注水肉快速檢測儀的制作方法
【專利摘要】注水肉快速檢測儀，包括單片機，單片機分別與鍵盤、阻抗分析芯片、RS232串口、電源轉換芯片、顯示器連接構成主控單元，阻抗分析芯片與二電極連接，二電極通過針狀電極與被測肉品連接；單片機將參數(shù)命令寫入阻抗分析芯片的相應寄存器內，阻抗分析芯片根據(jù)設定進行相應的阻抗測量，測量結果經過單片機分析計算，最后通過I/O接口送顯示器予以顯示。本實用新型實現(xiàn)了上市肉品的自動化檢測，解決了現(xiàn)有采用人的感官對上市肉品進行檢測，結果準確性較差的問題，且結構簡單，使用方便，成本低。
【專利說明】注水肉快速檢測儀
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及肉類食品安全檢測設備【技術領域】，涉及一種注水肉快速檢測儀。【背景技術】
[0002]注水肉是指屠宰前向活畜體內，或放血后的尸體內注入水分或含水物質的肉類。目前注水肉充斥市場，一些不法商販千方百計摻假，向肉類中注入自來水、血水、礬鹽水、膠質液體等以牟取暴利。由于肉類中的水分含量過高，細菌、霉菌的繁殖加劇,容易弓I起肉的腐敗變質而滋生病菌，食用者極易發(fā)生食物中毒，導致身體疾病，已成為嚴重威脅人們身體健康的一大公害。注水肉的檢驗已成為屠宰管理、工商管理、衛(wèi)生防疫部門、質量技術監(jiān)督等有關執(zhí)法部門的一項重要任務。
[0003]傳統(tǒng)的烘干失重法檢測水分含量雖然準確，但耗時很長，只宜于在實驗室作為標定標準，不能滿足屠宰、加工、貿易現(xiàn)場的快速檢測需求。由于檢測儀器的匱乏，長期以來執(zhí)法人員主要依靠視檢、觸檢、嗅檢等感官檢驗來判斷，因此，很難保證檢測結果的準確性。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的在于提供一種注水肉快速檢測儀，解決現(xiàn)有采用人的感官進行檢測，其準確性較差的問題。
[0005]本實用新型的技術方案是，注水肉快速檢測儀，包括單片機，單片機分別與鍵盤、阻抗分析芯片、RS232串口、電源轉換芯片、顯示器連接構成主控單元，阻抗分析芯片與二電極連接，二電極通過針狀電極與被測肉品連接；單片機將參數(shù)命令寫入阻抗分析芯片的相應寄存器內，阻抗分析芯片根據(jù)設定進行相應的阻抗測量，測量結果經過單片機分析計算，最后通過I/O接口送顯示器予以顯示。
[0006]本實用新型的特點還在于:
[0007]RS232串口與上位機(PC)連接，電源轉換芯片與電源、RS232串口連接。
[0008]二電極的電路結構，阻抗分析芯片的輸出端Vout連接到電極J12，電極J12連接到阻抗Zx的一端，阻抗Zx的另一端通過電極J9連接到反饋電阻上；測量大阻抗時，跳線Jll短路，將阻抗分析芯片的輸出端Vout連接到電極J12，電極J12連接到阻抗Zx的一端，阻抗Zx的另一端通過電極J9連接到反饋電阻上，根據(jù)選定的反饋電阻短路相應的跳線短路，將信號反饋到阻抗分析芯片的Vin端口 ；測量較小阻抗時，跳線J13短路，將阻抗分析芯片的輸出端Vout經20k電阻R14連接到AD8531的反相輸入端，AD8531的同相輸入端經R12和R13分壓得到VDD/2的電壓，AD8531反相輸入端通過IOk電阻R15連接到AD8531的輸出端，AD8531輸出端連接到電極J12，電極J12連接到阻抗Zx的一端，阻抗Zx的另一端通過電極J9連接到反饋電阻上，根據(jù)選定的反饋電阻短路相應的跳線短路，將信號反饋到阻抗分析芯片的Vin端口。
[0009]本實用新型具有如下有益效果:
[0010]1、本實用新型實現(xiàn)了上市肉品的自動化檢測，解決了現(xiàn)有采用人的感官對上市肉品進行檢測，結果準確性較差的問題。
