毕业论文——食用油电学参数的试验检测装置设计

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1、食用油电学参数的试验检测装置设计1　绪论1.1　本课题的背景2007年7月2日晚，CCTV《焦点访谈》播出“揭秘泔水油”节目，节目揭露了某工厂在利益的驱使下生产并销售泔水油[1][2]（地沟油的一种）的情况。我国早就出台了相关的规定，禁止将这种废弃油脂加工成食用油，而近年来地沟油加工成食用油的现象频频被媒体曝光。相关部门对此也加大了打击的力度，但是由于有利可图，且地沟油的检测这个技术难题一直无法解决，地沟油始终是屡禁不止。地沟油[3]很多指标都严重不符合国家规定的食用油卫生标准，危害极大，其直接排入水源会造成水质污染，而一旦被人体食用后

2、，则可能会引起食物中毒。地沟油的酸败指标远远超出国家规定，长期摄入，人们将出现体重减轻和发育障碍，易患腹泻和肠炎，并有肝、心和肾肿大以及脂肪肝等病变。此外，地沟油受污染产生的黄曲霉毒性不仅易使人发生肝癌，在其他部位也可以发生肿瘤，如胃腺癌、肾癌、直肠癌及乳癌、卵巢、小肠等部位癌变。2002年，国家出台的《食品生产经营单位废弃食用油脂管理的规定》明确要求，不得将废弃油脂加工以后再作为食用油脂使用或者销售。不仅地沟油会对人们的身体带来危害，在方便面加工及油炸食品中反复炸制食品的食用油通常也不利于人们的健康。食用油在高温下长时间的加热，会使油

3、分子发生一系列的化学反应，生成对人体健康有害的物质。近几年很多文章都报道了高温加热过的油脂所生成的物质，如氧化类脂化合物、二聚体等，是与动脉粥样硬化、肝损伤、肿瘤、癌症等疾病有关的物质[4]。因此，西方发达国家已经注意到这一问题，定期更换炸油，同时研究各种简便的检测方法[5][6]。为了防止油脂因高温及长时间加热对人体健康造成危害，在烹调中应避免油温过高，减少反复使用次数，及时更换旧油。同时，应该有一个简便的方法或者装置及时检测食用油的质量。1.2　食用油质量检测方法42目前，国内外已经有多种传统方法可以检测出食用油的质量[7]，如感观

4、评价法、物理化学评价法、柱层析法、化学感官系统法、核磁共振光谱法以及红外检测法。这几种常用的食用油质量检测方法的优缺点见表1.1。表1.1常用食用油质量检测方法的优缺点优缺点检测方法优点缺点感观评价法简单、直接，不需要任何仪器和试剂需要操作人员有丰富的经验，且不能对煎炸油劣变程度做出一个定量的评价物理化学评价法广泛应用于油脂分析，可以评定煎炸油质量需要耗费大量的时间，很难实现在线检测柱层析法得到一致的公认，可靠性高检测比较费时化学感观系统法经济快速，仪器成本低科技含量高，实现难度较大核磁共振光谱法快速，非破坏性，且不使用任何化学试剂价格

5、较昂贵，而且需要采用推荐的标准物进行校正红外检测法快速，可靠，精确价格比较昂贵传统的检测食用油劣变的方法既费时又费力，并且大量化学试剂的使用会对自然环境产生潜在的危害。目前，一个快速检测方法之一是测量油脂煎炸过程中介电性质的变化。用测量介电常数的方法确定油中极化成分含量，从而得知油在使用过程中的变质程度是一种简单方便且又可靠的方法。比化学方法省时、省力，费用低廉，可以在现场使用，以便及时了解油的质量状况。1.3　电容测量方法传统地，检测电容传感器的电容变化的困难在于实现高性能、低成本的电容输入的信号处理前端。表1.2列出了三种传统电容测

6、量方法的原理及其特点[8][9]。表1.2传统电容测量方法的原理及其特点原理及特点测量方法原理特点直接法首先按照规定的时间用特定的电流源对待测电容器充电，然后测量该电容器两端的电压。这种方法需要小电流、高精密电流源和高输入阻抗才能测量出电压。利用RC振荡器用待测的电容器构成一个RC振荡器，然后测量时间常数、频率或周期。这种方法很简单，但是通常不能达到高精度。42测量交流阻抗用一个正弦波信号源激励该电容器，然后测量该电容器的电流和电压。并使用四线制连接到该电容器。这种电路非常复杂而且需要的元器件数量多。电容法就是利用电容传感器将被测物体的

7、电容通过合适的信号调理电路进行测量。常用的测量电路有运算放大器式电路、调频式电路、充放电式电路等。以上三种电容测量方法中，为了提高测量精度和灵敏度，一般会相应增加调理电路的复杂程度，从而就增加了寄生电容对系统的影响[10][11]。所以，在分立元件较多的情况下，很难设计出比较实用的高精度电容测量电路。本设计利用先进的集成电路芯片AD7746，配以相应简单的外围电路，设计出寄生电容小、抗干扰能力强的高精度电容式传感器测量电路。1.4　本课题研究的内容近年来，随着人民生活水平的不断提高，人们对食用油的品质要求也越来越高。但是由于地沟油以及反

8、复炸制食品的食用油，单从外观上很难与正常食用油区分，使众多不知情的消费者深受其害。如何查禁此类不利于消费者健康的劣质油？人们不仅希望有关部门联手，通力合作、严抓狠打，而且需要研发出一种能够迅速准确的检测出劣