一种游离脂肪酸快速测定装置与检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种游离脂肪酸快速测定装置与检测方法，基于稻谷、小麦、大豆、花生、油菜籽等粮油食品原料及制品中的一个重要的储存品质指标游离脂肪酸值，利用气体传感器阵列对粮油食品原料及制品所散发出的气体进行感应检测，是一种非接触非破坏式检测，在气体经过气体传感器时将引起气体传感器的电信号发生变化，例如阻值，微处理器再利用预置的计算关系对这个阻值的变化情况进行分析和计算，即可快速地得到样品的游离脂肪酸值。本发明专利技术所提出的测定方案是非破坏性的，且无需前处理程序，例如对样品的破坏、浸提，可快速实现测定，大幅缩短测定时间，而且操作方便，自动测定，成本较低，可重复使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及粮食品质指标检测领域，具体而言涉及一种游离脂肪酸快速测定装置与检测方法。 
技术介绍
粮油食品是重要的国家战略物质，粮油原料及其制品在保管、加工、运输过程中的品质控制是行业重要工作内容之一，其中游离脂肪酸是粮油食品品质的检测指标之一。按照现行的国家标准，如《稻谷储存品质判定规则》GB/T20569-2006、《玉米储存品质判定规则》GB/T20570-2006、《小麦储存品质判定规则》GB/T20571-2006检测稻谷储藏品质，需要进行现场取样、破碎、浸提以及化学滴定法进行分析。随着科技的发展，目前的粮油食品品质检验方法已经不能满足粮食行业储运技术数字化和现代化的发展需要，是故，急需一种快速测定技术为粮油在存储、加工、运输过程中的品质控制提供保障。  现有技术中主要有两种方式来进行测定：  1、化学测定法，该检测方法为在国标(GB/T15684-1995、GB/T29405-2012)基础上进行改进的技术，分为两种：一种是对游离脂肪酸提取方法的改进，比如使用高效的提取溶剂，这种改进仅仅在一定程度上减少了浸提时间，缩短检测时间；另一种是对提取后的游离脂肪酸的测定方法的改进，例如滴定法、比色法和高效液相/气相色谱法，其中对滴定法的改进最多，比如采用基于不同滴定终点判断方法的自动滴定仪来取代手动滴定来提高测量速度和结果准确性，可在一定程度上减少滴定时间。目前来说，游离脂肪酸的测定主要采用上述滴定检测方法。例如南京财经大学申请的、公告号为CN102103089B的中国专利，提出一种用于粮食脂肪酸值测定的滴定终点判定装置，但是此方案对样品具有破坏性，测定前需要前期处理工作，程序复杂，对检验人员要求高，并且具有测量周期长和需要消耗大量化学试剂等缺点，仅适少量样品测试和对时间要求不高的情况下使用，对于大量样品和时间要求紧迫的情况下难以满足需求。  2、生物酶检测法，该检测方法一般采用试剂盒的形式使用，例如绍兴圣康生物科技有限公司申请的、公开号为CN103207175的中国专利申请，提出一种游离脂肪酸测定试剂盒，将固体样品粉碎后提取游离脂肪酸或者对液体样品进行测定，反应速度快，特异灵敏，但该方法仅仅是缩短了游离脂肪酸的测定时间，前处理程序仍然不能减少，整个检测过程耗费时间长，且试剂盒一般为一次性产品，消耗量大，成本较高，同时亦对环境产生影响，不适用于粮油食品的测定。 
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种游离脂肪酸快速测定装置与检测方法，快速测量稻谷、小麦、大豆、花生、油菜籽等粮油食品原料及制品中的重要储存品质指标游离脂肪酸值。  为达成上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：  一种游离脂肪酸快速测定装置，包括一装置外壳、一安装于装置外壳上并从外部可接近地操作的开关面板、安装于装置外壳外部或内部的气泵、以及安装在装置外壳内的气体检测室、信号调理电路、微处理器，气体检测室内设置有气体传感器阵列、温湿度传感器及干燥和加热装置，所述开关面板、温湿度传感器、干燥和加热装置、信号调理电路均与微处理器电连接，其中：  所述装置外壳上还安装有一进气口、出气口和洗气口，所述出气口与气体检测室内联通，所述进气口通过一进气管道和一第一开关与气体检测室连接并且在第一开关打开时与气体检测室内联通，所述洗气口通过一出气管道和一第二开关与气体检测室连接并且在第二开关打开时与气体检测室内联通；所述第一开关和第二开关在同一时刻只有一个被控制打开；  