一种煎炸油品质实时在线自动检测装置及其方法与流程

本发明属于食用油检测技术领域，具体涉及一种煎炸油品质实时在线自动检测装置及其方法。

背景技术：

在食品加工行业内，经常需要使用食用油高温烹炸食品。而食用油在高温烹炸过程中，油的品质会发生一系列复杂的化学变化，甚至导致油品质降低劣变。这些品质降低的煎炸油如果随着食品的摄入进入人体，将会对人体健康产生不良影响。食用油煎炸过程中极性化合物含量是衡量食用油品质的一项重要指标，国内专门设定了食用油煎炸过程中该指标的卫生标准。因此，实时、方便、准确地监测食用油煎炸过程中极性化合物含量极为必要。

专利食用油检测器(公告日2017.11.03，公告号cn206609863u)公开了一种食用油检测器，包括：显示器，显示器的下端与探头杆固定连接，探头杆的端部安装有探测器，显示器的左端安装有上下分布的两个固定环，网架放在固定环内，网架包括两个活动杆，两个活动杆相互平行，活动杆呈l形，连接杆的两端与所述的活动杆固定连接，固定板的两端与活动杆的端部连接，活动杆的下端与滤网的端部连接。该实用新型不能实时对测量的食用油相关参数进行计算处理，也不能实时传输食用油的相关参数，因此，无法实现对食用油煎炸过程中的实时在线自动监测，使用操作不便。

专利食用油中极性组分的可视化快速检测方法(申请公布日2012.09.19，申请公布号cn102680468a)公开了一种食用油中极性组分的可视化快速检测方法，该发明合成了对油中极性物质有特异非共价作用的纳米金复合探针，它与食用油混匀后与其中的极性组分相互作用，由亲水性变为亲油性，同时产生相转移，从水相转至上层油相，并对应产生颜色变化，通过观察颜色的变化及两相分层时间来对油中极性组分进行定性与定量检测。该发明的测量方法过于复杂，测量时间长，人工观测，且需要混合其他组分，不适用于正在烹炸过程中的食用油品质检测。

因此急需一种结构简单，易于安装集成到食品生产线上，独立运行，可实时精确自动检测煎炸油品质的煎炸油品质实时在线自动检测装置及其方法。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种煎炸油品质实时在线自动检测装置及其方法，该装置及其方法结构简单、安装集成方便，可能实现高油脂食品加工过程中煎炸油品质的精确实时自动远程监控，有利于提升食品加工质量，降低食品加工检测成本。

本发明提供了如下的技术方案：

一种煎炸油品质实时在线自动检测装置，包括煎炸容器、传感器移动装置、传感器模组和控制器，煎炸容器内装有待检测的煎炸油，传感器移动装置设置在煎炸容器的一侧，传感器移动装置和传感器模组与控制器电连接，传感器模组设置在传感器移动装置上，控制器控制传感器移动装置带动传感器模组在煎炸容器内沿水平和垂直方向往复运动，传感器模组包括叉指电容，传感器模组将检测到的叉指电容的电容值信号传输给控制器，控制器计算分析获得煎炸油的极性化合物含量信息。

优选的，控制器包括信号输入输出接口、微处理器、信号处理模块、存储模块和通信模块，传感器模组通过信号线连接信号输入输出接口，传感器模组传输的电容值信号经信号输入输出接口传输给信号处理模块用于信号处理，微处理器基于信号处理模块处理后的信号进行分析计算获得煎炸油的极性化合物含量，微处理器控制存储模块存储煎炸油的极性化合物含量，微处理器控制通信模块发送煎炸油的极性化合物含量信息。

优选的，传感器移动装置包括基座和机械臂，基座利用磁吸附效应吸附在煎炸容器的边缘，机械臂一端安装在基座上，机械臂另一端底部安装有传感器模组。

优选的，机械臂包括水平运动副、水平臂、垂直运动副和垂直臂，水平运动副一端与基座连接，水平运动副另一端与水平臂连接，水平运动副驱动水平臂在水平方向运动，垂直运动副一端与水平臂连接，垂直运动副底端与垂直臂连接，垂直运动副驱动垂直臂在垂直方向运动，传感器模组安装在垂直臂底端。

