[實用新型]一種乳液主成份含量測量系統

有效

• 申請號: 201520131672.6
• 申請日: 2015-03-06
• 公開（公告）號: CN204439543U
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發明（設計）人: 朱星玥;趙志敏;俞曉磊;錢坤
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01N21/49
• 分類號: G01N21/49
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

技術領域

本實用新型涉及一種乳液主成份含量測量系統及其檢測方法，屬于液體成分檢測技術領域。

背景技術

被分散的液體(分散相)以小液珠的形式分散于另一連續的液體介質(分散介質)中，這種一種液體以小液珠形式分散于與其不相混溶的另一種液體中所構成的熱力學不穩定體系稱為乳液。乳液的分散相直徑一般為0.1-10μm，從乳液的顆粒直徑范圍來說，大部分乳液屬于粗分散體系。典型的食品乳液包括牛奶，羊奶，豆漿和蛋黃醬等，這些乳液中的主成份含量關系到人類的健康；工業上的乳液包括天然乳膠，乳膠漆等，這些乳液的主成分含量則關乎到它們的優劣和價格的高低。因此，為了推動市場的安全性和公平性，研究一種乳液中主成份含量測量的有效方法具有重要意義。

對于乳液中主成份的測量，主要分為化學分析方法和間接分析方法。何海情通過對比和正交實驗探討酸水解法測量豆奶粉脂肪的主要因素影響，得到的豆漿粉脂肪濃度結果較好。李錦才等人對豆漿中的脂肪含量分別采用酸水解法、改良酸水解法和堿性乙醇提取法三種不同的方法進行測定，結果顯示堿性乙醇提取法得到的結果精密度好，準確度高。卓海華等人改進了Robse-Gottied法，對于椰子汁中脂肪的測定，分析時間短，試劑用量較少，分析結果準確。然而上述的這些化學分析方法具有工作量大、污染樣品，并且測量速度慢等缺點。Gustavsson等人通過采用瞬態平面電源技術測量牛奶的導熱性系數，可以在1秒內完成對牛奶脂肪含量的測量。Xin等人利用激光散透比原來，用自行設計的測量系統同時測量了牛奶中的脂肪和蛋白質含量。Bogomolov通過研究牛奶中的脂肪和蛋白質對可見光的散射現象，用偏最小二乘發回歸建模實現了對脂肪含量和蛋白質含量的測量。Jayanthy通過測量室溫下膠乳的介電常數，將膠乳中的干膠含量和介電常數(實部)建立線性關系，可對于膠乳中的干膠含量進行測量。RejiKumar等人提出用電容式傳感器法測量天然膠乳中的干膠含量。中國熱帶農業科學院分析測試中心的周聰實用新型了一種熱輻氣動法快速測定天然膠乳的干膠含量。然而這些間接分析方法也有缺點，例如消耗試劑多、樣品前處理過程繁瑣等，從而無法實現快速測量。

光電技術將光學技術和電子技術相結合，引起了人們生產、生活和作戰方式的重大變化，光電技術已成為21世紀信息技術發展的最大特點。目前，光電技術正在光電材料和器件、探測技術、光機電一體化、光電子微結構集成以及軍事領域飛速發展，并和各種高新技術相結合，推動能源開發、環境保護、糧食生產、醫療衛生的改善。

實用新型內容

本實用新型的目的在于設計一種高靈敏度的乳液主成份含量測量系統，以及提供一種采用該檢測系統進行主成分含量檢測的方法。

本實用新型為解決上述技術問題采用以下技術方案：

一種乳液主成份含量測量系統，包括導光模塊、信號源模塊、光纖耦合模塊以及光電探測器，所述導光模塊設有光纖輸入端、光纖輸出端和光纖探頭，所述光纖耦合模塊包含若干自聚焦光纖，光纖輸入端、光纖輸出端和光纖探頭上分別連接自聚焦光纖；其中，所述光纖輸出端通過自聚焦光纖連接光電探測器，光纖輸入端通過自聚焦光纖連接信號源模塊。

其中，所述導光模塊為W型光纖，包括五個端口，其中有兩個為光纖輸出端，兩個為光纖探頭，一個光纖輸入端；所述兩個光纖探頭結構相同，其端面則包括內層和外層，內層用于將進入導光模塊光纖輸入端的光垂直入射到液體中，外層用于接收液體反射的光。

進一步的，所述信號源模塊采用近紅外LED，所述信號源模塊與光纖輸入端耦合，光纖輸入端上連接的自聚焦光纖長度為L/4的奇數倍，其中α為一常數，n₀為折射率。

進一步的，所述感光模塊為光電探測器，該光電探測器與信號源模塊在光譜特性上相匹配。

進一步的，該系統包括兩個容器用于盛放液體，還包括一個恒溫裝置，所述恒溫裝置放置在容器下方，用于保持待液體的溫度。

作為一種優選，所述光纖探頭與待測乳液樣品以及蒸餾水的液面保持垂直。

作為一種優選，在連接在光纖探頭上的自聚焦光纖的下端面，連接有錐狀的屏蔽環，所述屏蔽環由硬質材料卷曲形成，其內表面帶有深色涂層。

一種乳液主成份含量測量方法，該方法提供信號轉換模塊、光電流信號前置放大模塊、二級去溫漂放大模塊以及信號處理模塊，其特征在于：該方法按照如下步驟實施：