[发明专利]一种基于电容和红外光电技术的地沟油浓度检测传感器

说明书

技术领域

本发明属于检测技术领域，更准确地说是涉及一种用于对地沟油的浓度检测传感器。

背景技术

众所周知，地沟油是我国食品安全最为关注话题之一，它回流餐桌被食用后会严重危害人们的身体健康。而防范地沟油使用的重要措施就是对地沟油进行检测。因此，有关地沟油的检测技术就显得十分重要。

然而，国内现有的对地沟油的检测大部分停留在定性检测地沟油的有无上，仅有少数涉及地沟油浓度检测的技术方案。而且，各种定性、定量的检测方法也存在着检出率低等的问题。在这种情况下，亟需提出一种新型地沟油检测技术以满足对地沟油的浓度检测的需要。

发明内容

针对现有技术中对于地沟油的浓度检测的不足，本发明提出了一种测量精度和灵敏度高、运行维护费用低的地沟油浓度检测传感器。该技术方案从传感器信息融合的思路着手，结合地沟油的特性，设计了新型传感器结构，采用相应的数据融合算法，通过多种检测方法相互印证、相互复合，是一种可行有效的快速定量鉴别地沟油的方法。

具体地说，本发明是采取以下的技术方案来实现的：一种基于电容和红外光电技术的地沟油浓度检测传感器，包括平行板电容器、红外光源和光敏二极管，所述平行板电容器由两块平行的不锈钢极板组成，红外光源和光敏二极管分别设置在平行板电容器的两侧；红外光源发出的红外光射入到平行板电容器的其中一块不锈钢极板的边缘且在平行板电容器内形成连续反射并从平行板电容器的另一侧射出，光敏二极管位于从平行板电容器射出的红外光的光路上。

本发明进一步的特征在于：所述红外光射入到平行板电容器的其中一块不锈钢极板的入射角小于45度。

本发明的有益效果如下：本发明具有电容和光电两种检测地沟油浓度的方式，电容检测由两个不锈钢极板组成的电容式传感器实现，光电检测由红外光源、不锈钢极板和光敏二极管组合完成。使用时，既可以采用电容和光电两种检测方式中的一种实现对地沟油浓度的检测，也可以由电容和光电两种检测数据融合而得到地沟油的浓度。本发明结构简单、制造成本低，其检测结果信息冗余性高、可靠性和鲁棒性好，具有良好的精度和灵敏度。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

其中，1为红外光源、2为光敏二极管、3为入射光、4为出射光、5为第一不锈钢极板、6为第二不锈钢极板、7为待测地沟油样品、I₀为入射光强，I₁为出射光强，I₂为光敏二极管输出光电流，C为第一不锈钢极板和第二不锈钢极板之间的电容。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明进行详细描述。

如图1所示，第一不锈钢极板5和第二不锈钢极板6形成一个平行板电容器，红外光源1和光敏二极管2分别设置在该平行板电容器的两侧。红外光源1发出的红外光（光强为I₀）射入到第一不锈钢极板5的边缘，然后在第一不锈钢极板5和第二不锈钢极板6间不断地连续反射并从平行板电容器的另一侧射出。最后反射出不锈钢极板5的红外光（光强为I₁）被安置在光路上的光敏二极管2接收并转换成正比于光敏二极管2接收光强I₁的光电流I₂。

本发明的基于电容和红外光电技术的地沟油浓度检测传感器，其使用方法具体如下：

本发明具有电容和光电两种检测地沟油浓度的方式，其中电容检测方式检测时在平行板电容器内注满待测地沟油样品7，当被测地沟油样品7灌入第一不锈钢极板5和第二不锈钢极板6之间的空间时，平行板电容器极板之间电解质介电常数的改变引起了第一不锈钢极板和第二不锈钢极板之间的电容C的变化。这种电容的变化与被测地沟油样品7的浓度之间存在函数关系。因此可利用这种关系检测出被测地沟油样品7的浓度。具体而言，它们之间的关系可用如下的二次多项式来拟合。

N(C)=β₀+β₁C+β₂C²    （1）

上述式（1）中，N是被测地沟油样品7的浓度，C为第一不锈钢极板和第二不锈钢极板之间的电容。β₀,β₁,β₂为常系数，它们的值可利用各种已知浓度N_k(k＝0,1,2,…,n)的地沟油样品及其对应被测电容值C_k(k＝0,1,2,…,n)之间的实验数据库回归计算得到，具体可由最小二乘曲线拟合方法计算如下：