便携式牛乳蛋白质含量检测仪设计与验证

为了给牛乳蛋白质含量检测提供一种操作简便、成本低廉的便携式仪器,基于595 nm下考马斯亮蓝G-250染料中的疏水基团在酸性条件下与蛋白质的疏水微区具有较强亲和力,从而影响光透射特性的原理,设计了一种便携式牛乳蛋白质含量检测仪。该检测仪的硬件主要由单片机、光源模块、光传感器模块、输入输出模块和电源模块等组成;软件由Keil C51编写,并由主函数、光照度采集子函数、数据预处理子函数、显示子函数和蛋白质含量计算子函数等组成。以生鲜牛乳为对象,研究了透射光照度与蛋白质含量之间的关系,发现随着蛋白质含量的增加,透射光照度减小,二者具有良好的线性关系,其线性决定系数为0. 872。对比该仪器的蛋白质检测结果表明,同凯氏定氮法相比,本检测仪的绝对误差范围是±0. 08 g/(100 g),平均绝对误差为0. 05 g/(100 g)。此外,该检测仪的检测时间小于2 s,可快速、有效地检测牛乳中蛋白质含量。     

基于LED的便携式牛乳亚硝酸盐含量检测仪研究

为了实现牛乳中亚硝酸盐含量的快速检测,基于亚硝酸盐在弱酸条件下与对氨基苯磺酸和盐酸萘乙二胺反应后生成紫红色偶氮化合物,从而影响可见光波段处光反射特性的原理,以发光二极管(LED)为光源设计了一种便携式牛乳中亚硝酸盐含量检测仪。首先,以市售牛乳为对象,以国家标准指出的NaNO2为亚硝酸盐,采用连续投影算法从380~780nm光谱范围内提取出用于检测亚硝酸盐含量的特征波长,并确定了5个波长(469、500、546、628、665nm)的LED用于采集漫反射光照度。进而设计了由微控制器模块、光源模块、光传感器模块、电源和输入输出模块组成的检测仪。基于5个波长下的漫反射光照度,采用偏最小二乘回归法建立了定量预测牛乳中亚硝酸盐含量的模型。最后对检测仪的性能进行了验证。验证结果表明,该检测仪对亚硝酸盐质量浓度的检测误差为-0.13~0.07mg/L,平均绝对误差为0.03mg/L。     

生鲜牛乳中三聚氰胺的检测方法研究

对三聚氰胺的用途、代谢及毒性、风险评估进行了概述,重点分析了三聚氰胺的检测方法,包括高效液相色谱法、液相色谱串联质谱法、气相色谱质谱法和光谱检测法,旨在为相关检验检测人员提供参考。     

不同类型蛋白质及其添加量对牛乳介电特性的影响

为了了解不同类型蛋白质及其添加量对生鲜牛乳介电特性的影响规律,为牛乳蛋白质掺假提供新的检测手段,采用同轴探头技术测量了20~4 500 MHz范围内乳清蛋白、大豆蛋白和三聚氰胺的蛋白质添加量(0~4.70%)对生鲜牛乳相对介电常数ε'和介质损耗因数ε″的影响规律,分析了不同类型蛋白质及其添加量对介电特性的影响机理。结果表明:在所测频率范围内,牛乳的ε'随频率的增加而减小,牛乳的ε″在2 000 MHz附近有最小值;当蛋白质添加量相同时,添加大豆蛋白的牛乳具有最大的ε',而添加三聚氰胺的牛乳具有最小的ε';添加乳清和大豆蛋白的牛乳的ε'和ε″均随蛋白质添加量的增加呈线性增大,但添加三聚氰胺的牛乳的ε'和ε″与蛋白质添加量之间的相关性不明显。研究说明,不同类型的蛋白质及其添加量对牛乳介电特性的影响规律不同,这种差异使基于介电特性识别牛乳中不同类型的蛋白质及其添加量成为可能。     

