CN104502555B - 一种便携式智能型果蔬呼吸强度测定装置及测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种便携式智能型果蔬呼吸强度测定装置及测定方法，包括进气口，其特征是：所述进气口连接一级二氧化碳吸收室，所述一级二氧化碳吸收室与所述二级二氧化碳吸收室连通，所述二级二氧化碳吸收室与缓冲室连通，所述缓冲室与样品室连通，所述样品室与干燥室连通，所述干燥室与测定分析室连通，所述干燥室连接有出气口。本发明所述果蔬呼吸强度测定装置可快速简便的测定果蔬产品的呼吸强度，该装置采用一体化的设计，设备轻便小巧便于携带，可适合各种测定环境。

Description

一种便携式智能型果蔬呼吸强度测定装置及测定方法

技术领域

本发明涉及测量装置领域，具体地讲，涉及一种便携式智能型果蔬呼吸强度测定装置及测定方法。

背景技术

收获后的果蔬等园艺产品仍然是一个有生命的个体，为维持生命活动，必然要进行呼吸作用。呼吸强度是衡量果蔬等园艺产品呼吸作用的重要指标，测定呼吸强度可衡量呼吸作用的强弱，了解果蔬采后生理状态，为低温和气调贮运以及呼吸热计算提供必要的数据。因此，在研究或处理果蔬贮藏问题时，测定呼吸强度是经常采用的手段。呼吸强度一般以某一温度下，每千克果实每小时呼吸产生的二氧化碳毫克数表示。目前用来测定呼吸强度的方法主要有静止法、气流法、红外二氧化碳分析仪法、气相色谱法。静止法装置简单，但在封闭的环境中因二氧化碳含量升高会抑制果蔬的呼吸作用，因此静止法测得的结果不准确。气流法较静止法较为准确，但因为需要采用碱液吸收再用草酸滴定，所以不便于携带。红外二氧化碳分析仪法是在气流法的基础上改进而来，将末端的碱液吸收滴定改为红外二氧化碳分析测定，但其进气段依然采用高浓度碱液吸收空气中二氧化碳的方法，不便于携带，且存在安全隐患。气相色谱法结果准确，精度高，但所需气相色谱仪造价昂贵，无法携带使用。静止法和气流法得到的直接数据为滴定所用草酸的量，红外二氧化碳分析仪和气相色谱法得到的直接数据为二氧化碳含量，无论是那种数据都需要代入公式进行多次计算，增加出错几率同时也耗费了分析时间，无法第一时间获得测定结果。随着果蔬贮运保鲜技术研究和应用的需要，亟需研制一种既方便携带，又能直接获得呼吸强度结果的智能测定装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种便携式智能型果蔬呼吸强度测定装置及测定方法，方便携带、操作简单、智能化程度高。

本发明采用如下技术方案实现发明目的：

一种便携式智能型果蔬呼吸强度测定装置，包括进气口，其特征是：所述进气口连接一级二氧化碳吸收室，所述一级二氧化碳吸收室与所述二级二氧化碳吸收室连通，所述二级二氧化碳吸收室与缓冲室连通，所述缓冲室与样品室连通，所述样品室与干燥室连通，所述干燥室与测定分析室连通，所述干燥室连接有出气口。

