[發明專利]一種基于觸覺啟發的用于食品口感評價的摩擦振動測量裝置及方法

有效

• 申請號: 202111161056.1
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113945691B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 杜冬冬;王俊;袁超毅;王凌峰;張芮豪
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N33/02
• 分類號: G01N33/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 鄭海峰

本發明公開了一種基于觸覺啟發的用于食品口感評價的摩擦振動測量裝置及方法。摩擦振動測量裝置包括溫度控制模塊、力學測量模塊和振動測量模塊，溫度控制模塊用于控制工作溫度，摩擦臺卡槽、仿皮膚摩擦片和傳熱片構成食品質構評價的摩擦腔，以模擬人體口腔環境，力學測量模塊用于測量食品摩擦運動中的力學信號，振動測量模塊用于測量食品摩擦運動中的振動信號。基于上述測量裝置的食品口感評價方法，通過牽引平臺控制摩擦滑塊在摩擦腔內與食品樣品接觸并做摩擦運動，利用力傳感器和加速度傳感器分別采集樣品摩擦運動中的力信號和振動信號，經信息處理后提取特征值，綜合力和振動兩種信號形式來實現食品口感的評價，具有簡便、客觀、真實等優點。

技術領域

本發明屬于食品品質測量技術領域，涉及一種食品口感評價的測量裝置及方法。

背景技術

食品的口感與其質構有關，是食品在人體口腔中的一種綜合的感官感覺，對消費者偏好和接受度有著重要影響。傳統的食品口感評價采用感官評價法(GB/T 16860-1997)，但這種方法存在流程復雜、主觀性強、重復性差等問題。質構儀和流變儀是另兩種常用的食品口感客觀評價法，但上述方法均屬于力學方法，無法很好地評價如滑溜感、光滑感等食品表面相關的口感。近年來，摩擦學方法被提出用于評價食品口感，如CN200880101735.6公開了一種采用摩擦裝置來預報食品口感的方法，CN201811008974.9公開了一種用于食品口感分析的軟摩擦裝置，上述裝置和方法均通過摩擦力學數據來評價食品的口感。但是，現有的摩擦學方法僅利用摩擦系數、摩擦曲線來評價食品口感，其對如顆粒感、細膩感等食品幾何相關的口感評價效果并不佳。因此，提出一種能客觀評價食品口感的測量裝置或方法，很有必要性。

研究表明，食品口感主要通過觸覺感知，而人類的觸覺功能主要來源于人體皮膚上的機械刺激感受器。機械刺激感受器又分為慢適應感受器和快適應感受器，分別接收靜態或準靜態的力信號以及動態的振動信號。可以認為，人類對食品口感的評價主要通過觸覺感知中的力和振動兩種信號形式來實現。因此，本發明受上述觸覺感知原理啟發，提出一種適用于食品口感評價的摩擦振動測量裝置及方法，以期實現食品口感的客觀評價。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術存在的問題，提供一種基于觸覺啟發的用于食品口感評價的摩擦振動測量裝置及方法，利用牽引平臺控制食品口感評價的摩擦運動，通過力傳感器和加速度傳感器分別測量摩擦運動中的力信號和振動信號，并利用力信號和振動信號的特征值來實現對食品口感的評價，具有簡便、客觀、真實等優點。

本發明解決技術問題所采取的技術方案是：

一種基于觸覺啟發的用于食品口感評價的摩擦振動測量裝置，包括溫度控制模塊、力學測量模塊和振動測量模塊；

所述的溫度控制模塊包括摩擦臺卡槽、仿皮膚摩擦片、傳熱片、恒溫加熱器和摩擦臺基座；所述的恒溫加熱器安裝在摩擦臺基座上，用于加熱由傳熱片、仿皮膚摩擦片和摩擦臺卡槽構成的摩擦腔；所述的傳熱片位于恒溫加熱器與仿皮膚摩擦片下表面之間，仿皮膚摩擦片上表面由摩擦臺卡槽沿周向壓緊；

所述的力學測量模塊包括牽引平臺、力傳感器和牽引線；由牽引平臺通過牽引線與振動測量模塊連接，所述的力傳感器固定于牽引平臺上，用于測量牽引摩擦力的大小；

所述的振動測量模塊包括固定旋鈕、加速度傳感器、摩擦滑塊和摩擦球；所述的加速度傳感器安裝在摩擦滑塊的頂部；所述的摩擦球均布在摩擦滑塊的底部，摩擦滑塊置于摩擦臺卡槽內，摩擦滑塊的寬度小于摩擦臺卡槽的槽寬，底部的摩擦球與仿皮膚摩擦片上表面接觸；摩擦滑塊靠近力學測量模塊的一側連接牽引線，通過摩擦滑塊上的固定旋鈕調節牽引線的松緊程度；所述的摩擦滑塊的牽引摩擦力方向與摩擦臺卡槽的槽向平行。

優選的，所述仿皮膚摩擦片為有機硅或聚二甲基硅氧烷材質。

優選的，所述摩擦球的數量為3個，呈等腰三角形固定安裝于摩擦滑塊底面，且3個摩擦球關于牽引線對稱。