基于介电特性的小杂粮含水率检测仪设计与试验

以直流充/放电电路、温度传感器DS18B20和等臂电桥电路分别检测小杂粮的电容、温度和容积密度;以C51为程序开发语言,设计了一种基于介电特性的小杂粮含水率检测仪.以小米为对象,应用自制仪器研究了含水率、温度和容积密度对电容的影响规律;建立了描述电容与含水率、温度关系的数学模型;并对模型的可靠性进行了验证.检验了所设计的小杂粮检测仪在基于电容和温度预测小米含水率方面的可行性.结果表明,在湿基含水率11％ ～ 19％、温度5～ 40℃的范围内,该检测仪的测量精度为±0.5％,响应时间小于3 s.     

反射式叶片叶绿素含量检测仪的优化与试验

针对现有反射式仪器的输出值易受检测距离影响，且仪器在不同波长下的检测区不同而导致检测值出现偏差的问题，该文优化了现有仪器的输出参数，并提出多波长检测光路的设计方案，以此开发了一款反射式叶片叶绿素含量检测仪。试验结果表明，在不同光照条件下，仪器输出电压的最大波动率为0.95%，在不同检测距离下，仪器输出参数的最大波动率为1.13%，最佳检测模型的均方根误差为0.105 6 mg/g，表明仪器能够适应环境光和检测距离的变化，检测效果较好，可为田间作物的差异化分析提供支持。      

基于介电特性的豆浆固形物含量检测

为检测豆浆中固形物含量(S),采用网络分析仪研究了频率(20~4 500 MHz)、温度(20~80℃)和S(2.00~7.01 g/(100 m L))对豆浆介电参数(相对介电常数ε'和介质损耗因子ε″)的影响规律;建立了豆浆介电参数与温度、S之间的关系模型,并对模型预测S的可行性进行了检验。结果说明,在20~4 500 MHz的频率范围内,ε'随频率的增大而减小,ε″随频率的增大先减小后增大,在600~2 000 MHz之间有最小值。ε'随温度的升高而减小,低频段下ε″随温度的升高而增大,而高频段下ε″随温度的升高而减小,ε″达到最小值时的频率随着温度的升高而增大。ε'随S的增大而减小,而ε″随S的增大而增大。一定频率下,可用二次多项式表达豆浆的ε'和ε″与温度、S的关系;基于100 MHz下的ε'和20 MHz下的ε″所建立的二次多项式的决定系数分别为0.989和0.990。对模型的验证结果表明,基于20 MHz下的ε″计算的S值与实测值之间的决定系数为0.978。研究结果表明介电特性可用于检测豆浆中的固形物含量。     

频率、温度和大豆蛋白对牛乳介电特性的影响

为了给牛乳中植物蛋白含量的检测提供一种方法,以生鲜牛乳为对象,采用矢量网络分析仪和同轴探头研究了频率(20~4 500 MHz)、温度(5~75℃)和大豆蛋白质量分数(0~3.98%)对生鲜牛乳介电特性(相对介电常数ε'和介质损耗因数ε″)的影响规律;建立了27 MHz下介电参数与温度和大豆蛋白质量分数的关系模型,并对模型进行了验证。结果表明,ε'随频率和温度的增大而减小;ε″在1 000~4 000 MHz间有最小值,且当频率小于1 000 MHz时,ε″随温度的增大而增大,但大于4 000 MHz时ε″随温度的增大而减小;ε'和ε″均随大豆蛋白质量分数的增加而线性增大;可用二元二次多项式表达牛乳的ε'和ε″与温度和大豆蛋白质量分数的关系,27 MHz下所建模型的决定系数分别为0.992和0.998。     

