基于氣調(diào)包裝下冰鮮雞肉的可打印型傳感器及檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于氣調(diào)包裝下冰鮮雞肉的可打印型傳感器及檢測(cè)方法，傳感器包括：包括基底，在所述基底上設(shè)置有平面線圈天線、電容、工作電極和CuAc反應(yīng)膜，其中，所述平面線圈天線、電容和工作電極均電連接，在所述工作電極上方設(shè)置有CuAc反應(yīng)膜。本發(fā)明提供的硫化氫氣體傳感器，采用噴墨打印技術(shù)制作，并將傳感器設(shè)置在氣調(diào)包裝內(nèi)，通過(guò)CuAc反應(yīng)膜與硫化氫氣體進(jìn)行反應(yīng)，從而改變線圈、電容和電極回路中的阻抗，通過(guò)用EAS讀寫裝置向傳感器發(fā)送特定頻率的信號(hào)，而阻抗的變化會(huì)改變EAS讀寫裝置接收到的頻率信號(hào)，通過(guò)發(fā)送和接收頻率信號(hào)的對(duì)比，得到硫化氫氣體濃度，從而獲知冰鮮雞肉品質(zhì)信息，達(dá)到快速?gòu)臋z測(cè)硫化氫濃度來(lái)檢測(cè)冰鮮雞肉品質(zhì)的目的。
【專利說(shuō)明】
基于氣調(diào)包裝下冰鮮雞肉的可打印型傳感器及檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及生物電化學(xué)氣體檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于氣調(diào)包裝下冰鮮雞肉的可打印型硫化氫氣體傳感器及檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]冰鮮雞肉具有新鮮、保質(zhì)期長(zhǎng)、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、衛(wèi)生安全、食用方便、質(zhì)地組織好、滋味鮮美等特點(diǎn)。
[0003]冰鮮雞肉是一種高度易腐食品，盡管通過(guò)冷鏈運(yùn)輸及存儲(chǔ)銷售，但通常一周內(nèi)腐敗變質(zhì)，不能食用。易腐性是影響冰鮮雞肉品質(zhì)的關(guān)鍵因素，在冷鏈運(yùn)輸過(guò)程中及銷售過(guò)程中容易出現(xiàn)腐爛變質(zhì)的問(wèn)題。
[0004]對(duì)于冰鮮雞肉，通常含硫細(xì)菌代謝產(chǎn)物限制了貨架期，期間會(huì)產(chǎn)生硫化氫氣體。在氣調(diào)包裝條件下，硫化氫被認(rèn)為是一種最突出的揮發(fā)性代謝產(chǎn)物。因此可以通過(guò)檢測(cè)硫化氫濃度來(lái)檢測(cè)冰鮮雞肉的質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種基于氣調(diào)包裝下冰鮮雞肉的可打印型傳感器及檢測(cè)方法，用于檢測(cè)硫化氫濃度來(lái)檢測(cè)冰鮮雞肉的質(zhì)量。
[0006]本發(fā)明提供一種基于氣調(diào)包裝下冰鮮雞肉的可打印型傳感器，包括:包括基底，在所述基底上設(shè)置有平面線圈天線、電容、工作電極和CuAc反應(yīng)膜，其中，所述平面線圈天線、電容和工作電極均電連接，在所述工作電極上方設(shè)置有CuAc反應(yīng)膜。
[0007]優(yōu)選地，還包括片式電阻器，所述片式電阻器與電容、工作電極和平面線圈天線電連接。
[0008]優(yōu)選地，所述基底為聚二苯甲酸乙二醇脂基底，其表面采用蝕刻技術(shù)設(shè)有銅層。
[0009]優(yōu)選地，所述銅層為15_18μπι。
[0010]優(yōu)選地，所述工作電極為采用噴墨打印機(jī)打印銀離子油墨且打印間距為200μπι的交叉電極，所述工作電極的表面設(shè)有聚四氟乙烯層。
[0011]優(yōu)選地，所述CuAc反應(yīng)膜為通過(guò)噴墨打印機(jī)打印CuAc油墨、打印間距在20 - 30μηι形成的兩層反應(yīng)膜，每一層的厚度為0.1-0.2μ??。
[0012]優(yōu)選地，所述平面線圈天線、電容和工作電極之間通過(guò)銅接觸墊電連接。
[0013]優(yōu)選地，所述銅接觸墊上鍍有金層和鎳層。
[0014]優(yōu)選地，所述線圈為方形，所述線圈的尺寸為(2.8-3.2)cm*(3.8-4.2)cm。
[0015]第二方面，本發(fā)明提供一種基于上述傳感器的檢測(cè)方法，包括:
[0016]EAS讀寫裝置向所述傳感器發(fā)送電磁波；
[0017]傳感器接收到電磁波后以使電路回路產(chǎn)生電流，并基于回路中的電阻在硫化氫與CuAc發(fā)生反應(yīng)的情況下發(fā)生變化產(chǎn)生阻抗信號(hào)的情況下，向EAS讀寫裝置發(fā)出與變化的阻抗信號(hào)對(duì)應(yīng)的頻率信號(hào)；
[0018]根據(jù)EAS讀寫裝置發(fā)射和返回來(lái)的兩個(gè)頻率信號(hào)的偏差得到硫化氫氣體濃度的信息;