所述气泵作为气路动力源提供进气、洗气时的气体流动动力；  所述温湿度传感器用于感应气体检查室内的环境温度和湿度，所述微处理器根据该温湿度传感器所感应的温度和湿度数值以及预设的温湿度范围，控制所述干燥和加热装置工作以将气体检查室内的温度和湿度维持在预设的范围内；  所述气体传感器阵列用于测量进入气体检测室内的待测样品气体所引起的电信号，该气体传感器阵列包括一集成有多个气体传感器的基板，每个气体传感器的电路相对独立并均与一路信号调理电路连接，所述信号调理电路用于将气体传感器的气体感应信号转换成数字信号输出；  所述微处理器利用预置的计算关系将所述信号调理电路转换后的气体感应信号转换成待测样品的游离脂肪酸值。  进一步的实施例中，所述气体传感器为金属氧化物传感器，由感应膜、电极和基质材料组成，感应膜为金属氧化物例如氧化锌或氧化锡等，附着在基质材料例如三氧化二铝或氧化硅上。每个气体传感器的电路相对独立，并外接到其对应的信号调理电路中，将输出的模拟信号转换成微处理器可直接处理的数字信号。  进一步的实施例中，所述每个气体传感器的电路包括一气体传感器、一可调电阻Rc以及一恒定直流电源VDC(例如5V或3.3V)，所述气体传感器、可调电阻及恒定直流电源形成串联回路，所述信号调理电路外接至所述可调电阻的两端，用于将可调电阻分压Vout转换成数字 信号输出。  进一步的实施例中，所述微处理器基于下述关系计算气体传感器的电阻变化：  R x = R c · V DC - V out V out , ]]> 其中：Rx为气体传感器的电阻值，Vout为可调电阻分压，VDC为恒定直流电源。  进一步的实施例中，所述微处理器基于下述关系计算待测样品的游离脂肪酸值：  根据气体传感器的电阻值随采集时间的变化构建一数字信号矩阵R[m，n]，其中m是气体传感器个数，n是在每个时间点采集所得的数据点，然后根据下述计算公式得到一的矩阵F[m，1]：  F[m，1]＝R[m，n]×P[nc，1]；  其中，P[nc，1]为响应特征矩阵，其由所选定的气体传感器对气体的响应特征决定；  最后对矩阵F[m，1]求矩阵列和，该矩阵列和即为待测样品的游离脂肪酸值。  进一步的实施例中，所述微处理器还内置有一计时程序，并基于所述第一开关打开时开始计时，所述微处理器基于所述第一开关打开后经过预设时间阈值控制关断所述第一开关。  进一步的实施例中，所述微处理器还内置有一采集控制程序，控制所述微处理器从所述气体传感器所采集的气体感应信号中读取预定时间点间隔的数据点，例如间隔1s。  进一步的实施例中，所述第一开关和第二开关为电磁阀，该电磁阀由所述开关面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种游离脂肪酸快速测定装置，其特征在于，包括一装置外壳、一安装于装置外壳上并从外部可接近地操作的开关面板、安装于装置外壳外部或内部的气泵、以及安装在装置外壳内的气体检测室、信号调理电路、微处理器，气体检测室内设置有气体传感器阵列、温湿度传感器及干燥和加热装置，所述开关面板、温湿度传感器、干燥和加热装置、信号调理电路均与微处理器电连接，其中：所述装置外壳上还安装有一进气口、出气口和洗气口，所述出气口与气体检测室内联通，所述进气口通过一进气管道和一第一开关与气体检测室连接并且在第一开关打开时与气体检测室内联通，所述洗气口通过一出气管道和一第二开关与气体检测室连接并且在第二开关打开时与气体检测室内联通；所述第一开关和第二开关在同一时刻只有一个被控制打开；所述气泵作为气路动力源提供进气、洗气时的气体流动动力；所述温湿度传感器用于感应气体检查室内的环境温度和湿度，所述微处理器根据该温湿度传感器所感应的温度和湿度数值以及预设的温湿度范围，控制所述干燥和加热装置工作以将气体检查室内的温度和湿度维持在预设的范围内；所述气体传感器阵列用于测量进入气体检测室内的待测样品气体所引起的电信号，该气体传感器阵列包括一集成有多个气体传感器的基板，每个气体传感器的电路相对独立并均与一路信号调理电路连接，所述信号调理电路用于将气体传感器的气体感应信号转换成数字信号输出；所述微处理器利用预置的计算关系将所述信号调理电路转换后的气体感应信号转换成待测样品的游离脂肪酸值。...

