專利名稱：用于檢測油或脂的品質的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及食品質量檢測領域，具體地，涉及一種用于檢測油或脂的品質的裝置。
背景技術：
煎炸食品因其口感出色而深受人們歡迎。然而，在煎炸過程中，油要經受長時間的180攝氏度高溫加熱，而且不可避免地接觸空氣和水，因而會產生一些新的成分，包括丙烯酰胺、聚合物、原子團、自由脂肪酸、極性組分等，而已知其中一些成分會導致嚴重的健康問題，如導致高血壓，心臟病和糖尿病等疾病，尤其是在油使用了一段時間其品質發(fā)生明顯下降后更是如此。因此，有必要監(jiān)測煎炸用油的品質，以便在其使用一段時間后品質發(fā)生明顯下降時予以更換，避免造成健康威脅。油的品質劣化可通過油的顏色、氣味、黏性，以及由于其總極性組分增加造成的化學變化等來表征。油的總極性組分的增加是通過極性物質的氧化、聚合、水解過程導致的，其相應地包括氧化產物、甘油二酯、自由脂肪酸等產物形成。根據文獻“用介電常數法檢測食用油在使用過程中質量的變化”(陳慰宗，食品工業(yè)科技，Vol.20，N0.3，1999)，化學方法測出的總極性組分水平隨油使用時間的變化與物理方法測出的介電常數的變化是完全一致的。在實踐中，可使用近似的線性關系TPC = Ic1* ε +TPCO進行介電常數與油或脂的總極性組分水平百分比之間的計算，其中，TPC為即時計算所得的TPC，TPCO為被測的油或脂的初始總極性組分水平，ε為被測的油或脂的即時的介電常數A1為常數，其可通過測量幾組TPC和ε的值確定。從而，可通過監(jiān)測油或脂的介電常數的增加來追蹤油或脂中的總極性組分水平的增加。而油或脂的介電常數的變化可以通過與其相關的檢測設備的電容的變化來檢測。當前，一種檢測方法是使用電容性傳感器，將其安裝在一個棒的末端浸入熱油來執(zhí)行檢測。具體地，該電容性傳感器一般采用叉指電容器。如文獻“CapacitiveInterdigital Sensor with Inhomogenous Nematic Liquid Crystal Film，，(A.S.Abu-Abedand R.G.Lindquist,Progress in Electromagnetics Research B,Vol.7,75-87,2008)中所述，設被測油或脂的介電常數為ek，可以推導出，當使用叉指電容器測量該油或脂時，因叉指電容器的相關幾何尺寸(如各叉指寬度及叉指之間距離)等均恒定不變，因此該叉指電容器的整體電容僅與被測油或脂的介電常數ε k成正比，故測得該叉指電容器的整體電容即可獲知該ε k。例如，在專利號為200920150843.4、名稱為“用于檢測油或脂的狀態(tài)的裝置”的中國專利中公開了一種用于檢測油或脂的狀態(tài)的裝置，該裝置具有一殼體、一固定在該殼體上的空心的連接件和一安裝在連接件的相對端部上的支承件，該支承件用于容納用來檢測油或脂的介電常數的叉指電容器，其中支承件具有一個正面、一個與該正面相對的背面和四個側面，其中傳感器設置在支承件的正面上并通過至少一條電導線與一分析電子裝置相連接，該分析電子裝置設置在殼體的區(qū)域內和/或在連接件的面向殼體的端部的區(qū)域內，其中，支承件設置在一至少覆蓋背面和各側面的保護殼體內并且能夠通過在保護殼體中的正面開口接近傳感器。然而，該設計存在如下缺點:因為其連接件和保護殼體作為兩個獨立的部件而被連接在一起，而這需要焊接或粘接等工藝，因而造成其制造工藝較為復雜，且存在油滲入設備內部的風險。同時，因為傳感器的支承件是以水平的方式安裝的，這也導致該檢測裝置的結構過于復雜。因此，需要開發(fā)一種新型的用于檢測油或者脂的品質的裝置，其結構和制造工藝相對簡單，可靠性高，容易清潔，且能有效地避免油滲透進入其內部。