数显式豆浆总固形物含量检测仪设计与试验

为了给豆浆总固形物含量的检测提供一种简单、便捷的仪器,首先研究了豆浆的总固形物含量(2.13~6.50 g/(100 m L))和温度(20~70℃)对其电导率的影响规律。结果说明,豆浆的电导率随总固形物含量和温度的增大而增大,可用二元二次模型表达豆浆的电导率与总固形物含量、温度的关系,该模型的决定系数为0.994。进而设计了以STC12C5A16S2单片机为控制器、以DJS-1型电导电极为电导率传感器、以DS18B20为温度传感器、以锂电池供电的便携式豆浆总固形物含量检测仪硬件系统。用C51语言设计了检测仪的软件,实现了数据的采集、处理和显示。对该检测仪的检验结果说明,当总固形物质量浓度在2.00~8.00 g/(100 m L)范围内时,该检测仪的总固形物含量测量误差为-0.52~0.37 g/(100 m L),平均绝对误差为0.17 g/(100 m L),响应时间小于5 s。     

生鲜乳快速冷却装置监测系统的设计

为了快速、准确地获取生鲜乳冷却过程的温度、流量，设计了一种生鲜乳快速冷却装置监测系统。该系统采用Pt100热电阻和阿尔泰DAM-3047N模块测量板式换热器冷却水进、出口和生鲜乳进、出口等位置的温度，采用智能涡轮流量传感器监测生鲜乳的瞬时流量和累积流量，采用MCGS开发监测软件，通过Modbus RTU协议与热电阻模块和流量传感器建立通讯联系，实现对生鲜乳冷却过程相关参数的实时监测、数据存储和报警信息输出等功能，为生鲜乳高效生产提供依据。      

基于MCS-51单片机的液晶12864显示设计

基于MCS-51单片机的液晶12864显示的设计,利用单片机的I/O口外接液晶12864,通过软件模拟的方法,从而使得液晶12864显示所需的字符。     

基于多波段光谱探测仪的玉米冠层叶绿素含量诊断

为了快速无损地检测大田作物冠层叶绿素含量,使用便携式多波段光谱探测仪针对农大8号（G1）、郑单（G2）、先玉（G3）和京农科（G4）4种玉米作物品种,在拔节期采集550、650、766、850 nm波长处太阳光信号和作物冠层反射光信号,用于建立玉米冠层叶绿素含量诊断模型。首先,利用作物冠层650 nm和550 nm波长反射率之间的差值 T D 剔除了土壤背景数据点（ T D >0）。然后,组合计算了NDVI、RVI和DVI共12个植被指数,分析各植被指数与叶绿素含量之间的相关关系,结果显示与G1~G4品种叶绿素含量相关性最优的参数分别为RVI(766,550)、 DVI(850,650)、 NDVI(850,550)和RVI(766,550),相关系数均达0.6以上。数据按一定间隔聚类后,相关性分析结果表明多波段光谱探测仪对玉米叶绿素含量检测最优分辨率为0.5 mg/L,且NDVI(850,550)、NDVI(766,550)和RVI(850,550)与叶绿素含量的相关系数分别为0.837 0、0.773 7和0.767 7,达到了强相关水平。最后,建立了多品种通用型玉米拔节期叶绿素含量诊断模型,可为大田玉米拔节期叶绿素含量诊断提供技术支持。     

基于单片机的自动计数器设计

随着计数器技术的不断发展与进步,计数器的种类越来越多,应用的范围越来越广。基于单片机的自动计数器的设计,计数器主要由脉冲发生模块、脉冲检测模块、LED显示驱动电路模块、单片机处理模块组成。脉冲发生模块将使用扩展键盘产生脉冲信号,通过单片机的I/O口检测到脉冲信号,并使计数值加一,最后将计数值送入到LED显示模块显示当前计数值。     

基于ZigBee技术的播种机无线监测系统设计

为满足播种机工况监测的需求,在 Zigbee 技术和单片机技术的基础上,设计了精密播种机工况监测及显示系统。该系统以 PIC16 F877 A单片机和CC2530无线模块为主要部件,由各传感器监测播种机工作参数,所测数据由无线模块与单片机进行串口通信,再由单片机对数据进行分析处理后用液晶显示模块适时显示,使播种机操作手能及时掌握播种机工作状况。