基于脉冲响应法的非绝缘液体电导率、介电常数测量设备研制

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脉冲电场杀菌技术具有保存食品原有风味,营养流失量较低,灭菌消耗能量小,灭菌迅速等优点,逐渐被食品加工工业所关注。脉冲电场杀菌技术中,为了设计良好的脉冲电源,以及研究液体食品击穿等问题,了解液体食品的电气参数是十分重要的。由于液体食品均属于非绝缘液体,具有较高电导率,采用脉冲响应法对液体食品的介电常数和电导率进行测量,不仅可以避免长时间通电带来的电流热效应,而且可以测量出液体食品在脉冲电压频率下的介电常数。  本文先对脉冲响应法测量原理进行研究,设计了脉冲响应法原理测量液体食品阻抗参数的电路方案,并通过示波器测量并计算了自来水、啤酒、橙汁、牛奶几种常见液体食品的电导率和介电常数。针对液体与电极接触时发生的一些电化学现象,分析其产生原因以及对测量产生的影响。  本文采用德州仪器的DSP芯片TMS320F2812为系统的主处理芯片,使用ADS805作电压采集模数转换芯片,依据脉冲响应法原理设计了一台非绝缘液体电导率、介电常数测量仪器样机。该测量仪器样机可通过按键和液晶模块对电路参数进行选择和设定,实现自动产生方波脉冲的同时,对液体试品电极上的电压参数同步进行测量,针对本测量仪器样机测量的结果与成品电导率仪测量结果进行对比,对本测量仪器可能产生的误差进行线性校正,最终得出待测液体试品的电导率和介电常数。
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