【技术特征摘要】
1.一种游离脂肪酸快速测定装置，其特征在于，包括一装置外壳、一安装于装置外壳上
并从外部可接近地操作的开关面板、安装于装置外壳外部或内部的气泵、以及安装在装置外
壳内的气体检测室、信号调理电路、微处理器，气体检测室内设置有气体传感器阵列、温湿
度传感器及干燥和加热装置，所述开关面板、温湿度传感器、干燥和加热装置、信号调理电
路均与微处理器电连接，其中：
所述装置外壳上还安装有一进气口、出气口和洗气口，所述出气口与气体检测室内联通，
所述进气口通过一进气管道和一第一开关与气体检测室连接并且在第一开关打开时与气体检
测室内联通，所述洗气口通过一出气管道和一第二开关与气体检测室连接并且在第二开关打
开时与气体检测室内联通；所述第一开关和第二开关在同一时刻只有一个被控制打开；
所述气泵作为气路动力源提供进气、洗气时的气体流动动力；
所述温湿度传感器用于感应气体检查室内的环境温度和湿度，所述微处理器根据该温湿
度传感器所感应的温度和湿度数值以及预设的温湿度范围，控制所述干燥和加热装置工作以
将气体检查室内的温度和湿度维持在预设的范围内；
所述气体传感器阵列用于测量进入气体检测室内的待测样品气体所引起的电信号，该气
体传感器阵列包括一集成有多个气体传感器的基板，每个气体传感器的电路相对独立并均与
一路信号调理电路连接，所述信号调理电路用于将气体传感器的气体感应信号转换成数字信
号输出；
所述微处理器利用预置的计算关系将所述信号调理电路转换后的气体感应信号转换成待
测样品的游离脂肪酸值。
2.根据权利要求1所述的游离脂肪酸快速测定装置，其特征在于，所述气体传感器为金
属氧化物传感器，由感应膜、电极和基质材料组成，感应膜为金属氧化物，附着在基质材料
上；每个气体传感器的电路相对独立，并外接到其对应的信号调理电路中，将输出的模拟信
号转换成微处理器可直接处理的数字信号。
3.根据权利要求1或2所述的游离脂肪酸快速测定装置，其特征在于，所述每个气体传
感器的电路包括一气体传感器、一可调电阻Rc以及一恒定直流电源VDC，所述气体传感器、
可调电阻Rc及恒定直流电源VDC形成串联回路，所述信号调理电路外接至所述可调电阻Rc的
两端，用于将可调电阻分压Vout转换成数字信号输出。
4.根据权利要求1所述的游离脂肪酸快速测定装置，其特征在于，所述微处理器基于下
述关系计算气体传感器的电阻变化：
R x = R c · V DC - V out V out , ]]> 其中：Rx为气体传感器的电阻值，Vout为可调电阻分压，VDC为恒定直流电源。
5.根据权利要求4所述的游离脂肪酸快速测定装置，其特征在于，所述微处理器基于下
述关系计算待测样品的游离脂肪酸值：
根据气体传感器的电阻值随采集时间的变化构建一数字信...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵小龙，宋伟，曹崇江，
申请(专利权)人：南京财经大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32