[發(fā)明專利]一種松子的介電特性檢測方法

在審

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• 申請日: 2017-12-17
• 公開（公告）號: CN108089105A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅歸一;宋春芳;李靜;薛小雯
• 申請（專利權(quán)）人: 江南大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及介電特性檢測的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種松子的介電特性檢測方法的計算方法。其步驟包括，將含水率較低的樣品研磨成粉，并使用自制的圓柱形不銹鋼測量單元對不同質(zhì)量下的粉末狀樣品進行壓實。使用與網(wǎng)絡(luò)分析儀相連的末端開路同軸探頭對壓實后的樣品進行介電特性測量。運用回歸分析方法得出樣品介電特性與頻率的關(guān)系，將樣品介電特性實際測量值與預(yù)先選用的介電混合方程理論值進行擬合得到一定頻率下適用于松子介電特性測量的數(shù)學模型。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于介電特性檢測的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及松子介電特性的檢測方法。

背景技術(shù)

松子，作為一種松科植物的種子，具有豐富的蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪及微量元素。營養(yǎng)價值極高同時還具有滋潤皮膚，延年益壽的功效。在工業(yè)上常需要進行干燥脫去水分和部分油脂得到優(yōu)良的口感。現(xiàn)階段常用的松子干燥方法主要有：噴霧干燥、熱風干燥、冷凍干燥。但這些方案都存在一定的缺陷，如熱風干燥容易造成加熱不均勻產(chǎn)生過熱現(xiàn)象，冷凍干燥效率較低、成本較高等。

近年來，微波干燥因其快速高效的特點在食品加工領(lǐng)域應(yīng)用日益廣泛，微波干燥過程中，微波和松子會相互耦合作用，而松子的介電特性影響著其微波吸收能力，對干燥過程和最終的產(chǎn)品品質(zhì)會產(chǎn)生重要影響。

介電特性是電介質(zhì)固有的一種物理屬性，可表示電介質(zhì)存儲電場能量的能力，反映該電介質(zhì)提高電容器電容量的能力。現(xiàn)階段對介電特性檢測方法主要運用的是基于網(wǎng)絡(luò)分析儀的介電頻譜技術(shù)，它的優(yōu)點是測量迅速、快捷，且一次測量就可以得到所有頻率下的介電參數(shù)。但為了保證測量的精確性，對被測量的物體要求是表面平整的固體或者是均勻的液體。針對表面不平整的松子，單純的利用此技術(shù)測量會產(chǎn)生較低的重復(fù)率和測量誤差。介電特性理論值實際上需要通過混合方程得出，樣品也需要進行預(yù)處理保證測量的精準。在專利方面，運用此方法檢測松子的介電特性的技術(shù)幾乎為空白。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有介電測試技術(shù)存在的缺陷，本申請人提供了松子介電特性的檢測方法。本方法可以保證松子介電特性測量的精確性,從而為松子的微波干燥過程工藝優(yōu)化提供參考和指導(dǎo)。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

(1)樣品預(yù)處理：將松子放入微波爐內(nèi)微波干燥至較低含水量，運用藥用粉碎機將近乎絕干的樣品粉碎成粉，用篩子篩選出均勻細致的粉末。

(2)壓實：使用液壓裝置將粉末樣品壓實于一個自制的圓柱形不銹鋼測量單元中，被壓實的粉末最終成型的樣品直徑與厚度分別等于測試單元的內(nèi)徑和高度，改變不同的粉末質(zhì)量依次得到不同密度下的粉末樣品。最后鋪平表面后將其置于壓邊機壓邊。

(3)密度與孔隙率的測定：使用質(zhì)量和體積比計算出粉碎過后的粉末樣品的密度ρ，原始樣品的密度測量采用比重瓶法。用水作替代溶液重復(fù)五次實驗取平均值得原始松子密度為ρm，孔隙率用公式計算得出。

(4)不同密度下樣品介電特性的測定：在進行測量實驗前，先將網(wǎng)絡(luò)分析儀預(yù)熱30min后，再設(shè)置相關(guān)參數(shù)范圍并分別采用空氣、短路器件及去離子水對網(wǎng)絡(luò)分析儀的末端開路同軸高溫探頭進行校準。保證開放末端同軸探頭的測量值靈敏度小于0.5。校準完成后，將裝有粉末樣品的圓柱形不銹鋼測量單元裝配在處于恒溫油浴鍋的不銹鋼桶中，操作時確保測量單元的樣品與同軸探頭的表面緊密接觸以防止產(chǎn)生空氣間隙。恒溫油浴鍋用于控制物料的溫度，熱電偶插入物料對其溫度進行在線監(jiān)測。

(5)用相關(guān)軟件對不同頻率范圍內(nèi)的介電特性與損耗因子進行回歸分析，得到樣品介電特性、損耗因子和頻率之間的關(guān)系如下所示：