优选的，传感器模组还包括铂热电阻，铂热电阻用于测量油温获得油温信号，传感器模组将检测到的油温信号传输给控制器，控制器经处理分析获得油温信息，控制器根据油温信息对极性化合物含量的测量值进行修正校准。

优选的，通信模块包括有线通信单元和无线通信单元，有线通信单元包括rs485和/或rs232接口，无线通信单元包括nb-iot和/或lora和/或3g和/或4g和/或wifi无线传输装置。

优选的，还包括云端服务器和用户终端，通信模块将控制器分别与云端服务器和用户终端连接，控制器通过通信模块向云端服务器和用户终端发送煎炸油的极性化合物含量和油温信息。

优选的，控制器还包括显示器和电源模块，显示器用于显示微处理器传输的煎炸油的极性化合物含量和油温信息，电源模块用于供电。

一种煎炸油品质实时在线自动检测方法，包括以下步骤：

s1：搅拌煎炸油，控制器设置煎炸油品质测量时间间隔和搅拌次数，在到达设定的测量时间间隔时，控制器控制机械臂将传感器组件伸入煎炸油液面以下并使机械臂和传感器组件沿水平方向往复运动设定的搅拌次数以搅拌煎炸油；

s2：煎炸油参数测量，控制器控制机械臂将传感器组件伸入经s1处理后的煎炸油中央的液面以下测量煎炸油油温和叉指电容的电容值获得煎炸油油温和电容值信号；

s3：煎炸油参数处理与分析，控制器接收经s2处理获得的煎炸油油温和电容值信号，煎炸油油温和电容值信号经信号处理模块放大、整流和滤波后传输给微处理器，微处理器分析计算获得煎炸油的油温和极性化合物含量信息，微处理器控制存储模块存储煎炸油的油温和极性化合物含量信息；

s4：煎炸油参数传输与共享，微处理器控制通信模块实时发送经s3处理获得的煎炸油的油温和极性化合物含量信息给云端服务器和用户终端以实时监测。

本发明的有益效果是：

1、本发明结构简单，自主独立运行，易于安装集成到现有食品生产线上，其生产、安装、集成与维护成本低廉。

2、本发明传感器模组包括叉指电容用于监测叉指电容的电容值信号，传感器模组连接控制器，控制器可对传感器模组获得的电容值信号进行处理，并基于该电容值信号计算出对应的煎炸油介电常数、并煎炸油介电常数获得煎炸油极性化合物含量信息，控制器将该信息通过通信模块传输给云端服务器和用户终端，实现烹炸油烹炸过程中实时在线精确地自动煎炸油品质监测，可防止烹炸油变质，提升食品加工质量。

3、本发明传感器模组包括铂热电阻用于监测油温信号，油温信号传输给控制器经处理分析计算获得实时油温信息，结合极性化合物含量信息可实现在食品烹炸加工中油温及油品质的准确把握，有利于食品加工的精确化和标准化。

4、本发明设置的机械臂可带动传感器模组在煎炸容器内沿水平和垂直方向往复运动，可用于在测量前搅拌煎炸油，在测量时精确投放传感器模组，使测量更加准确。

5、本发明设置有存储模块方便存储煎炸油的参数信息，通信模块设置有多种有线和/或无线通信单元，方便煎炸油的参数信息的实时传输与共享。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明控制器结构示意图；

图3是本发明煎炸油品质实时在线自动检测方法步骤示意图。

图中标记为：1、煎炸容器；2、煎炸油；3、基座；4、水平运动副；5、水平臂；6、垂直运动副；7、垂直臂；8、传感器模组；9、信号线；10、控制器；11、显示器；12、信号输入输出接口；13、电源模块；14、微处理器；15、信号处理模块；16、存储模块；17、有线通信单元；18、无线通信单元。

具体实施方式

下面结合附图描述本发明的优选实施方式。

如图1和图2所示，一种煎炸油品质实时在线自动检测装置，包括煎炸容器1、传感器移动装置、传感器模组8和控制器10，煎炸容器1内装有待检测的煎炸油2，传感器移动装置设置在煎炸容器1的一侧，传感器移动装置和传感器模组8与控制器10电连接，传感器模组8设置在传感器移动装置上，控制器10控制传感器移动装置带动传感器模组8在煎炸容器1内沿水平和垂直方向往复运动，传感器模组8包括叉指电容，传感器模组8将检测到的叉指电容的电容值信号传输给控制器10，控制器10计算分析获得煎炸油2的极性化合物含量信息。

