专利名称：一种果蔬活组织过冷点、冰点的测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及果蔬冰温贮藏保鲜领域，具体涉及ー种果蔬活组织过冷点、冰点的測量装置。
背景技术：
现有果蔬保鲜技术主要采用化学药剂和冷冻两种方法。采用化学药剂保鲜会造成污染，给人类健康带来危害，且保鲜期短。冷冻保鲜，是将果蔬置于采用某种设备制冷、可人为控制和保持稳定低温的环境里，以保持果蔬新鮮。临界冰温贮藏可以最大限度地抑制果蔬的生命活动，控制果蔬的衰老进程，被认为是一种较好的果蔬贮藏保鲜方法，果蔬的冰点温度是确定其适宜贮藏温度的主要參考条件之一。所以，在采用临界冰温贮藏时，需要事先知道果蔬的过冷点和冰点，然而不同的果蔬其过冷点、冰点均不相同，所以在对果蔬采用冷 冻保鲜前，需要測量出果蔬的过冷点、冰点。果蔬活组织与死组织的冰点是不同的，活组织结冰吋，首先在细胞间隙形成冰晶，冰结晶的扩大要依靠细胞内部的水分向外滲透，而由于细胞原生质遇冷收缩，会阻碍水分通过，所以结冰比较困难，同时活组织呼吸要放出一部分热，这也使冰点有所下降；果蔬死组织中原生质已经变性，水分可以在细胞间自由通过，因此，冻结只是单纯的物理过程，果蔬死组织的冰点仅决定于溶液的浓度。现有技术中，为了得到果蔬组织的冰点，有人直接用热电偶插入果蔬组织内部，放入_40°C低温冷冻箱中进行降温，但是，由于果蔬个体差异，体积较大的果蔬降温速率很慢，其实验周期也很长，不容易测量冰点。

实用新型内容本实用新型目的在于提供ー种果蔬活组织过冷点、冰点的測量装置，其结构简单紧凑、成本低廉、可以很方便地測量各种果蔬活组织过冷点、冰点，同时还提供了果蔬活组织过冷点、冰点的测量方法。本实用新型是通过以下技术方案实现的ー种果蔬活组织过冷点、冰点的測量装置，包括恒温水浴箱、恒温水浴锅，所述恒温水浴箱、恒温水浴锅均是提供恒温环境的循环水系统，所述恒温水浴箱的循环水系统和恒温水浴锅的循环水系统相联通，恒温水浴锅的底部置有铜板底座，该铜板底座上面置有半导体制冷片，所述半导体制冷片由ー稳压电源供电，所述半导体制冷片在通电后上表面变为冷面，下表面变为热面，且所述冷面和热面的温差是固定的，该半导体制冷片的上面置有一由绝热材料制成的果蔬样品槽，所述果蔬样品槽内盛放果蔬样品，所述果蔬样品槽上面置有一由绝热材料制成的上盖，所述果蔬样品槽内置有T型热电偶，该T型热电偶连接一数据采集仪，该T型热电偶測量果蔬样品的上表面、下表面温度的变化，并由所述数据采集仪采集，该数据采集仪将采集的温度数据传输给ー计算机进行处理。进ー步，所述半导体制冷片的热面和铜板底座之间涂有导热硅脂。[0009]进ー步，所述半导体制冷片的冷面附有ー铝箔，进ー步，所述半导体制冷片的冷面和铝箔之间涂有导热硅脂。进ー步，所述果蔬样品的大小、形状和果蔬样品槽的大小、形状相匹配，且所述果蔬样品和果蔬样品槽之间无空隙。进ー步，所述铜板底座、半导体制冷片、果蔬样品槽和上盖均置于所述恒温水浴锅内。进ー步，所述数据采集仪采用FLUKE数据采集仪。进ー步，所述半导体制冷片串联一开关。 ー种果蔬活组织过冷点、冰点的測量装置，其測量方法包括如下步骤(I)首先，将恒温水浴箱、恒温水浴锅打开，并将温度设置到15°C，以保证铜板底座和恒温水浴锅内部的环境保持在15°C的恒温；(2)打开开关，根据不同的半导体制冷片的功率要求调节稳压电源的输出功率；(3)将果蔬样品根据要求切成固定尺寸放入果蔬样品槽中，果蔬样品与果蔬样品槽的大小、厚度相同，且果蔬样品和果蔬样品槽之间无空隙；(4)将数据采集仪设定为TS采集ー个温度数据(T > OS)，并将数据采集仪实时采集的温度数据传输到计算机上进行监控，当果蔬样品温度与恒温水浴锅中设定的温度一致后，打开开关，半导体制冷片通电后迅速降温，T型热电偶实时记录果蔬样品的温度变化，数据采集仪实时采集数据并传输给计算机，经过计算机处理就可以看到果蔬样品的降温曲线，进而得到过冷点、冰点的数据。进ー步，所述步骤(3)中可根据果蔬种类的不同，自行调整果蔬样品的尺寸，同时果蔬样品槽的尺寸也应随之改变。有益效果本实用新型中果蔬活组织过冷点、冰点的測量装置及其測量方法，可测试各种果蔬活组织的过冷点和冰点，适用范围很广；具有结构简单，容易实现，操作方便的优点；在测量时，外界环境影响小，降温速率快，大大缩短測量所用时间。
