智能型牛奶主要營(yíng)養(yǎng)成份快速測(cè)定儀的研究.pdf

1、近年來(lái)，我國(guó)乳品工業(yè)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，但和世界發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在較大差距，主要問(wèn)題之一是生產(chǎn)企業(yè)對(duì)收購(gòu)的原料奶質(zhì)量控制手段欠缺。另一方面，在我國(guó)鮮生牛奶摻水、摻假現(xiàn)象較為普遍，極大的損害了消費(fèi)者的身體健康。針對(duì)我國(guó)乳品企業(yè)對(duì)原料牛奶質(zhì)量的控制要求和杜絕牛奶摻假現(xiàn)象，研制性價(jià)比高、能夠普及推廣的牛奶主要營(yíng)養(yǎng)成份快速測(cè)定儀是行之有效的手段之一。對(duì)牛奶成份快速、準(zhǔn)確的檢測(cè)也是當(dāng)今食品檢測(cè)行業(yè)的研究熱點(diǎn)之一。 超聲波是一種頻率大于20K

2、Hz的機(jī)械波，通過(guò)被檢測(cè)物后，其聲學(xué)特性會(huì)發(fā)生很大變化，攜帶了大量被檢測(cè)物的物化信息。隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)接收的超聲信號(hào)進(jìn)行處理來(lái)獲取被檢測(cè)物的物化信息的技術(shù)，具有非破壞性、實(shí)時(shí)和在線等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛研究和應(yīng)用。將超聲波應(yīng)用于牛奶主要營(yíng)養(yǎng)成份的測(cè)定，就是將超聲波為檢測(cè)手段來(lái)獲取被檢測(cè)牛奶的各種主要化學(xué)成份含量，衡量牛奶質(zhì)量及品質(zhì)的一種無(wú)損、快速的檢測(cè)方法。 論文結(jié)合國(guó)家“十五”重大科技專項(xiàng)“奶業(yè)重大關(guān)鍵技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)化技術(shù)

3、集成示范”和“食品安全”攻關(guān)項(xiàng)目的子課題以及陜西省科技廳專項(xiàng)“智能型牛奶質(zhì)量快速檢測(cè)儀的研制”課題展開研究。論文簡(jiǎn)要闡述超聲檢測(cè)技術(shù)概念、特征、原理和方法，分析了牛奶的主要營(yíng)養(yǎng)成份的特性，研究了利用低能超聲測(cè)量牛奶成份的原理與技術(shù)，通過(guò)查閱大量外文文獻(xiàn)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，歸納和總結(jié)出了牛奶主要成份如非脂類固形物、脂肪、蛋白質(zhì)含量的超聲測(cè)量方法及相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，給出了牛奶冰點(diǎn)、密度和摻水率的定量測(cè)定方法。 作者在研究過(guò)程中，對(duì)傳統(tǒng)的超聲波

4、發(fā)射接收電路進(jìn)行創(chuàng)新，針對(duì)專門用于液體檢測(cè)的超聲波換能器設(shè)計(jì)了一種高效的超聲波發(fā)射接收電路。發(fā)射電路中，采用電感、電容和電阻構(gòu)成的諧振回路產(chǎn)生脈沖激發(fā)信號(hào)，不需要高壓電壓源或脈沖變壓器即可產(chǎn)生高達(dá)數(shù)百伏的觸發(fā)脈沖，在實(shí)際檢測(cè)中產(chǎn)生的超聲波信號(hào)穩(wěn)定、強(qiáng)度大，有利于后續(xù)超聲信號(hào)處理。對(duì)超聲波渡越信號(hào)的檢測(cè)采用了前置放大、窄帶濾波和包絡(luò)檢波電路，可有效提取超聲信號(hào)特征量。在對(duì)渡越時(shí)間精確測(cè)量部分，沒(méi)有采用單片機(jī)的定時(shí)器，創(chuàng)造性的提出了基于現(xiàn)場(chǎng)

5、可編程門陣列(FPGA)實(shí)現(xiàn)的鎖相環(huán)精確測(cè)時(shí)，實(shí)踐證明是可行的。采用飛利浦公司的P89C51單片機(jī)完成的對(duì)數(shù)據(jù)的處理、打印、顯示。智能型牛奶主要營(yíng)養(yǎng)成份快速測(cè)定儀，可一次采樣，測(cè)定多個(gè)牛奶營(yíng)養(yǎng)成份，在一分鐘內(nèi)可進(jìn)行數(shù)次采樣。理論和實(shí)踐都表明，利用低能超聲和被檢測(cè)牛奶相互作用，對(duì)獲得的有效超聲特征向量進(jìn)行分析可以獲得牛奶主要營(yíng)養(yǎng)成份含量的信息。智能型牛奶主要營(yíng)養(yǎng)成份快速測(cè)定儀的推廣應(yīng)用，對(duì)我國(guó)乳品工業(yè)的發(fā)展和保證消費(fèi)者身體健康起到積極的作