作为对本技术方案的进一步限定，所述样品室内设置有温度传感器。

作为对本技术方案的进一步限定，所述测定分析室内设置有二氧化碳检测元件。

作为对本技术方案的进一步限定，所述测定分析室内设置有气泵。

作为对本技术方案的进一步限定，所述气泵连接操作面板。

作为对本技术方案的进一步限定，所述温度传感器和二氧化碳检测元件都连接微处理器。

一种便携式智能型果蔬呼吸强度测定装置方法，其特征是：包括如下步骤：

（1）首先将已精确称重的水果放入样品室内，确保密封；

（2）启动气泵运行，将外界空气源源不断的带入装置中；

（3）二氧化碳检测元件检测出装置启动时样品室的二氧化碳的浓度，并记录在微处理器；

（4）外界空气通过进气口首先进入一级二氧化碳吸收室2再进入二级二氧化碳吸收室3，此时空气中的二氧化碳全部被吸收剂吸附；

（5）无二氧化碳的空气进入缓冲室后再进入样品室，样品室中的样品通过呼吸作用消耗氧气产生二氧化碳；

（6）样品室中的气体进入放有干燥剂的干燥室除去其中含有的水蒸气，然后进入测定分析室7；

（7）装置运行30分钟后，二氧化碳检测元件再次检测气体中的二氧化碳浓度并记录于微处理器中；

（8）整个检测过程中，微电脑处理器每分钟记录一次样品室内的温度，待检测结束后自动计算出平均温度；

（9）微处理器将获得的各种数据代入预设程序中计算得出某一温度环境下果蔬的呼吸强度；

（10）被检测气体经气泵由出气口8排出。

作为对本技术方案的进一步限定，所述步骤（8）中的果蔬的呼吸强度计算公式为：

Q：样品呼吸强度，单位mg/kg/h；S：气泵流量，单位ml/min；C₀：样品室初始二氧化碳浓度，单位μl/L；C：运行30分钟后样品室二氧化碳浓度，单位μl/L；m：样品质量，单位g。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明所述果蔬呼吸强度测定装置可快速简便的测定果蔬产品的呼吸强度，该装置采用一体化的设计，设备轻便小巧便于携带，可适合各种测定环境。该装置采用微控制器对测定程序进行了预设，预编入数据分析公式，操作人员只需输入样品重量即可获得样品呼吸强度测定值，避免了操作人员复杂的计算，减少了出错的几率。本发明操作简单、智能化程度高、测定精度高，避免了昂贵的分析仪器和复杂的操作程序，提高了工作效率和测定结果的准确性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的背面结构示意图。

图中，1为进气口，2为一级二氧化碳吸收室，3为二级二氧化碳吸收室，4为缓冲室，5为样品室，6为干燥室，7为测定分析室，8为出气口，9为控制面板，10为温度传感器，11为二氧化碳检测元件，12为气泵，13为微处理器。

具体实施方式

下面结合实施例，进一步说明本发明。

参见图1和图2，本发明包括进气口，1所述进气口1连接一级二氧化碳吸收室2，所述一级二氧化碳吸收室2与所述二级二氧化碳吸收室3连通，所述二级二氧化碳吸收室3与缓冲室4连通，所述缓冲室4与样品室5连通，所述样品室5与干燥室6连通，所述干燥室6与测定分析室7连通，所述干燥室6连接有出气口8。

所述样品室5内设置有温度传感器10。

所述测定分析室7内设置有二氧化碳检测元件11。

所述测定分析室7内设置有气泵12。

所述气泵12连接操作面板9。

所述温度传感器10和二氧化碳检测元件11都连接微处理器13。

所述一级二氧化碳吸收室2和二级二氧化碳吸收室3内填充有二氧化碳吸收剂，用以吸收空气中的二氧化碳，使进入样品室5的空气中不再含有二氧化碳。装备可设置一个或多个二氧化碳吸收室，二氧化碳吸收室数量根据每个吸收室的体积和填充吸附剂的量来决定。一级二氧化碳吸收室2通过进气口1与大气连通，不同吸收室间有连接孔相连通。

所述缓冲室4用于分隔样品室5和二氧化碳吸收室，避免二氧化碳吸附剂进入样品室5影响测定结果，同时也避免样品室5中产生的二氧化碳被吸附剂吸收影响测定结果。缓冲室4内注入一定量的蒸馏水，以隔绝二氧化碳吸收室和样品室5，同时可用于检测装置是否漏气。缓冲室4位于最后一级二氧化碳吸收室3之后，通过连接管与二级二氧化碳吸收室3相连通，连接管需***液面以下。缓冲室4通过连接孔与样品室5相连通，连接孔应在液面以上。

所述样品室5用于放置待测样品，样品称重后放入样品室内待测。样品室5带有可打开的密封盖，密封盖扣紧后需完全与外界隔绝，保证样品室5内气体与外界空气没有交换。密封方式可以采用水封，也可采用硅胶圈、橡胶圈等弹性材质的密封圈并配合卡扣进行密封。样品室5内安装有温度传感器10，用于测定样品室5温度和样品温度，通常样品温度应与样品室5温度一致。温度传感器10测定的温度数值传输到测定分析室的微处理器中用于对最终分析结果进行温度修正。

所述干燥室6内填充有干燥剂，用于吸收被测气体中的水分。因气体中水分含量对二氧化碳检测元件的测定会产生不良影响，因此被检气体进入测定分析室前需进行干燥处理，以除去气体中的水分。

所述测定分析室7内安装有气泵12、二氧化碳检测元件11、微处理器13，测定分析室7外部连接有控制面板9。气泵12用于为整个装置的气路提供动力，使外界空气通过进气口逐级进入二氧化碳吸收室、缓冲室、样品室、干燥室和测定分析室，最终通过出气口8排出。二氧化碳检测元件11用以检测气体中二氧化碳的含量。控制面板9用以输入待测样品重量、发送装置运行和停止等控制信号。