[0019]根據(jù)硫化氫氣體濃度與腸桿菌科的數(shù)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系獲得冰鮮雞肉品質(zhì)信息。
[0020]由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的基于氣調(diào)包裝下冰鮮雞肉的可打印型傳感器及檢測(cè)方法，可打印型硫化氫氣體傳感器采用噴墨打印技術(shù)制作，并將可打印型硫化氫氣體傳感器設(shè)置在氣調(diào)包裝下冰鮮雞肉包裝盒或包裝袋內(nèi)，通過(guò)CuAc反應(yīng)膜與冰鮮雞肉腐敗變質(zhì)產(chǎn)生的硫化氫氣體進(jìn)行反應(yīng)，從而改變線圈、電容和電極回路中的阻抗，通過(guò)用EAS讀寫裝置向傳感器發(fā)送特定頻率的信號(hào)，而阻抗的變化會(huì)改變EAS讀寫裝置接收到的頻率信號(hào)，通過(guò)發(fā)送和接收頻率信號(hào)的對(duì)比，得到硫化氫氣體濃度，從而獲知冰鮮雞肉的品質(zhì)信息，達(dá)到快速?gòu)臋z測(cè)硫化氫濃度來(lái)檢測(cè)冰鮮雞肉品質(zhì)的目的。
【附圖說(shuō)明】
[0021 ]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1提供的基于氣調(diào)包裝下冰鮮雞肉的可打印型硫化氫氣體傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明實(shí)施例2提供的檢測(cè)方法的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
[0024]圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例1提供一種基于氣調(diào)包裝下冰鮮雞肉的可打印型硫化氫氣體傳感器，包括:包括基底10，在所述基底上設(shè)置有平面線圈天線5、電容8、工作電極I和CuAc反應(yīng)膜3，其中，所述平面線圈天線、電容和工作電極均電連接，在所述工作電極上方設(shè)置有CuAc反應(yīng)膜。本氣體傳感器采用噴墨打印技術(shù)，可放置在冰鮮雞肉的氣調(diào)包裝盒或包裝袋上，當(dāng)需要對(duì)包裝盒或包裝袋內(nèi)的雞肉進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)時(shí)，只需對(duì)傳感器發(fā)送一個(gè)EAS讀寫裝置檢測(cè)信號(hào)，傳感器上的平面線圈天線接收到檢測(cè)信號(hào)，產(chǎn)生電流，從而使平面線圈天線、電容和工作電極產(chǎn)生回路，而CuAc反應(yīng)膜由于與硫化氫氣體產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致回路的阻抗發(fā)生變化，EAS讀寫裝置在接收到返回來(lái)的信號(hào)，返回來(lái)的信號(hào)頻率與發(fā)送的信號(hào)頻率存在偏差，通過(guò)分析這種偏差得到硫化氫氣體濃度信息，從而獲知冰鮮雞肉的品質(zhì)信息，達(dá)到快速?gòu)臋z測(cè)硫化氫濃度來(lái)檢測(cè)冰鮮雞肉品質(zhì)的目的。。另外，本傳感器還包括片式電阻器9，所述片式電阻器與電容、工作電極和平面線圈天線電連接。所述片式電阻器的存在能夠在電容、電阻和電感值發(fā)送變化時(shí)，可以平衡電路信號(hào)，使傳感器工作在合適的頻率上。
[0025]所述基底為聚二苯甲酸乙二醇脂基底，能夠很好的防止高水分對(duì)傳感器的影響，在高水分的情況下能夠保持穩(wěn)定的特性。所述基底表面設(shè)有銅層4。所述銅層為15-18μπι。
[0026]所述工作電極的表面設(shè)有聚四氟乙烯層，在聚四氟乙烯層上繞設(shè)銅導(dǎo)線2。所述工作電極為采用噴墨打印機(jī)打印銀離子油墨且打印間距為200μπι的交叉電極，所述電極采用銀電極，通過(guò)噴墨打印技術(shù)，將銀納米粒子裝入盛放油墨的彈藥筒內(nèi)，彈藥筒裝在噴墨打印機(jī)上。所述噴墨打印機(jī)打印銀電極時(shí)，間距為30μπι，打印后的電極的燒結(jié)采用紅外線干燥機(jī)，燒制電壓為27V，獲得后的工作電極的電阻率為Ag: 1.4 X I O—7 Ω.m。
[0027]所述CuAc反應(yīng)膜由CuAc溶液晾曬而成，CuAc溶液為在水、乙二醇、異丙醇(體積比為8:1:1)溶解CuAc粉末制成，打印的CuAc厚度0.1-0.2μπι。噴墨打印的間距為20-30ym，在工作電極上打印兩層，在自然條件下晾曬一小時(shí)即可。
[0028]所述平面線圈天線、電容和工作電極之間通過(guò)銅接觸墊6和鋁線7電連接。在所述銅接觸墊上電鍍有金和鎳，金是為了防止氧化，鎳為了讓金更好的在上面附著。
[0029]所述線圈可為方形，也是采用打印技術(shù)獲得。所述線圈的尺寸為(2.8-3.2)cm*(3.8-4.2)cmο
