[实用新型]一种粉料食品水分在线检测装置

说明书

技术领域

本实用新型属于食品机械自动检测领域，涉及一种食品粉料经杀菌、干燥后的水分在线检测装置。

背景技术

在密闭的环境下对固态食品物料进行杀菌和干燥，可减少物料与外界接触而产生新的微生物污染。经杀菌处理后的食品粉料，其含水率是影响储存时间和货架期的关键因素。因此，如能在杀菌后、包装前进行含水率检测，不仅可以保证其品质，同时可对后续加工物料的工艺参数进行调整，以保证加工物料符合储存要求。传统的水分检测技术需要提取部分样本进行烘干、称重等繁琐步骤得到检测结果，虽然检测精度高，但检测时间长，不能用于生产线实时检测。电容式水分检测技术可实现快速检测，但需将探头插入物料，且检测精度低、稳定性差；红外水分检测技术虽是非接触式检测方法，也有较高的检测精度，但检测装置成本高，且需特殊的清扫装置以保持检测窗表面的洁净，因而在粉料检测时有其局限性。而微波水分检测技术，只要检测对象粒度、密度均匀一致即可得到可靠的检测结果，且物料颜色等属性对其没有影响。

发明内容

根据对上述技术的分析及应用时存在的问题，本实用新型提供了一种可用于食品粉料杀菌干燥后的水分在线检测装置。该装置采用透射式微波信号检测方法。通常微波透射被测介质时产生衰减、相位改变，微波发射探头从一侧发射能量，透过物料后在另一侧的检波器接收剩余能量。根据微波功率的衰减和相位移的改变，可计算出物料的含水率。

本实用新型所述的技术方案如下：

一种食品粉料水分在线检测装置中，装置中间部分是食品粉料经过的通道，包括进料口、料位开关、测温探头、检测窗、挡板和出料口，进料口上安装有料位开关和测温探头，进料口安装在检测窗上方，检测窗下方安装挡板，其中检测窗的材质是有机玻璃，便于微波穿过；通道的一侧安装了微波发生器，并通过喇叭口形状的发射装置向外发射微波，其供电电压为DC12V；通道的另一侧安装了检波器，通过喇叭口收集剩余微波信号。

当物料经过上一环节杀菌、干燥的快冷出料，从进料口进料后，物料逐渐填满检测窗，覆盖料位开关，此时触发微波发生器通电；检波器检测到微波信号后将其转换成电压信号，信号处理软件根据检波电压与含水率关系，计算得到物料含水率，并根据温度探头得到的温度值对含水率进行修正。当挡板接到下料指令时开启，物料通过出料口进入后续包装密封流程；此时，料位开关周围没有物料，微波发生器断电，以此为一个循环。

料位开关的作用是：一方面确定待包装物料的体积，另一方面是防止检测窗排空时，微波发生器发出的微波信号将检波器烧毁。

对于相同的物料，其含水率升高，检波器收集得到的微波信号降低，两者接近线性关系；但物料含水率的检测结果会受物料本身温度影响，因此需建立微波信号与温度变化影响关系曲线，并对其信号进行温度补偿。

本实用新型针对杀菌、干燥后的食品粉料，相同的杀菌工艺下，其终端产品温度应该保持一致。

本实用新型的优点：

1.由于微波发生器和检波器均采用了喇叭口作为微波发射和搜集器，因此微波定向性好，泄露的能量少，提高了信号强度。

2.不同粒度、密度物料的衰减关系不同，因此只要建立不同物料的衰减函数，即可检测不同物料的含水率。

3.微波发生器与检波器由检测窗将其与物料隔离，因此是非接触测量，保证了物料在密闭的空间流通。

附图说明

图1为食品粉料含水率检测装置示意图；图中：1.进料口，2.料位开关，3.测温探头，4.物料，5.检测窗，6.检波器，7.微波发射器，8.挡板，9.出料口；

图2为辣椒粉（60目）含水率与微波电压关系图；

图3为微波信号与温度变化关系图。

具体实施方式

如图1食品粉料含水率检测装置示意图所示，本实用新型一种食品粉料水分在线检测装置中，装置中间部分是食品粉料经过的通道，包括进料口1、料位开关2、测温探头3、检测窗5、挡板8和出料口9，进料口1上安装有料位开关2、测温探头3，进料口1安装在检测窗5上方，检测窗5下方安装挡板8，物料4来自上一个工艺环节，为经过杀菌及干燥后的快冷出料。

当上一环节进料后，物料4逐渐填满检测窗5，覆盖料位开关2，此时触发微波发生器7通电；检波器6检测到微波信号后将其转换成电压信号，信号处理软件根据检波电压与含水率关系（如图2辣椒粉（60目）含水率与微波电压关系图所示），计算得到物料含水率，并根据温度探头3得到的温度值对含水率进行修正（图3）。当挡板8接到下料指令时开启，物料4通过出料口9进入后续包装密封流程；此时，料位开关2周围没有物料4，微波发生器断电，以此为一个循环。料位开关2的作用是：一方面确定待包装物料的体积，另一方面是防止检测窗排空时，微波发生器发出的微波信号将检波器烧毁。