[0011]2、本利用本實用新型檢測肉品時，只需將待測肉品放入固定器皿中，然后將針狀電極插入肉品中，阻抗測量芯片發(fā)出幅值恒定的交流激勵信號，通過一個電極來激勵待測肉品，反饋信號由另一個電極送回阻抗測量芯片，得到肉品的電阻抗譜測量數(shù)據(jù)；將該電阻抗譜測量數(shù)據(jù)與正常肉品的電阻抗譜數(shù)據(jù)相比較，即可判斷被測肉品是否為注水肉，檢測結果準確度高。
[0012]3、本實用新型結構簡單，使用方便，成本低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型注水肉快速檢測儀結構示意圖；
[0014]圖2是本實用新型注水肉快速檢測儀的二電極法測量示意圖；
[0015]圖3是本實用新型注水肉快速檢測儀的二電極電路圖；
[0016]圖4是本實用新型注水肉快速檢測儀的工作流程圖；
[0017]圖5是本實用新型注水肉快速檢測儀進行純阻抗測定的精度曲線圖。
[0018]圖中，1.單片機，2.鍵盤，3.阻抗分析芯片，4.二電極，5.RS232串口，6.上位機，
7.電源轉換芯片，8.電源，9.顯示器。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進行詳細說明。
[0020]如圖1所示，注水肉快速檢測儀，包括一低功耗的單片機1，單片機I分別與鍵盤
2、阻抗分析芯片3、RS232串口 5、電源轉換芯片7、顯示器9連接，阻抗分析芯片3與二電極4連接，二電極4與肉品連接，RS232串口 5與上位機(PC) 6連接。
[0021]單片機I (型號為STC89LE516AD)、鍵盤2、阻抗分析芯片3 (型號為AD5933)、RS232串口 5 (串行通信)、3.3V的電源轉換芯片7 (型號為LM1117)、顯示器9構成主控單元。顯示器9為IXD顯示器。
[0022]檢測時，將待測肉品放入固定有所述二電極4的器皿中；電源轉換芯片7為單片機I和RS232串口 5供電，通過鍵盤2輸入測量參數(shù)，單片機I將這些參數(shù)寫入阻抗分析芯片3的寄存器內，阻抗測量芯片3發(fā)出幅值恒定的交流激勵信號，通過二電極4中的一個電極來激勵待測肉品，反饋信號由另一個電極送回阻抗測量芯片3，得到肉品測量數(shù)據(jù)；單片機I將測量數(shù)據(jù)通過RS232串口 5送往上位機6進行校準，并將校準后的最終結果送到顯示器9顯示。
[0023]本實用新型注水肉快速檢測儀的電源轉換芯片7 (型號為LM1117)將外接的電源8由5V轉換為3.3V，最大限度的提高阻抗分析芯片3的測量精度。
[0024]如圖2所示，本實用新型阻抗分析芯片3本身提供二電極法測量，即從VOUT輸出激勵信號，經過二電極4比例測量電路，從VIN接收響應信號，從而減小了系統(tǒng)精度對信號源的依賴程度。為此，本實用新型采用二電極比例測量電路來實現(xiàn)肉類阻抗譜的測量。
[0025]如圖3所示，采用本實用新型測量大阻抗時，跳線Jll短路，將阻抗分析芯片3的輸出端Vout連接到電極J12,電極J12連接到阻抗Zx的一端，阻抗Zx的另一端通過電極J9連接到反饋電阻上(反饋電阻為R6、R7、R8、R9，根據(jù)不同的測量范圍選擇不同的反饋電阻)，根據(jù)選定的反饋電阻短路相應的跳線短路，將信號反饋到阻抗分析芯片3的Vin端口 ；測量較小阻抗時，跳線J13短路，將阻抗分析芯片3的輸出端Vout經20k電阻R14連接到AD8531的反相輸入端，AD8531的同相輸入端經R12和R13分壓得到VDD/2 (VDD=3.3V)的電壓，AD8531反相輸入端通過IOk電阻R15連接到AD8531的輸出端，AD8531輸出端連接到電極J12，電極J12連接到阻抗Zx的一端，阻抗Zx的另一端通過電極J9連接到反饋電阻上(反饋電阻為R6、R7、R8、R9，根據(jù)不同的測量范圍選擇不同的反饋電阻)，根據(jù)選定的反饋電阻短路相應的跳線短路，將信號反饋到阻抗分析芯片3的Vin端口。
[0026]運放器件AD8531和阻抗分析芯片均為單電源3.3V工作。