本发明还提供了一种便携式智能型果蔬呼吸强度测定装置及测定方法，运行时，首先将已精确称重的水果（m克）放入样品室5内，盖好样品室5上盖，确保密封。然后通过操作面板9上的启动键启动装置。气泵12运行，将外界空气源源不断的带入装置中。二氧化碳检测元件11检测出装置启动时样品室二氧化碳的浓度（C₀μl/L），并记录在微处理器13中。外界空气通过进气口1首先进入一级二氧化碳吸收室2，再进入二级二氧化碳吸收室3，此时空气中的二氧化碳全部被吸收剂吸附。无二氧化碳的空气进入缓冲室4后再进入样品室5。样品室5中的样品通过呼吸作用消耗氧气产生二氧化碳。样品室5中的气体进入放有干燥剂的干燥室6除去其中含有的水蒸气，然后进入测定分析室7。装置运行30分钟后，二氧化碳检测元件再次检测气体中的二氧化碳浓度（Cμl/L）并记录于微电脑处理器13中。被检测气体经气泵由出气口8排出。整个检测过程中，微处理器13每分钟记录一次样品室内的温度，待检测结束后自动计算出平均温度（T℃）。微处理器13将获得的各种数据代入预设程序中计算得出某一温度环境下果蔬的呼吸强度。

样品呼吸强度计算公式为：

Q：样品呼吸强度（mg/kg/h）；S：气泵流量（ml/min）；C₀：样品室初始二氧化碳浓度（μl/L）；C：运行30分钟后样品室二氧化碳浓度（μl/L）；m：样品质量（g）。

上述仅为本发明较佳的一种可行方案，并非限制本专利的保护范围，凡应用本专利说明书及附图所作出的等效结构变化，均包含在本专利的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种便携式智能型果蔬呼吸强度测定装置，包括进气口，其特征是：所述进气口连接一级二氧化碳吸收室，所述一级二氧化碳吸收室与二级二氧化碳吸收室连通，所述二级二氧化碳吸收室与缓冲室连通，所述缓冲室与样品室连通，所述样品室与干燥室连通，所述干燥室与测定分析室连通，所述干燥室连接有出气口，所述样品室内设置有温度传感器，所述测定分析室内设置有气泵。

2.根据权利要求1所述的便携式智能型果蔬呼吸强度测定装置，其特征是：所述测定分析室内设置有二氧化碳检测元件。

3.根据权利要求1所述的便携式智能型果蔬呼吸强度测定装置，其特征是：所述气泵连接操作面板。

4.根据权利要求2所述的便携式智能型果蔬呼吸强度测定装置，其特征是：所述温度传感器和二氧化碳检测元件都连接微处理器。

5.一种利用权利要求1或2或3或4所述装置的便携式智能型果蔬呼吸强度测定方法，其特征是：包括如下步骤：

首先将已精确称重的水果放入样品室内，确保密封；

启动气泵运行，将外界空气源源不断的带入装置中；

二氧化碳检测元件检测出装置启动时样品室的二氧化碳的浓度，并记录在微处理器；

外界空气通过进气口首先进入一级二氧化碳吸收室(2)再进入二级二氧化碳吸收室(3)，此时空气中的二氧化碳全部被吸收剂吸附；

无二氧化碳的空气进入缓冲室后再进入样品室，样品室中的样品通过呼吸作用消耗氧气产生二氧化碳；

样品室中的气体进入放有干燥剂的干燥室除去其中含有的水蒸气，然后进入测定分析室(7)；

装置运行30分钟后，二氧化碳检测元件再次检测气体中的二氧化碳浓度并记录于微处理器中；

整个检测过程中，微电脑处理器每分钟记录一次样品室内的温度，待检测结束后自动计算出平均温度，微处理器将获得的各种数据代入预设程序中计算得出某一温度环境下果蔬的呼吸强度；

被检测气体经气泵由出气口排出。

6.根据权利要求5所述的便携式智能型果蔬呼吸强度测定装置方法，其特征是：所述步骤（8）中的果蔬的呼吸强度计算公式为：

Q：样品呼吸强度，单位mg/kg/h；S：气泵流量，单位ml/min；C₀：样品室初始二氧化碳浓度，单位μl/L；C：运行30分钟后样品室二氧化碳浓度，单位μl/L；m：样品质量，单位g。