專利名稱：無損傷瓜果糖度測定儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種計(jì)量儀器，是一種在不損傷瓜果表皮狀態(tài)下測定瓜果糖度的計(jì)量儀器。
已有的瓜果甜熟程度測試裝置有1.一九八七年十二月五日公告的實(shí)用新型專利，是北京包裝食品機(jī)械研究所的刑鐘良設(shè)計(jì)的西瓜測試儀(專利申請?zhí)?6206727)是由聲電轉(zhuǎn)換器、識別器、顯示器構(gòu)成，它是運(yùn)用電子技術(shù)，無損判別西瓜的熟度，但不能測定其糖度。
2.日本一位科學(xué)家研制了一種西瓜測定器(一九八七年七月廿二日刊登在《技術(shù)市場報》)，它是根據(jù)聲波傳播的情況，由電子顯示儀器準(zhǔn)確地指示西瓜的甜熟程度。
以上西瓜測定儀都是利用聲電轉(zhuǎn)換原理、聲波傳播原理制成西瓜測定儀，其儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、攜帶不方便，而且僅適用于西瓜測定，不能延用于其它瓜果的測定。
目前，常用的手持式光學(xué)糖度計(jì)是利用物質(zhì)的光學(xué)特性，由接目鏡、棱鏡、焦點(diǎn)調(diào)節(jié)器、標(biāo)線水平調(diào)節(jié)器、零點(diǎn)調(diào)節(jié)器組成，它是將瓜果切開，然后利用瓜汁的濃度不同，對光的折射率不同，測定瓜果的糖含量。但該儀器存在以下缺點(diǎn)要破開瓜果取樣，測定手續(xù)麻煩，速度慢，精確度受到取樣的渣質(zhì)，特別是果汁的顏色影響造成較大誤差。因此不易普及推廣。
本實(shí)用新型的目的是利用植物生物學(xué)原理和電子技術(shù)，提供一種不損傷瓜果表皮，並能精確測定瓜果糖度的計(jì)量儀器，其構(gòu)思新穎、操作簡易，既精確、又快速、無損傷、便攜式，實(shí)用于市場和生長中的瓜果糖度測定。
本實(shí)用新型的原理是根據(jù)瓜果中的主要成份是水和糖，水和糖都是電介質(zhì)，(且糖是無極分子，水是有極分子)，電介質(zhì)的介電常數(shù)既與電介質(zhì)的種類有關(guān)，又與加在電介質(zhì)的交變電場的頻率有關(guān)，在相同變化頻率下，不同的電介質(zhì)其介電常數(shù)變化也不同，(如，在相同頻率下，水的介電常數(shù)比糖的介電常數(shù)變化大得多)，故不同的電介質(zhì)，其電容的變化也不同，相對應(yīng)的電容抗、集電流也不同，在混合電介質(zhì)中，其某一種成份的電介質(zhì)的電容變化，除了與交變電場的頻率有關(guān)外，還與該成份在總混合體中的濃度有關(guān)，也就是說，電介質(zhì)的電容性能和該電介質(zhì)的濃度、種類有關(guān)。
如果設(shè)計(jì)一個諧振、頻率器，使其產(chǎn)生的高頻電流，通過瓜果內(nèi)的果汁，由于瓜果的介電常數(shù)不同，其導(dǎo)電度也不同，可以諧振頻率或頻率器的集電極電流等的變化，來測定瓜果汁的含糖濃度。
本實(shí)用新型中，若在諧振、頻率器的一端制有一只電容型的測定電極，如果電極之間有瓜果的瓜囊，則由于電容器兩極板間的介電常數(shù)改變，(相對于電極之間存在空氣而言)，所以兩極板的電容也起變化，使諧振頻率和集電極電流發(fā)生變化，我們就可以通過選頻放大，鑒別、指示等來觀測它的變化，這樣就可正確地測定瓜果汁濃度。
本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)是由傳感器、諧振頻率器、選頻放大器、鑒別器、計(jì)量指示裝置，電源所組成。