以下结合附图
和实施例对本实用新型进ー步说明。图I为本实用新型中測量装置一个实施例的结构示意图。图2为本实用新型中一个实施例的降温曲线图。图中1.恒温水浴箱；2.恒温水浴锅；3.半导体制冷片；4.铜板底座；5.稳压电源；6. T型热电偶；7.数据采集仪；8.计算机；9.铝箔；10.果蔬样品槽；11.上盖；12.导热娃脂；13.开关。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例作详细说明本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。如图I所示，图中包括恒温水浴箱I、恒温水浴锅2，恒温水浴箱I、恒温水浴锅2均是提供恒温环境的循环水系统，恒温水浴箱I的循环水系统和恒温水浴锅2的循环水系统相联通。恒温水浴锅2内置有铜板底座4、半导体制冷片3、果蔬样品槽10和上盖11，使果蔬样品周围环境的温度恒定。铜板底座4置于恒温水浴锅2的底部，铜板底座4上面置有半导体制冷片3。半导体制冷片3由一稳压电源5供电，并由开关13控制电路的开闭。打开开关13，在半导体制冷片3在通电后上表面变为冷面，下表面变为热面，且冷面和热面的温差是固定的。冷面为了降到更低的温度，热面也要随之降温，半导体制冷片3的热面紧贴于铜板底座4上，利用恒温水浴箱I中的循环水给铜板底座4降温。同时，为了保证半导体制冷片3的热面与铜板底座4之间有良 好的热交换，在半导体制冷片3的热面和铜板底座4之间涂有导热硅脂12。半导体制冷片3的冷面附有铝箔9，半导体制冷片3的冷面和铝箔9之间也涂有导热硅脂12，以保证半导体制冷片3冷面的温度均匀。果蔬样品槽10、上盖11均是由绝热材料制成，果蔬样品槽10内盛放果蔬样品，果蔬样品的大小、形状、厚度和果蔬样品槽的大小、形状、厚度相匹配，且果蔬样品填满果蔬样品槽10，果蔬样品和果蔬样品槽10之间无空隙。果蔬样品按照固定尺寸切好后放入果蔬样品槽10中，再放置于半导体制冷片3的冷面上，再盖上上盖11。果蔬样品槽内置有T型热电偶，T型热电偶6用来測量果蔬样品的上表面、下表面的温度变化，T型热电偶6连接数据采集仪7，数据采集仪7采用FLUKE数据采集仪。T型热电偶6測量果蔬样品的上表面、下表面温度的变化，并由数据采集仪7采集温度数据，数据采集仪7将采集的温度数据传输给计算机8进行数据处理，并在计算机8的显示屏上显示数据处理的结果，供试验者查看。在传热学基本理论的指导下，放置果蔬样品的果蔬样品槽是由绝热材料制成，于是在一定条件下可以把果蔬样品看作半无限大平板，与半导体制冷片接触的表面温度一致，半导体制冷片给予恒定的冷量，冷量沿着果蔬样品的径向方向延伸，进行热交換。边界条件为第二类边界条件，在时间间隔[0，τ]内半无限大平板表面与外界的换热量(亦即半无限大平板内的导热量)通过任意截面X处的热流密度qx = -λ— = -Λ( 。-=Xtwj to exp「_x2/(4flr)
^πατ」在表面上的导热量为Q =0Jdr = 2A^-^JpcI (tw -10)从上式可以看出总的导热量与时间的平方根成正比，还与物体的成正比。