發(fā)明內容
為了解決至少一個上述問題，本發(fā)明提供了一種用于檢測油或脂的品質的裝置。根據本發(fā)明的一個方面，該油或脂品質檢測裝置包括:連接與保護用殼體；支承件，其安裝在位于所述連接與保護用殼體的長度方向上的第一端的斜面上，且其背面接觸所述斜面；用于測量油或脂的電特性的傳感器，設置在所述支承件的正面上；分析電路，其安裝在所述連接與保護用殼體的長度方向上的與所述第一端相對的第二端，用于接收、分析來自所述傳感器的電特性數據并輸出相應的測量值；以及顯示電路，其與所述分析電路連接，用于顯示所述測量值。優(yōu)選地，所述用于測量油或脂的電特性的傳感器為電容器。優(yōu)選地，所述電容器為叉指式電容器。優(yōu)選地，所述連接與保護用殼體由金屬制成，其主體部分為中空的金屬管，用于容納連接所述傳感器以及所述分析電路的電導線。優(yōu)選地，所述斜面通過金屬切削加工而成，其與所述連接與保護用殼體的對稱軸心成小于90度的角。優(yōu)選地，所述斜面上具有一個面開口，該面開口的尺寸和深度使得所述支承件能夠被嵌入其中，且所述支承件通過該面開口接近被測的油或脂。優(yōu)選地，所述支承件由陶瓷制成。優(yōu)選地，所述支承件和所述面開口之間設置有由具有彈性的有機硅粘結劑組成的密封層，且所述密封層與所述斜面以及所述支承件的正面相平齊。優(yōu)選地，所述油或脂的電特性包括所述油或脂的介電常數，且所述測量值包括所述油或脂的總極性組分水平。優(yōu)選地，所述傳感器的表面上覆蓋有由無機氧化物組成的保護層，該保護層的厚度介于I μ m和10 μ m之間。優(yōu)選地，所述支承件的背面還設置有溫度傳感器，用于測量油或脂的溫度，以便對所述傳感器的介電常數測量數據進行補償。


從隨后結合附圖對實施例的描述中，本發(fā)明的這些和/或其他方面和優(yōu)點將變得顯而易見并更容易理解，其中:圖1為本發(fā)明的油或脂品質檢測裝置的爆炸圖；圖2a為本發(fā)明的油或脂品質檢測裝置的正視圖；圖2b為根據圖2a中的剖面線從右向左看所得的縱剖視3為本發(fā)明的油或脂檢測裝置的安裝有測量油或脂的電特性的傳感器的一端的俯視圖；圖4為根據圖3中的剖面線從后向前看所得的縱剖視圖；圖5為本發(fā)明的用于支承測量油或脂的電特性的傳感器的支承件的背面的俯視圖。
具體實施例方式以下，將說明本發(fā)明的具體實施方式
，熟悉本領域的技術人員可由以下實施例中所揭示的內容了解本發(fā)明的構造、優(yōu)點與功效。以下將結合附圖及具體實施方式
對本發(fā)明進行進一步說明。圖1為本發(fā)明的油或脂品質檢測裝置的爆炸圖。如圖1所示，根據本發(fā)明的油或脂品質檢測裝置包括:連接與保護用殼體1、支承件2、傳感器14、分析電路3、顯示電路6。其中，連接與保護用殼體I由金屬制成，其主體部分為中空的金屬管(該金屬管優(yōu)選用不銹鋼制成，耐腐蝕且易于清洗)，且在該連接與保護用殼體I的一端形成有一斜面11(圖4)，用于安裝支承件2，該支承件用于容納測量油或脂的電特性的傳感器14(圖3)。根據本發(fā)明的一個實例，該斜面11通過金屬切削加工而成，其與殼體I的對稱軸心成10度角或其它小于90度的角。該斜面11的表面平整，能避免油或脂的殘留，易于清潔。優(yōu)選地，該斜面11上具有一個面開口 17 (圖3)，其大小比支承件2的正面2a稍大，其深度比支承件2側面2c稍高，便于支承件2嵌入。該支承件2嵌入該面開口 17后，其正面2a (圖3)與斜面11齊平。此外，如圖1、圖3和圖5所示，該連接與保護用殼體I能夠覆蓋支承件2的背面2b及其側面2c，且該支承件2通過斜面11上的面開口 17接近被測的油或脂。該支承件2優(yōu)選由陶瓷制成，其具有良好的溫度傳導性和電絕緣性。