傳感器(探頭)是由內(nèi)電極(正極)、外電極(負(fù)極)、導(dǎo)電極、探頭彈簧、固定卷、探頭座組成。傳感器既具有發(fā)射功能，又具有接收功能，還要保證與測量物表面有良好的接觸，並形成軟導(dǎo)電。
諧振與頻率器是由諧振電路、振蕩電路組成，諧振電路包含校準(zhǔn)部份，它把經(jīng)過校準(zhǔn)的電訊號與接收到的模擬糖度電訊號作比較參考。振蕩電路產(chǎn)生2～10MC范圍內(nèi)變化的交變電場。
選頻放大器使接收后頻移訊號完成選頻放大工作。
鑒別器是由檢波器和跟蹤器組成，檢波器把電感B3輸出的頻移變化訊號經(jīng)二極管D1轉(zhuǎn)換為直流電位，再由跟蹤器完成跟隨反饋為穩(wěn)定的模擬糖度的直流電訊號。
計(jì)量指示裝置是由線性放大器、指示器、電流表組成。線性放大器進(jìn)行糖度微小訊號的線性放大，再由指示器、電流表經(jīng)限幅后，顯示相對糖度(一般為0～20％)刻度的電流訊號，然后經(jīng)濕度與另度校準(zhǔn)，變成正確的糖度數(shù)值在電流表的表盤面上指示出來。
電源是采用干電池(6伏直流電源)，經(jīng)過高精度穩(wěn)壓器、集成電路塊IC3提供負(fù)電壓。供給集成電路IC2的工作需要，集成塊IC4產(chǎn)生高精度穩(wěn)壓電源。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明

圖1是本實(shí)用新型原理框圖。
圖2是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本實(shí)用新型電子線路圖。
1－傳感器(探頭)，2－諧振、頻率器，3－選頻放大器，4－鑒別器，5－計(jì)量指示裝置，6－電源，7－探頭座，8－固定卷，9－探頭彈簧，10－線路印刷板，11－開關(guān)套柄，12－校準(zhǔn)按鈕，13－機(jī)殼，14－支架螺釘，15－元件支架，16－指示燈架，17－拔盤，18－表頭座，19－電流表頭，20－電池盒螺釘，21－上蓋螺釘，22－電池盒，23－下蓋螺釘，24－印刷板螺釘，25－下蓋板。
傳感器(探頭)1是由圓柱形內(nèi)電極(正極)和圓環(huán)形外電極組成，圓柱形內(nèi)電極安裝在圓環(huán)形外電極的中心，內(nèi)外電極頭部配制有導(dǎo)電極，底部配以探頭彈簧9，并安裝在探頭座7內(nèi)。
諧振頻率器2是由諧振電路和振蕩電路組成，諧振電路包含校準(zhǔn)部份，由電感B1，電容C2、C13、C14、C15、C16、C17、開關(guān)K1、K2組成。
振蕩電路與選頻放大器3通過一塊集成電路塊IC1、電感B2、B3、電容C1、C3、C4、電阻R1、R2、R3組成。
鑒別器4是由檢波管和跟蹤器組成，包括檢波二極管D1、晶體管BG1、BG2、電容C5、C6、C7、電阻R4、R5、R6、R7、R8、R9組成。
線性放大器由一塊集成電路IC2，電阻R10、R13、R14、R15、R16、R17、R18組成。
指示部份由電阻R11、R12、R18、R19、電位器W1、W2、W3、毫安電流表A、二極管D2組成。電流表頭19安裝在表頭座18上。
電源6采用5號干電池4節(jié)放入電池盒22內(nèi)，再由穩(wěn)壓器穩(wěn)壓，穩(wěn)壓器是IC4、IC3兩塊集成電路塊與晶體管BG3、電阻R21、電位器W4、電容C9、C10、C11、C12組成。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于它能無損傷地測定西瓜、生梨、水密桃、蘋果、葡萄、桔子、香焦、甘蔗、西紅柿等種類的瓜果液質(zhì)較多的糖度，測西瓜的中心糖度、精度可達(dá)到平均誤差＜±0.5度，故精度較高。