具体的，传感器模组8还包括铂热电阻，铂热电阻用于测量油温获得油温信号，传感器模组8将检测到的油温信号传输给控制器10，控制器10经处理分析获得油温信息，控制器根据油温信息对极性化合物含量的测量值进行修正校准。

具体的，传感器移动装置包括基座3和机械臂，基座3利用磁吸附效应吸附在煎炸容器1的边缘，机械臂一端安装在基座3上，机械臂另一端底部安装有传感器模组8。

具体的，机械臂可以是通用多关节机械臂。

具体的，机械臂包括水平运动副4、水平臂5、垂直运动副6和垂直臂7，水平运动副4一端与基座3连接，水平运动副4另一端与水平臂5连接，水平运动副4驱动水平臂5在水平方向运动，垂直运动副6一端与水平臂5连接，垂直运动副6底端与垂直臂7连接，垂直运动副6驱动垂直臂7在垂直方向运动，传感器模组8安装在垂直臂7底端。

具体的，底座3上设有立柱，水平运动副4横向设置在立柱的顶端。具体的,水平运动副4和垂直运动副6可以是直线导轨电机。

具体的，立柱与水平运动副4连接处可设有旋转装置(图中未画出)。旋转装置包括旋转基座和转轴，旋转基座可沿z轴方向为中心旋转。旋转基座上设有电机、限位器、制动器和传感器，电机、限位器、制动器和传感器与控制器10连接。控制器10控制旋转基座带动水平运动副4沿水平方向旋转。水平运动副4和垂直运动副6可以是直线导轨电机。则机械臂可以在水平方向旋转往复运动，垂直方向往复运动，以便于煎炸油2的搅拌。

具体的，控制器10包括信号输入输出接口12、微处理器14、信号处理模块15、存储模块16和通信模块，传感器模组8通过信号线9连接信号输入输出接口12，传感器模组8传输的电容值信号经信号输入输出接口12传输给信号处理模块15用于信号处理，微处理器14基于信号处理模块15处理后的信号进行分析计算获得煎炸油2的极性化合物含量，微处理器14控制存储模块16存储煎炸油2的极性化合物含量，微处理器14控制通信模块发送煎炸油2的极性化合物含量信息。

具体的，控制器10还包括显示器11和电源模块13，显示器11用于显示微处理器14传输的煎炸油2的极性化合物含量和油温信息，电源模块13用于供电。电源模块13可以是电源接口。

具体的，通信模块包括有线通信单元17和无线通信单元18，有线通信单元17包括rs485和/或rs232接口，无线通信单元18包括nb-iot和/或lora和/或3g和/或4g和/或wifi无线传输装置。

具体的，还包括云端服务器和用户终端(图中未画出)，通信模块将控制器10分别与云端服务器和用户终端连接，控制器10通过通信模块向云端服务器和用户终端发送煎炸油2的极性化合物含量和油温信息。

如图3所示,一种煎炸油品质实时在线自动检测方法，包括以下步骤：

s1：搅拌煎炸油2，控制器10设置煎炸油2品质测量时间间隔和搅拌次数，在到达设定的测量时间间隔时，控制器10控制机械臂将传感器组件8伸入煎炸油2液面以下并使机械臂和传感器组件8沿水平方向往复运动设定的搅拌次数以搅拌煎炸油2；

s2：煎炸油参数测量，控制器10控制机械臂将传感器组件8伸入经s1处理后的煎炸油2中央的液面以下测量煎炸油2油温和叉指电容的电容值获得煎炸油油温和电容值信号；

s3：煎炸油参数处理与分析，控制器10接收经s2处理获得的煎炸油2油温和电容值信号，煎炸油2油温和电容值信号经信号处理模块12放大、整流和滤波后传输给微处理器14，微处理器14分析计算获得煎炸油2的油温和极性化合物含量信息，微处理器14控制存储模块16存储煎炸油2的油温和极性化合物含量信息；

s4：煎炸油参数传输与共享，微处理器14控制通信模块实时发送经s3处理获得的煎炸油2的油温和极性化合物含量信息给云端服务器和用户终端以实时监测煎炸油品质状态。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。