《无损检测》PPT课件

的游离水分。
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利用谷物的电特性检测含水率
d
a. 测量谷物含水率的电容方法分析
L
C 2 r0L/(lnD /d)
D
L是圆柱形容器的高度，D为外电级的
内径，d为内电极的外径， 0 为真空 中的介电系数， r 为谷物相对介电系
数 ，C为电容量
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缺点：
ⅰ在含水率等同条件下，电容量的值与谷物 品种有关
新鲜度的降低而减小，其中，相对介电常数在储藏6天的苹
果中减小的幅度较小，而损耗因数减小的幅度较大
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③水果损伤程度的检测：
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研究表明，正常组织与死亡组织的阻抗有明显差 别，正常组织具有阻抗，死亡组织的阻抗为零。 正常组织在低频下具有高阻抗，高频下有低阻抗 ，即正常组织的阻抗是随着频率而变化的，而死 亡组织的阻抗不随频率而变化。 正常组织在高频的情况下阻抗接近于零，这与死 亡组织的的电容为零相似。因此低频阻抗和高频 阻抗之比便代表了生物组织的损伤程度，它可用 等效并联电阻与电容测得
生物电现象是生命组织普遍存在的一种生理现象， 凡有生命的细胞都会产生生物电流。鸡蛋的生物电现 象是这一生命单元在不同时期生命活动的表现。
研究表明，种蛋的生物电与其受精与否、鸡胚雌 雄性别以及蛋品新鲜度之间存在较大的相关性，可以 成为鉴别和剔除无精蛋、弱精蛋和死胚蛋的一种新的 技术和方法。
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第三节 介电特性在谷物品质检测中的应用
谷物中的水分子
结合水：以化学吸附与谷物组织相结合 的水，是在谷粒成长过程中自然形成的 胶状结合水，不参加导电，但是电特性 分析仍保持强极型分子的介电特性。
游离水：可通过毛细管的呼吸作用进入 谷粒内部，靠分子间作用力吸附的这部 分水
影响谷物介电特性的主要因素是谷物中
第十章 无损检测
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10.1 无损检测技术及其特点 10.2 计算机图像处理的检测技术 10.2.1 计算机图像处理技术 10.2.2 计算机图像处理技术在食品检测中的应用 10.3 食品物性的力学、声学、电学、光学检测技术 10.3.1食品的力学检测技术及其在食品检测中的应用 10.3.2食品的声学检测技术及其在食品检测中的应用 10.3.3食品的电学检测技术及其在食品检测中的应用 10.3.4食品的光学检测技术及其在食品检测中的应用 10.4 传感器检测技术 10.4.1电子鼻、电子舌检测技术 10.4.2 生物传感器检测技术
化学方面： （1）水分 （2）糖度 （3）酸度
水果的宏观电特性： 复阻抗 复导纳 复介电常数
复阻抗(复导纳)：水果的物理常数，与水果的个体尺寸相关 复介电常数：水果内部物质特性的反应，与水果的个体尺寸无关
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2）水果的新鲜度介电特性间的关系
水果的细胞组成：
电阻比较大的薄细胞膜 具有离子导电性的小电阻的细胞液
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10.3.3食品的电学检测技术及 其在食品检测中的应用
第一节 介电特性检测原理 1）介电参数： 介电常数：综合反应介质极化行为的一个宏观物
理量 介质损耗：可反映材料内部缺陷等特性
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2）农产品的介电特性
农产品生物分子中的束缚电荷（只能在分子线 度范围内运动的电荷），对外加电场的响应特 性
①食品的组织、成分、结构、状态等和它们的电 特性都有着密切的关系，食品与农产品的成分、 状态或品质的检测是研究其电特性的主要目的 之一。食品与农产品电特性的变化主要表现在 电流密度、磁导率、绝对介电常数(电容率)、 电导率等方面。
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②介电常数测量方法：
当给农业物料层施加静电场时，其内部的无机物分 子极化形成正负离子。正离子负离子在静电场的 作用下向阴阳两极移动形成反电势，是测量的电 流值随时间按指数规律减小，即随时间增加电阻 率增加，此时出现电容效应，因为利用静电场测 量不易实现物料介电参数的快速测量
鸡蛋的各种内容物（胚胎、蛋黄、蛋白）之间的电位差产 生一个电场，电场的变化可以在蛋壳外测得
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②水果新鲜度的检测 测试系统及仪器
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对象：金帅苹果
第一组：冰箱取出，室温存放10-12h
第二组：室温20~25℃，空气相对湿度 88~90%，放置6天
第三组：室温20~25℃，空气相对湿度 88~90%，放置21天
测试三组苹果的电特性
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研究结果表明，相对介电常数和介电损耗因数随着金帅苹果
①直流介电常数的测量
②电桥法测量低频介电常数
③谐振电路法测定介电常数
④传输线法
⑤微波测量
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第二节 介电特性在水果品质检测中的 应用 1）基本概念：
生物组织的阻抗特性一般用Hayden 模 型描述
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水果内部品质
生理方面： （1）成熟度 （2）新鲜度
物理方面： （1）硬度 （2）内部损伤
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1.利用生物电特性鉴别受精蛋 国内种蛋孵化场用的方法：人 工光照法剔除无精蛋和死胚
蛋，在孵化的第5天进行光照， 剔出无精蛋。
浪费蛋：新鲜蛋孵化72h后， 就不适合加工成蛋制品，浪费 大量食用蛋，消耗无用的能量， 而且孵不出雏鸡的蛋中的细菌 又污染正常的孵化蛋。
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鸡蛋的生物电现象：
①水果的新鲜度介电特性间的关系：
随着水果新鲜度的降低，细胞膜的电阻增加，电 容减小
表现在切片组织的电特性上，使由细胞组成的果 肉组织等效阻抗增大，相对介电常数及损耗因数 减小
当水果果实从树上采摘下来后，光合作用减弱甚
至停止，由呼吸作用生成的二氧化碳量增加，此
时果实组织细胞间的弱酸性环境使细胞电阻增大
ⅱ同一品种的谷物也会出现测量误差
ⅲ测量时，温度和空气中的相对湿度对测量 只有直接的影响，温度高，湿度大，使谷物 膨胀变得松软，会引起介电系数改变
ⅳ由于谷物的相对介电系数受到诸多因素的 影响，致使电容量的值与谷物的含水率不成 线性关系
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2.利用谷物介电特性的品质检测和分级 品种和籽粒质量相同的谷物，介电常数愈大，其活力 越低，品质越差，而介电常数小的谷物则具有较高的 活力和较好的品质，这为介电分选原理实现按谷物活 力进行品质的分选提供了理论依据