[0027]如圖4所示，本實用新型系統(tǒng)啟動之后，進行初始化，等待通過鍵盤4來設定測量參數(shù)，經確定之后，通過單片機I將參數(shù)命令寫入阻抗分析芯片3的相應寄存器內，阻抗分析芯片3根據(jù)設定進行相應的阻抗測量，測量結果經過單片機I分析計算，最后通過I/O接口送液晶IXD進行顯示。
[0028]參見圖5，本實用新型在頻率設定為30-100KHZ范圍內，反饋電阻1.0kQ，校準電Pl 5.029kΩ的條件下，分別對7.323kΩ、9.8877kΩ 15.050kΩ的電阻進行了測試，誤差
基本上保持在1%以內，說明本實用新型具有很高的測試精度。
[0029]生物電阻抗頻譜(Bioimpedance Spectroscopy,BIS)是近二十年以來隨著測量技術的進步而發(fā)展起來的一種以多頻率、復阻抗測量為基礎的生物組織監(jiān)測技術，在組織缺血監(jiān)測、肺水腫探測、腫瘤早期診斷、輻射損傷評估等方面獲得了成功的應用。BIS技術的核心功能正是對體液和不同組織成分及其變化等具有獨特的鑒別力，對那些影響生物組織電特性的因素，如血液的流動與分布，體內體液變化與移動等非常敏感，能準確反映細胞層次上生物組織的生理、病理狀態(tài)。對于注水肉，多余的水分顯著改變了肉類組織的構成成份，進而改變肉類組織的導電特性，因此其阻抗頻譜特性必然也會顯著改變。因此，利用BIS技術來甄別注水肉成為可能。此外，由于BIS測量儀器小巧，因此研制便攜式的注水肉快速測量儀也成為可能。本實用新型注水肉快速檢測儀，采用了高集成度的阻抗分析芯片3，采用二電極比例測量法進行阻抗譜測量，測量精度較高。電源供電使得本實用新型體積小、不需要外接電源，容易便攜等優(yōu)點，跳線可以測量多個區(qū)間段的阻抗譜信息。在小型化、便攜式識別儀器的設計上提供了一種新的思路和很好的構建框架。
【權利要求】
1.注水肉快速檢測儀，其特征在于:包括單片機(1)，所述單片機(I)分別與鍵盤(2)、阻抗分析芯片(3)、RS232串口( 5)、電源轉換芯片(7)及顯示器(9)連接構成主控單元，所述阻抗分析芯片(3)與二電極(4)連接，所述二電極(4)通過通過針狀電極與被測肉品連接；所述單片機(I)將參數(shù)命令寫入阻抗分析芯片(3)的相應寄存器內，所述阻抗分析芯片(3)根據(jù)設定進行相應的阻抗測量，測量結果經過單片機(I)分析計算，最后通過I/O接口送顯示器(9)予以顯示。
2.如權利要求1所述的注水肉快速檢測儀，其特征在于:所述RS232串口(5)與上位機(6)連接，所述電源轉換芯片(7)與電源、RS232串口(5)連接。
3.如權利要求1或2所述的注水肉快速檢測儀，其特征在于:所述二電極(4)的電路結構，阻抗分析芯片(3)的輸出端Vout連接到電極J12，電極J12連接到阻抗Zx的一端，阻抗Zx的另一端通過電極J9連接到反饋電阻上；測量大阻抗時，跳線Jll短路，將阻抗分析芯片(3)的輸出端Vout連接到電極J12，電極J12連接到阻抗Zx的一端，阻抗Zx的另一端通過電極J9連接到反饋電阻上，根據(jù)選定的反饋電阻短路相應的跳線短路，將信號反饋到阻抗分析芯片(3)的Vin端口 ；測量較小阻抗時，跳線J13短路，將阻抗分析芯片(3)的輸出端Vout經20k電阻R14連接到AD8531的反相輸入端，AD8531的同相輸入端經R12和R13分壓得到VDD/2的電壓，AD8531反相輸入端通過IOk電阻R15連接到AD8531的輸出端，AD8531輸出端連接到電極J12，電極J12連接到阻抗Zx的一端，阻抗Zx的另一端通過電極J9連接到反饋電阻上，根據(jù)選定的反饋電阻短路相應的跳線短路，將信號反饋到阻抗分析芯片(3)的Vin端口。
【文檔編號】G01N27/02GK203688491SQ201320834611
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年12月16日 優(yōu)先權日:2013年12月16日
【發(fā)明者】楊宇祥, 杜芳玲, 杜文彬, 趙嬌, 王俊俊 申請人:西安理工大學