本儀器也能反映瓜類成熟度，一般甜度小于8則為生瓜，等于8的則為半生熟瓜，甜度大于等于9的為熟瓜。
本儀器對瓜果既無損傷，又能快速測定，體積小，攜帶方便，糖度不受瓜果渣質(zhì)、瓜果汁顏色的影響。它可以使農(nóng)民及時掌握采摘瓜果時機(jī)，保證瓜果質(zhì)量，商業(yè)部門也可掌握瓜果質(zhì)量，以便按質(zhì)論價，保證消費(fèi)者利益，它還為科研單位提供了一種理想的測定瓜果糖度的儀器，對研究瓜果在田園里生長過程中糖度的累積變化。
在食品工業(yè)方面，還能用來對液體瓶塑罐頭食品的甜度進(jìn)行遙控監(jiān)測。
在醫(yī)學(xué)方面，本儀器還可用于血糖的檢測。
本儀器還可作咸度、濃度的測量，是一種多用途儀器。
本實(shí)用新型的主要技術(shù)指標(biāo)如下1.糖度測量范圍0～20％。
2.甜度測試部位探頭中心線在瓜果圓周的中心點(diǎn)上。
3.工作條件環(huán)境溫度＋20℃～＋40℃時，誤差為±0.5度，空氣相對濕度≤85％。
4.電源電壓6伏直流電(5號干電池4節(jié))，電流消耗約25mA。
5.儀器的外形尺寸60×70×200毫米。
6.重量約400克。
權(quán)利要求1.一種用于測定液質(zhì)較多的瓜果，如西瓜、生梨、水密桃、西紅柿類型瓜果糖度的無損傷瓜果糖度測定儀，包括傳感器，諧振頻率器、選頻放大器、鑒別器、計(jì)量指示裝置、電源、機(jī)殼，其特征在于a)傳感器1是一種電容型探頭，由圓柱形內(nèi)電極和圓環(huán)形外電極組成，圓柱形內(nèi)電極安裝在圓環(huán)形有外電極的中心，內(nèi)、外電極頭部配置有導(dǎo)電極，底部配以探頭彈簧9，并安裝在探頭座7內(nèi)；b)諧振頻率器2包括接收的模擬糖度電訊號與標(biāo)準(zhǔn)電訊號進(jìn)行諧振的諧振器和使電場產(chǎn)生交變的頻率器組成。
2.按照權(quán)利要求1所述的無損傷瓜果糖度測定儀，其特征在于所說的導(dǎo)電極采用導(dǎo)電橡膠制成。
3.按照權(quán)利要求1所述的無損傷瓜果糖度測定儀，其特征在于諧振器包括校準(zhǔn)部份由電感B1、電容C2、C13、C14、C15、C16、C17、開關(guān)K1、K2組成。
4.按照權(quán)利要求1所述的無損傷瓜果糖度測定儀，其特征在于頻率器與選頻放大器3是共用一只集成電路塊IC1，并配以電感B2、B3、電容C1、C3、C4，電阻R1、R2、R3組成。
專利摘要一種便攜式瓜果無損傷糖度快速測定儀，它是根據(jù)植物生物學(xué)和電子技術(shù)設(shè)計(jì)，由傳感器、諧振頻率器、選頻放大器、鑒別器、計(jì)量指示裝置、電源所組成，該儀器構(gòu)思新穎、操作簡易、既快速、又實(shí)用，測量精度不受瓜果渣質(zhì)和瓜果汁顏色的影響，能無損傷地測定西瓜、生梨、水蜜桃、西紅柿等液質(zhì)較多的瓜果糖度。測西瓜中心糖度精度可達(dá)到平均誤差＜±0.5度。適用于市場上和田園中正在生長的瓜果的糖度測定。也適用在試驗(yàn)室、車間使用。
文檔編號G01N27/22GK2036671SQ8821199
公開日1989年4月26日 申請日期1988年7月5日 優(yōu)先權(quán)日1988年7月5日
發(fā)明者諸福良, 張紀(jì)樵 申請人:諸福良, 張紀(jì)樵