压电电容式传感器法快速测定稻谷含水率及煎炸油中的极性组分含量

发布时间：2017-06-29 15:11

  本文关键词：压电电容式传感器法快速测定稻谷含水率及煎炸油中的极性组分含量，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：由于压电传感器响应快,灵敏度高,价格低廉、使用方便,受到广大科学研究人员青睐。压电石英晶体传感器可分为两类：压电石英晶体微天平和串联式压电传感器。压电石英晶体微天平对质量有灵敏的响应,可得到纳克级的响应,但其响应受其它因素,如溶液的粘度、密度、电导率和介电常数的影响；串联式压电传感器(本文中简称压电传感器)是将空气中振荡的石英晶体与一对电导电极串联组成,它能灵敏地响应电导电极间介质的电参数变化,并维持极好的频率稳定性,与传统阻抗方法相比,它有很强的抗背景干扰的能力,在一定条件下响应的灵敏度和稳定性均成倍提高。随着信息技术和微机加工技术的高速发展,压电传感器的电路还可微缩到一块很小的芯片上,电导电极可选用间距在微米甚至纳米级别的叉指电极,很容易实施现场快速监测。因此,压电传感器广泛应用于生命科学、食品、化学、生物医学、环境监测、医药和军事等领域。基于此,本论文开展以下工作：1.根据稻谷水分含量与其介电特性的相关性,选用自制圆筒电极,将其与压电石英传感器串联构建压电电容式传感器,结合粮食、油料水分测定的国家标准(GB/T 5497-1985),建立样本集稻谷水分含量与样本集稻谷压电传感特征频率数据之间的标定方程：y=-75x+9007366,其线性系数值r=-0.98。然后利用此方程对随机制作的不同含水率稻谷进行快速检测,同时采用国标法—105℃恒重法,加以验证,结果表明,压电电容式传感器能快速、准确测定稻谷中的含水量；2.结合煎炸油极性组分含量变化与其介电特性的相关性,引入融合梳状电极,将其与压电传感器串联构建压电电容式传感器,结合国家标准中规定的检测煎炸油极性组分的含量方法(GB/T5009.202-2003),对煎炸油进行检测和鉴别。基本依据为油脂在煎炸过程中其极性成分会发生改变,从而导致介电常数改变,最终导致压电传感器的振荡频率变化。本论文首先研究了煎炸时间与介电常数的关系、极性组分含量与介电常数的关系,然后将极性组分含量转变为直观的频率响应值的形式,并建立极性组分含量与频率的标定方程：y=-0.396699x+9007010,其线性系数值r=-0.996,国家标注规定的极性组分含量为27%的临界值,求得临界频率值即判别阈值约为9006898 Hz。并基于标定方程对不同品牌,不同煎炸时间的样品进行检测鉴别,其结果与国标法进行对照,结果表明,压电电容式传感器能简便、快速、准确检测与鉴别煎炸油。
【关键词】：压电电容式传感器 圆筒电极 梳状电极 稻谷含水量 煎炸油
【学位授予单位】：中南林业科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TS227;S511;TP212
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 绪论9-18
• 1.1 粮油质量快速检测及研究进展11-17
• 1.1.1 稻谷含水率的检测及研究进展11-14
• 1.1.2 煎炸油检测方法的研究及进展14-17
• 1.2 论文构思17-18
• 2 压电电容式传感器快速测定稻谷含水率—圆筒电极18-28
• 2.1 引言18
• 2.2 实验部分18-22
• 2.2.1 仪器设备和材料18-20
• 2.2.2 实验过程20-22
• 2.3 结果与讨论22-27
• 2.3.1 压电电容式传感器工作原理22-23
• 2.3.2 圆筒电极灵敏区间标准曲线23-24
• 2.3.3 标定方程式的建立24-26
• 2.3.4 稻谷样本集的检测26-27
• 2.4 小结27-28
• 3 压电电容式传感器快速测定煎炸油中极性组分—梳状电极28-40
• 3.1 引言28-29
• 3.1.1 梳状电极的简介及工作原理28
• 3.1.2 融合梳状电极与压电传感器28-29
• 3.2 实验部分29-33
• 3.2.1 设备和材料29-31
• 3.2.2 实验过程31-33
• 3.3 结果与讨论33-39
• 3.3.1 压电电容式传感器工作原理33
• 3.3.2 最优电极对数的选择33-35
• 3.3.3 煎炸油的鉴别35-39
• 3.4 本章小结39-40
• 4 结论40-41
• 参考文献41-47
• 致谢47

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