜度等信息；

(9)联网上传信息。

本发明的有益效果：

一种基于介电特性无损检测鸡蛋新鲜度的测量装置及测量方法，弥补了鸡蛋新鲜测量仪器的空缺。相对于传统装置仪器，本发明可以实现对鸡蛋新鲜度的无损测量；具有低成本，便于操作，检测的质量和精度高，可信度高，信息能够互联互通等优点。

附图说明

图1为本发明设计的的结构示意图；

图2为平行极板系统的结构示意图；

图3为测量步骤方法流程图；

图4为本发明的系统框图。

图中标记：1：平行极板系统，2：数字电桥，3：智能手机，4：蓝牙，5：无线蓝牙透传模块，6：rs232转ttl，7：温度和湿度测量装置，1-1：悬臂梁，1-2：应变片，1-3：静态应变仪，1-4：电极板，1-5：悬臂梁支架，1-6：有机玻璃板，1-7：调节器，1-8：测试电缆，1-9：底座，1-10：被测鸡蛋，1-11：调节器支架。

具体实施方式

本发明利用鸡蛋介电特性与鸡蛋新鲜度的相关性，通过测量出鸡蛋介电特性和测量的环境条件，在此环境温度和湿度条件下鸡蛋介电特性与鸡蛋新鲜度的相关性的信息，可计算出鸡蛋新鲜度，实现对鸡蛋新鲜度的无损精确检测。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；但本发明的保护范围并不限于此。

如图1所示，本发明装置包括平行极板系统1、lcr数字电桥2、智能手机3、智能手机的蓝牙4、无线蓝牙透传模块5、rs232转ttl接口6和环境温度和湿度测量装置7。平行极板系统1采用线路与lcr数字电桥2相连接；智能手机3通过蓝牙通信系统(包括智能手机的蓝牙4、无线蓝牙透传模块5和rs232转ttl接口6)与lcr数字电桥仪2无线联通。

蓝牙通信系统的设计如图4所示，蓝牙通信系统由智能手机的蓝牙4、无线蓝牙透传模块5和rs232转ttl接口6构成。智能手机的蓝牙4传输和接收数据给智能手机3；无线蓝牙透传模块5接收来自智能手机3的数据并通过rs232转ttl接口6将数据传输给lcr数字电桥仪2，lcr数字电桥仪2的数据也通过无线蓝牙透传模块5、rs232转ttl接口6传输给智能手机3。

平行极板系统1的设计如图2所示，平行极板系统1主要由悬臂梁1-1、应变片1-2、静态应变仪1-3、电极板1-4、悬臂梁支架1-5、有机玻璃板1-6、调节器1-7、底座1-9构成。

底座1-9支撑整个装置，采用长方形四底足设计，选择材料为实木，长15cm，宽5cm，厚2cm。

本装置的一个关键点和难点在于平行极板对物体的夹持。本发明用应变片1-2提供力，静态应变仪1-3检测力的大小。平行极板系统1的底座1-9左侧安置悬臂梁支架1-5，悬臂梁支架1-5用螺丝固定在底座1-9上；底座右侧安装调节器支架1-11，采用螺丝固定；左极板1-4通过有机玻璃板1-6粘接在悬臂梁1-1上；悬臂梁1-1上段与悬臂梁支架1-5通过螺母固定衔接在一起；悬臂梁1-1中部装有应变片1-2，应变片1-2焊接在悬臂梁1-1上；静态应变仪1-3监测应变片1-2提供的力；右极板粘贴在有机玻璃板1-6上，横杆的一端穿过有机玻璃板1-6之后与右极板1-4焊接连接在一起、另一端穿过调节器支架1-11的穿孔与衔接。应变片1-2提供力，静态应变仪1-3检测力的大小。

本发明提出的一种基于介电特性无损测量物质属性的测量方法，其设计步骤方法流程如图3所示，主要按照下述步骤进行：

第一步，平行极板系统与lcr数字电桥连接，智能手机与测量装置之间蓝牙连接通信；

第二步，按照软件设置功能对系统进行清零操作；

第三步，将鸡蛋放置在平行电极板中间；

第四步，调节调节器夹持好鸡蛋，使鸡蛋在电极板中间既不掉落也不破损，夹持力为1n；

第五步，测量当前环境温度和湿度；

第六步，手机控制lcr数字电桥的输出信号频率，检测鸡蛋的介电特性；

第七步，基于一定环境温度和湿度条件下鸡蛋介电特性与鸡蛋新鲜度的相关性的信息，计算出鸡蛋新鲜度；

第八步，显示存储，当前环境温度和湿度，测量信号频率，鸡蛋介电特性，鸡蛋新鲜度等信息；

第九步，联网上传信息。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。