对于不同果蔬组织有不同的密度和比热，导热系数也不同，其过冷点和冰点是不同的，而且到达冰点的时间也是不同的。实施例下面以黄瓜为例，測量黄瓜的活组织过冷点和冰点，其測量方法包括如下步骤(a)首先，将恒温水浴箱I、恒温水浴锅2打开，并将温度设置到15°C，以保证铜板底座4和恒温水浴锅3内部的环境保持在15°C的恒温；(b)打开开关13，根据不同的半导体制冷片3的功率要求调节稳压电源5的输出功率;(c)将黄瓜样品根据要求切成固定尺寸放入果蔬样品槽10中，黄瓜样品与果蔬样品槽10的大小、厚度相同，且黄瓜样品和果蔬样品槽10之间无空隙；(d)采用FLUKE数据采集仪，将FLUKE数据采集仪设定为IS采集ー个温度数据，并将FLUKE数据采集仪实时采集的温度数据传输到计算机8上进行监控，当黄瓜样品温度与恒温水浴锅2中设定的温度一致后，打开开关13，半导体制冷片3通电后迅速降温，T型热电偶6实时记录黄瓜样品的温度变化，FLUKE数据采集仪实时采集数据并传输给计算机8，经过计算机处理就可以看到黄瓜样品的降温曲线，进而得到黄瓜活组织的过冷点、冰点，如图2所示。以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还 会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求1.ー种果蔬活组织过冷点、冰点的測量装置，其特征在于，包括恒温水浴箱、恒温水浴锅，所述恒温水浴箱、恒温水浴锅均是提供恒温环境的循环水系统，所述恒温水浴箱的循环水系统和恒温水浴锅的循环水系统相联通，恒温水浴锅的底部置有铜板底座，该铜板底座上面置有半导体制冷片，所述半导体制冷片由ー稳压电源供电，所述半导体制冷片在通电后上表面变为冷面，下表面变为热面，且所述冷面和热面的温差是固定的，该半导体制冷片的上面置有一由绝热材料制成的果蔬样品槽，所述果蔬样品槽内盛放果蔬样品，所述果蔬样品槽上面置有一由绝热材料制成的上盖，所述果蔬样品槽内置有T型热电偶，该T型热电偶连接ー数据采集仪，该T型热电偶測量果蔬样品的上表面、下表面温度的变化，并由所述数据采集仪采集，该数据采集仪将采集的温度数据传输给ー计算机进行处理。
2.根据权利要求I所述的ー种果蔬活组织过冷点、冰点的測量装置，其特征在于，所述半导体制冷片的热面和铜板底座之间涂有导热硅脂。
3.根据权利要求I所述的ー种果蔬活组织过冷点、冰点的測量装置，其特征在于，所述半导体制冷片的冷面附有ー铝箔，
4.根据权利要求3所述的ー种果蔬活组织过冷点、冰点的測量装置，其特征在于，所述半导体制冷片的冷面和铝箔之间涂有导热硅脂。
5.根据权利要求I所述的ー种果蔬活组织过冷点、冰点的測量装置，其特征在于，所述果蔬样品的大小、形状和果蔬样品槽的大小、形状相匹配，且所述果蔬样品和果蔬样品槽之间无空隙。
6.根据权利要求I所述的ー种果蔬活组织过冷点、冰点的測量装置，其特征在于，所述铜板底座、半导体制冷片、果蔬样品槽和上盖均置于所述恒温水浴锅内。
7.根据权利要求I所述的ー种果蔬活组织过冷点、冰点的測量装置，其特征在于，所述数据采集仪采用FLUKE数据采集仪。
8.根据权利要求I所述的ー种果蔬活组织过冷点、冰点的測量装置，其特征在于，所述半导体制冷片串联一开关。
专利摘要本实用新型公开了一种果蔬活组织过冷点、冰点的测量装置，包括恒温水浴箱、恒温水浴锅，所述铜板底座、半导体制冷片、果蔬样品槽和上盖均置于所述恒温水浴锅内，所述半导体制冷片由一稳压电源供电，所述果蔬样品槽内置有T型热电偶，该T型热电偶连接一数据采集仪，该数据采集仪将采集的温度数据传输给一计算机进行处理。测量方法如下首先，将恒温水浴箱、恒温水浴锅打开，并将温度设置到15℃；然后，根据不同半导体制冷片的功率要求调节稳压电源的输出功率；将果蔬样品根据要求切成固定尺寸放入果蔬样品槽中；将数据采集仪实时采集的温度数据传输到计算机上进行监控，本实用新型适用范围广，结构简单，容易实现，操作方便，缩短了测量时间。
文档编号G01N25/04GK202404046SQ20112055150
公开日2012年8月29日 申请日期2011年12月26日 优先权日2011年12月26日
发明者卢佳华, 张敏, 车贞花, 陈健华 申请人:上海海洋大学