為防止油或脂進入該測量裝置內部，在支承件2與面開口 17之間設置有密封層13 (圖3)。該密封層13與斜面11以及支承件2的正面相平齊，這有助于避免油或脂的殘留，且易于清潔。該密封層13例如可以由具有彈性的有機硅粘結劑組成。除起絕緣和密封作用外，該密封層13適于耐受較高的油溫，且能對陶瓷的支承件2和不銹鋼的連接與保護用殼體I進行熱膨脹補償，避免兩者之間的縫隙擴大或縮小導致的不密合，從而避免使油或脂滲漏入該測試裝置內部。用于測量油或脂的電特性的傳感器14優(yōu)選為電容器，以測量油或脂的介電常數。該介電常數可以反映被測的油或脂的總極性組分的水平。當該總極性組分的水平超過一個預定的閾值時，表明該被測的油或脂的品質已不再適于繼續(xù)使用，需要被更換。具體地，如圖3所示，該傳感器14位于支承件2的正面2a上，其優(yōu)選是叉指式電容器，由覆蓋金的銅刻蝕而成，具有抗干擾性好，測量穩(wěn)定的優(yōu)點。為保護該傳感器14，在其表面上覆蓋有保護層18 (圖3)，該保護層厚度大于I μ m且小于10 μ m，由例如二氧化硅的無機氧化物組成，其具有較好的絕緣性和較高的機械硬度，耐腐蝕，且易于清洗。此外，在實際測量中，因為電場僅進入被測的油或脂一定深度，且被測的油或脂本身也是絕緣的，因而該極薄且不導電的保護層對介電常數測量精度的影響微乎其微，能夠滿足實際需要。如圖5所示，可選地，支承件2的背面2b還設置有一溫度傳感器16，其測量油或脂的溫度，以用于對介電常數測量結果進行適當補償。根據測試結果，溫度與油或脂的介電常數之間存在以下關系，即隨著溫度增加，油或脂的介電常數減小。據此，在實踐中，可以按照線性關系ek = k2*T+ek(l對因油或脂溫升高導致的其介電常數變化進行補償，其中，8,為被測的油或脂的即時的介電常數，ε k0為被測的油或脂的初始介電常數，T為被測的油或脂的溫度，k2為常數，其可通過測量幾組T和ε k的值確定。另一方面，如圖1所示，在連接與保護用殼體I的長度方向上，在與斜面所在的一端相對的另一端，連接有分析電路3和顯示電路6。其中，通過例如利用前述的線性關系TPC=M ε +TPCO,該分析電路3將所接收的來自傳感器14的油或脂的介電常數轉換成該油或脂的總極性組分水平，并將該總極性組分水平輸出到顯示電路6進行顯示。一般認為，當被測的油或脂的總極性組分水平超過20%，即不再適于作為食用油使用。在本發(fā)明中，傳感器14通過電導線12與分析電路3進行連接。具體地，如圖4和圖5所示，電導線12 —端從支承件2的正面2a起始，其穿過支承件2到達其背面2b而成為另一端，該另一端穿過面開口 17進入連接與保護用殼體I的內部空間15，并最終與分析電路3進行連接。該電導線12從支承件2的正面2a穿入其背面2b通過金屬化過孔(未示出)等工藝來形成。具體地，用固體的無機物(如二氧化硅或銅等)來填充該過孔的內部，以防止油或脂的滲漏。此外，如圖1所示，在連接與保護用殼體I的位于該分析電路3的一側，還安裝有手柄部，該手柄部由上殼體4和下殼體5構成(圖1)。在該手柄部內部，除了前述的分析電路3和顯示電路6之外，還安裝有電池7(圖2b)，用于為整個檢測裝置供電。優(yōu)選地，該手柄部還可以設置無線通信接口(未示出)，用于與諸如計算機、服務器之類的計算設備進行無線連接，方便傳送檢測裝置測得的數據和對其進行存儲及分析。該手柄部的各部分間通過螺絲10固定。在手柄部的上殼體4上，還設置有按鍵8等輸入裝置，方便使用者進行各種操作。盡管已示出和說明本發(fā)明的一些實施例，本領域普通技術人員將理解，在不背離本發(fā)明的原理和精神的情況下，可對這些實施例進行更改。本發(fā)明的保護范圍由所附權利要求以及它們的等同物進行限定。附圖標記表1.連接與保護用殼體2.支承件2a.支承件正面2b.支承件背面2c.支承件側面3.分析電路4.上殼體5.下殼體6.顯示電路7.電池8.按鍵10.螺絲11.斜面
