[發(fā)明專利]一種SAWR檢測摻假牛奶的系統(tǒng)及方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310369249.5
• 申請日: 2013-08-22
• 公開（公告）號: CN103424468A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 惠國華;周瑤;詹玉麗;邵拓;李晨迪;周于人;杜桂蘇;李曼;蔡艷芳;黃潔;王敏敏
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工商大學
• 主分類號: G01N29/036
• 分類號: G01N29/036
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種食品檢測技術(shù)，尤其是涉及一種檢測速度快、檢測準確、結(jié)構(gòu)簡單的SAWR檢測摻假牛奶的系統(tǒng)，以及SAWR檢測摻假牛奶的方法。

背景技術(shù)

乳制品是百姓生活中不可缺少的食材，近年來，市場上出現(xiàn)了許多以劣質(zhì)奶粉復原方法摻入牛奶冒充純牛奶，消費者長期攝入后會誘發(fā)一系列的健康問題，因此對于一種快速準確的摻假牛奶檢測方法需求迫切。

聲表面波(SAW)技術(shù)誕生于19世紀80年代，該方法為制作高靈敏度、高集成度、尺寸小的檢測元件提供了可能。目前，已有許多基于SAW器件的檢測應用。在生物檢測領(lǐng)域也有廣泛應用，如細菌生長情況監(jiān)測、食品分析、生物醫(yī)學分析等。因此有必要設(shè)計一種擦用聲表面波技術(shù)，快速精確檢測牛奶含水量的設(shè)備，以及檢測方法。

中國實用新型專利，專利號201020144645.X，公開了一種基于近紅外光譜分析技術(shù)的牛奶水分快速監(jiān)測裝置，該裝置由光透射裝置、光纖傳導、光探測裝置、多路數(shù)據(jù)采集器、微型計算機所組成，光透射裝置由全譜光源、透鏡、漫反射鏡、透射檢測器組成。光源發(fā)出的寬譜光經(jīng)過牛奶，將透過牛奶的透射光和經(jīng)牛奶散射的散射光共同通過光纖傳遞，然后分光得到多路光，每路光透過濾光片后，到達探測器，檢測各路光強情況，經(jīng)計算機實時采集，分析數(shù)據(jù)得出牛奶的含水量等成份。該裝置雖然也能快速檢測牛奶含水量，但該裝置采用光學儀器構(gòu)建，裝置結(jié)構(gòu)較復雜，相對成本也較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)中無表面波技術(shù)檢測牛奶含水量的裝置，以及采用其他技術(shù)檢測牛奶含水量結(jié)構(gòu)較復雜、成本較高的問題，提供了一種檢測速度快、檢測準確、結(jié)構(gòu)簡單、成本低的SAWR檢測摻假牛奶的系統(tǒng)，以及SAWR檢測摻假牛奶的方法。

本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：一種SAWR檢測摻假牛奶的系統(tǒng)，包括有諧振檢測單元，所述諧振檢測單元設(shè)置有兩個檢測電極，檢測電極端頭上設(shè)置有壓電基片，所述諧振檢測單元輸出端通過連接一數(shù)字轉(zhuǎn)換單元后與處理單元相連接；

諧振檢測單元：通過檢測電極對牛奶樣品進行檢測，輸出電壓模擬信號給數(shù)字轉(zhuǎn)換單元；

數(shù)字轉(zhuǎn)換單元：對電壓模擬信號進行計算，獲得該電壓模擬信號的頻率響應值曲線，將頻率響應值曲線發(fā)送給處理單元；

處理單元：對頻率響應值曲線進行采樣，通過非線性隨機共振模型計算得到信噪比值，再根據(jù)對各標準樣品檢測得到的信噪比與牛奶樣品含水量的關(guān)系式，計算出當前牛奶樣品的含水量。本發(fā)明通過聲表面波即SAW技術(shù)對牛奶樣品含水量進行檢測，能夠快速無損的檢測出牛奶樣品的含水量，相比其他檢測方法的設(shè)備，本發(fā)明檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加簡單，體積更小，且檢測精度更高。

作為一種優(yōu)選方案，在所述壓電基片上蝕刻形成有一個叉指換能器，兩個反射柵，在叉指換能器兩端分別設(shè)置有輸入極和輸出極，所述兩個反射柵分別設(shè)置在叉指換能器的兩側(cè)位置，在反射柵的上下側(cè)分別橫向設(shè)置有增益柵，在反射柵的遠離叉指換能器一側(cè)還設(shè)置有吸音條。電信號加于叉指換能器兩極時，在壓電基片上激勵的聲表面波（Surface?Acoustic?Wave，SAW）向兩側(cè)傳播，在左右兩反射柵的柵極之間發(fā)生多次反射，反射波仍由叉指換能器接收。吸音條為了避免SAW波能量外泄，而且可以阻止外界噪音的干擾。增益柵可以防止SAW波從反射柵的空白位置溢出，這樣可以使得更多SAW波經(jīng)過反射柵反射回輸入極和輸出極，增加了檢測的準確性。

作為一種優(yōu)選方案，所述壓電基片為ST切型石英，叉指換能器叉指寬度a=1.9μm，叉指間距b=1.7μm，指條對數(shù)N=100，聲孔徑W=720μm，叉指指條的鋁條厚度H=200nm，每個反射柵的指條數(shù)目N_ref=200，兩側(cè)的反射柵與叉指換能器之間的距離s=9.0μm，增益柵的寬度與反射柵寬度一樣，增益柵與反射柵之間距離為9.0μm。叉指換能器發(fā)出433.92MHz的中心頻率，周期節(jié)長度M=7.2μm，壓電基片采用ST切型石英作為基底材料而非其它石英晶體切型（譬如AT切、SC切）是因為其更容易在高頻率端工作。ST切型(ST=Stable?Temperature)其歐拉角度為(0°,132.75°,0°)。有時此切型也稱為“X軸方向傳播的Y切石英晶體”。