[發明專利]食品比容測量儀及其檢測方法

有效

• 申請號: 202010856714.8
• 申請日: 2020-08-24
• 公開（公告）號: CN111965313B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 俞越
• 申請（專利權）人: 中檢集團公信安全科技有限公司
• 主分類號: G01N33/02
• 分類號: G01N33/02
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 崔振旺

1.一種食品比容測量儀，其特征是，包括矩形的箱體（1），箱體（1）前側面設有食品放置口（2），食品放置口（2）設置氣密門（3），箱體（1）內設有S容器和L容器， S容器處于L容器上方，S容器的容積為L容器的四分之一， L容器和S容器相連通，并在相連通位置設置電磁蝶閥a（406）和電磁蝶閥b（411），L容器和S容器外部一側為氣瓶（8），氣瓶（8）內裝有99.999%純度的八氟環丁烷作為標準氣體，且氣瓶（8）與S容器相連通，且在相連通管路上設置減壓閥（801）、電磁流量閥（802）和恒溫汽化器（803），L容器和S容器外部的另一側設置真空泵（6），真空泵（6）通過金屬導管（601）連通S容器，金屬導管（601）上設有真空泵閥（602），金屬管路及閥門處設置有保溫層，L容器設有L容器體積微調裝置（7），S容器設有S容器體積微調裝置（9），L容器和S容器還分別設有保溫結構、狀態校準傳感器，L容器設置有食品重量傳感器、NDIR傳感器，S容器設置有溫度補償調節裝置；

所述S容器外壁設置有S容器溫度補償調節裝置（504），對S容器內部氣體溫度進行可控調整，S容器溫度補償調節裝置（504）被S容器保溫層（501）包覆組成S容器保溫結構， S容器內狀態校準傳感器包括S容器溫度傳感器（502）、S容器氣壓檢測傳感器（503）；

所述L容器設置有食品放置口（2），L容器的保溫結構由外表面覆蓋的L容器保溫層（408）構成，L容器內狀態校準傳感器包括L容器氣壓檢測傳感器（401）、L容器溫度檢測傳感器（402），L容器設置的食品重量傳感器（405）懸掛食品放置筐（404），食品放置筐（404）帶有唯一編號與儀器相對應，食品筐內用于放置被測食品，NDIR傳感器為高精度八氟環丁烷NDIR傳感器（403），八氟環丁烷NDIR傳感器感應端位于L容器內部，通過非分散紅外技術測量輸出氣體體積濃度。

2.根據權利要求1所述的食品比容測量儀，其特征是，L容器和S容器間的兩個電磁蝶閥中電磁蝶閥a（406）進出氣口位置設有微型對流風扇（409），電磁蝶閥b（411）進出氣口位置設有氣流偏轉板（407），電磁蝶閥b（411）內部閥瓣圍繞閥軸旋轉開啟和關閉，閥軸與外界密封，兩組電磁蝶閥外側還設置有相應的保溫結構。

3.根據權利要求1所述的食品比容測量儀，其特征是，L容器體積微調裝置（7）與S容器體積微調裝置（9）包括柱形調節柱（701）、調節柱后部的螺紋伸縮桿（702），柱形調節柱（701）深入L容器或S容器內，螺紋伸縮桿（702）轉動帶動柱形調節柱（701）深入或伸出L容器或S容器，調節柱設有阻尼圈（703）和密封圈（704）實現密封。

4.根據權利要求1所述的食品比容測量儀，其特征是，箱體（1）的前側面還設有氣瓶艙門（101）、顯示屏（102）、工作狀態指示燈（103）和控制按鈕（104），箱體（1）的上側面設置提手（105），斜側面設置腳墊（106），氣密門（3）上設置透明觀察窗（107），箱體（1）的內部設置有控制電路。

5.根據權利要求4所述的食品比容測量儀，其特征是，所述氣密門（3）的一側設置合頁（108）與箱體（1）相連，氣密門（3）的其余邊緣設置有多個旋轉鎖定扣（109）將氣密門（3）緊固封閉在箱體（1）的食品放置口（2）上。

6.根據權利要求4所述的食品比容測量儀，其特征是，控制電路包括箱體（1）內部的單片機控制模塊，控制按鈕（104）、L容器氣壓檢測傳感器（401）、L容器溫度檢測傳感器（402）、S容器溫度傳感器（502）、S容器氣壓檢測傳感器、食品重量傳感器（405）、八氟環丁烷NDIR傳感器（403）通過線路連接于單片機控制模塊的輸入端，顯示屏（102）、真空泵（6）、真空泵閥（602）、電磁蝶閥a（406）、電磁蝶閥b（411）、微型對流風扇、S容器溫度補償調節裝置（504）、電磁流量閥（802）、恒溫汽化器（803）和工作狀態指示燈（103）通過導線連接于單片機控制模塊的驅動輸出端。

7.一種利用權利要求2中任一食品比容測量儀進行比容測量的方法，其特征是，包括以下步驟，

1）將食品通過氣密門放入L容器的食品放置筐內，關閉氣密門并檢測密閉情況確保密閉效果；

2）所有電磁閥關閉，檢測環境溫度是否在適合的工作溫度范圍，檢測L容器八氟環丁烷含量，符合要求則進行下一步；

3）首先稱量食品質量，食品質量記作M，完成后，打開真空泵閥，啟動雙級真空泵，進行S容器抽真空作業，當S容器的氣壓傳感器檢測到真空度到達2×10^-1Pa時，真空泵關閉，真空泵閥關閉，進行下一步；

4）電磁流量閥開啟，恒溫汽化器開始工作，保持S容器相連的恒溫汽化器出氣溫度稍低于L容器溫度，最大溫差不超過10℃；

5）當S容器氣壓傳感器檢測S容器的氣壓值等于90%~98%的L容器氣壓時，電磁流量閥關閉，延時60s~120s，然后檢測S檢測容器溫度與L容器差別，通過溫度補償調節裝置對 S容器溫度進行調整，當溫差小于±0.05℃后，再次檢測S容器檢測氣壓與L容器差值，此時控制恒溫汽化器溫度出氣溫度等于L容器溫度，并逐步補充氣體至S、L容器氣壓一致，并關閉電磁流量閥；

6）打開雙室電磁蝶閥，延遲2秒，然后取S容器、L容器內氣壓傳感器值，分別與雙室電磁蝶閥開啟前值對比，氣壓波動小于0.2%時進行下一步；

7）啟動微型對流風扇，微型對流風扇采用恒定轉速，根據食品品種確定風速和循環風量，之后微型對流扇斷電；

8）啟動高精度八氟環丁烷 NDIR傳感器進行測量八氟環丁烷體積濃度，記作N%；

9）調取系統內儲存的蝶閥關閉時S容器及相通S容器管路、閥門的總容積和V_S、L容器及相通L容器閥門的總容積和V_L，總容積在出廠前使用液體標定，數值儲存到單片機中，k為補償系數，對于測量結果精確度要求大于1級的場景可不采用補償系數；

10）使用單片機進行計算，食品比容公式為P_F=[V_S+V_L-（V_S÷N%）]×k÷M，求出食品比容P_F。