12.電導線13.密封件14.傳感器15.連接與保護用殼體的內部空間16.溫度傳感器17.面開口18.保護層。
權利要求
1.一種用于檢測油或脂的品質的裝置，其包括: 連接與保護用殼體； 支承件，其安裝在位于所述連接與保護用殼體的長度方向上的第一端的斜面上，且其背面接觸所述斜面； 用于測量油或脂的電特性的傳感器，設置在所述支承件的正面上； 分析電路，其安裝在所述連接與保護用殼體的長度方向上的與所述第一端相對的第二端，用于接收、分析來自所述傳感器的電特性數據并輸出相應的測量值；以及 顯示電路，其與所述分析電路連接，用于顯示所述測量值。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述用于測量油或脂的電特性的傳感器為電容器。
3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述電容器為叉指式電容器。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的裝置，其特征在于，所述連接與保護用殼體由金屬制成，其主體部分為中空的金屬管，用于容納連接所述傳感器以及所述分析電路的電導線。
5.根據權利要求1-3中任一項所述的裝置，其特征在于，所述斜面通過金屬切削加工而成，其與所述連接與保護用殼體的對稱軸心成小于90度的角。
6.根據權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述斜面上具有一個面開口，該面開口的尺寸和深度使得所述支承件能夠被嵌入其中，且所述支承件通過該面開口接近被測的油或脂。
7.根據權利要求1-3中任一項所述的裝置，其特征在于，所述支承件由陶瓷制成。
8.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述支承件和所述面開口之間設置有由具有彈性的有機硅粘結劑組成的密封層，且所述密封層與所述斜面以及所述支承件的正面相平齊。
9.根據權利要求1-3中任一項所述的裝置，其特征在于，所述油或脂的電特性包括所述油或脂的介電常數，且所述測量值包括所述油或脂的總極性組分水平。
10.根據權利要求1-3中任一項所述的裝置，其特征在于，所述傳感器的表面上覆蓋有由無機氧化物組成的保護層，該保護層的厚度介于Iym和 ομπι之間。
11.根據權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述支承件的背面還設置有溫度傳感器，用于測量油或脂的溫度，以便對所述傳感器的介電常數測量數據進行補償。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于檢測油或脂的品質的裝置，其包括連接與保護用殼體；支承件，其安裝在位于所述連接與保護用殼體的長度方向上的第一端的斜面上，用于支承測量油或脂的電特性的傳感器；分析電路，其安裝在所述連接與保護用殼體的長度方向上的與所述第一端相對的第二端，用于接收來自所述傳感器的測量數據和輸出測量值；以及顯示電路，其與所述分析電路連接，用于顯示所述測量值。與現(xiàn)有的同類裝置相比，本發(fā)明的油或脂品質檢測裝置的結構和生產制造更為簡單，容易清潔，且能有效地避免油滲透進入其內部。
文檔編號G01N27/22GK103196959SQ20131012233
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月10日 優(yōu)先權日2013年4月10日
發(fā)明者白曉陽, 楊英花, 竇海峰, 戴沖之, 吳 榮 申請人:明尼蘇達礦業(yè)制造特殊材料(上海)有限公司