便携式潲水油检测仪系统设计.doc

便携式潲水油检测仪系统设计-设计论文
便携式潲水油检测仪系统设计
刘磊 LIU Lei;康敏航 KANG Min-hang;李旭 LI Xu;任飞 REN Fei
(西安工业大学光电工程学院,西安 710021)
摘要: 潲水油对人体的生命健康造成非常大的影响,严重危害着人类的身体健康。本文利用生物电阻抗的方法,研制了一种潲水油快速检测仪,该检测仪能够实时准确的检测受检油品的组织变化,为潲水油的判别提供可靠的依据。
关键词 : 潲水油;快速检测仪;AD5933;阻抗测量
中图分类号:R115 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2015)24-0090-02
基金项目:受2014年国家级大学生创新创业训练项目资助,资助项目编号:201410702018。
作者简介:刘磊(1992-),男,陕西咸阳人,西安工业大学2012级本科学生,研究方向为微机控制技术。
0 引言
潲水油也叫地沟油、泔水油,是不法商贩将收集来的潲水,经过水油分离,过滤,去味等程序处理后,重新得到的油脂,流入食用油市场进行销售。潲水油会对人体产生不同程度的毒害,国内多个地方已发生由于食用潲水油引发中毒的事件,食品安全越来越受到政府和人们的高度关注。
潲水油的实时快速检测成为亟待解决的社会与技术难题,为了老百姓日常生活的食油安全,减少甚至根除潲水油给人民带来的严重危害,市场上急需准确、快速、便携式的潲水油检测仪器,因此,研究方便、快捷、准确、实时的潲水油检测仪就显得非常重要和必要。
1 生物电阻抗频谱技术及其在潲水油检测中的优势
生物电阻抗频谱(Bioimpedance Spectroscopy,BIS)是近二十年以来随着测量技术的进步而发展起来的一种以多频率、复阻抗测量为基础的生物组织监测技术。
对于潲水油来说,油品中的不同物质改变了油品组织的导电特性,因此其阻抗频谱特性必然也会发生显著变化,使得潲水油的阻抗频谱特性与正常油品组织存在显著差异。因此,利用BIS技术来甄别潲水油成为可能。更重要的是,BIS测量周期很短,一般可以在1分钟以内实现从低频到高频几十个频率点的扫频测量,从而满足了快速、准确的检测需求。此外,由于BIS测量仪器小巧、便携,因此研制便携式的潲水油快速测量仪也成为可能。
2 系统的硬件组成
本测量系统主要包括主控单元电路、二电极阻抗测量电路等,其中主控单元包括低功耗单片机STC12LE5A56S2、阻抗分析芯片AD5933、键盘、LCD显示、RS232串行通信口、复位及时钟系统、。阻抗测量芯片AD5933通过二电极阻抗测量电路实现油品阻抗的二电极比例测量法测量,得到从低频到高频若干个频率点的类油类阻抗数据,单片机通过I2C总线获得AD5933所采集的阻抗数据,并可通过RS232串行通信口上传给PC机。系统的结构原理图如图1所示。
实际测量过程中,在PC机上调试好的程序通过UART下载到单片机上,然后启动AD5933进行测量,AD5933完成阻抗测量后将未校准的实部和虚部值发送到单片机,并在液晶显示器上显示,同时等待进一步的校准,单片机通过设置好的增益系数对模值进行校准,最后将校准的信息送到液晶显示。
AD5933是美国AD公司生产的新一代阻抗频谱测量一体化芯