[0030]所述可打印型硫化氫傳感器集成在小型化包裝的冰鮮雞肉中，冰鮮雞肉在腐敗過(guò)程中產(chǎn)生硫化氫氣體，硫化氫與CuAc發(fā)生反應(yīng)，CuAc是絕緣體，反應(yīng)后形成的CuS是半導(dǎo)體，這時(shí)可以通過(guò)讀寫器讀取傳感器的值，通過(guò)硫化氫氣體濃度與冰鮮雞肉品質(zhì)對(duì)照表讀取到冰鮮雞肉品質(zhì)信息。另外，需要說(shuō)明的是對(duì)于包裝袋中能夠在腐敗變質(zhì)過(guò)程中產(chǎn)生硫化氫氣體的食物均可適用于本發(fā)明所述傳感器。
[0031]圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例2提供一種基于上述傳感器的檢測(cè)方法，包括:
[0032]EAS讀寫裝置向所述傳感器發(fā)送電磁波；
[0033]傳感器接收到電磁波后以使電路回路產(chǎn)生電流，由于硫化氫與CuAc發(fā)生反應(yīng)，改變了回路的電阻，回路的阻抗發(fā)生變化，EAS讀寫裝置在接收返回來(lái)的頻率信號(hào)，由于阻抗的變化，EAS讀寫裝置接收到的頻率信號(hào)發(fā)生變化。根據(jù)EAS讀寫裝置發(fā)射和返回來(lái)的兩個(gè)頻率的偏差得到硫化氫氣體濃度的信息根據(jù)硫化氫氣體濃度與腸桿菌科的數(shù)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系獲得冰鮮雞肉品質(zhì)信息。
[0034]本發(fā)明所述方法通過(guò)檢測(cè)氣調(diào)包裝下冰鮮雞肉腐敗產(chǎn)生的硫化氫氣體濃度來(lái)檢測(cè)氣調(diào)包裝下冰鮮雞肉的質(zhì)量。如圖中所示，可以看出腸桿菌科細(xì)菌在無(wú)氧環(huán)境下大量繁殖，分解蛋白質(zhì)產(chǎn)生揮發(fā)性硫化氫，腸桿菌科細(xì)菌在無(wú)氧環(huán)境下的Gompertz—級(jí)響應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程描述腸桿菌科細(xì)菌的增長(zhǎng)模型。
[0035]腸桿菌科細(xì)菌的微生物生長(zhǎng)模型為:
[0036]N(t)=No+( Nmax-No) X {EXP [ -EXP [ (X 2.518) + (Nmax-No )X(x-t)+l]]}
[0037]式中:N(t)是微生物在時(shí)間t時(shí)刻腸桿菌科細(xì)菌的常用對(duì)數(shù)值(lg(CfU/g));No是隨時(shí)間無(wú)限減小時(shí)漸進(jìn)對(duì)數(shù)值，相當(dāng)于開(kāi)始時(shí)刻腸桿菌科的數(shù)量對(duì)數(shù)值(lg(cfu/g));Nmax是到達(dá)穩(wěn)定時(shí)刻最大的腸桿菌科數(shù)量的對(duì)數(shù)值(lg(Cfu/g));ymax是腸桿菌科生長(zhǎng)的最大生長(zhǎng)速率(h—1Lt是腸桿菌科生長(zhǎng)的延滯時(shí)間(h);t是儲(chǔ)藏時(shí)間。根據(jù)上述的微生物生成模型可以獲得任何時(shí)刻的腸桿菌科的數(shù)量。
[0038]而腸桿菌科的數(shù)量是與產(chǎn)生的硫化氫氣體濃度具有耦合關(guān)系，因此可以通過(guò)檢測(cè)硫化氫氣體濃度來(lái)得到腸桿菌科的數(shù)量，從而間接的從對(duì)照表格中得到氣調(diào)包裝下冰鮮雞肉品質(zhì)的信息。
[0039]此外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，盡管在此所述的一些實(shí)施例包括其它實(shí)施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同實(shí)施例的特征的組合意味著處于本發(fā)明的范圍之內(nèi)并且形成不同的實(shí)施例。例如，在下面的權(quán)利要求書(shū)中，所要求保護(hù)的實(shí)施例的任意之一都可以以任意的組合方式來(lái)使用。
[0040]應(yīng)該注意的是上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明而不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下可設(shè)計(jì)出替換實(shí)施例。在權(quán)利要求中，不應(yīng)將位于括號(hào)之間的任何參考符號(hào)構(gòu)造成對(duì)權(quán)利要求的限制。單詞“包含”不排除存在未列在權(quán)利要求中的元件或步驟。位于元件之前的單詞“一”或“一個(gè)”不排除存在多個(gè)這樣的元件。本發(fā)明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于適當(dāng)編程的計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在列舉了若干裝置的單元權(quán)利要求中，這些裝置中的若干個(gè)可以是通過(guò)同一個(gè)硬件項(xiàng)來(lái)具體體現(xiàn)。單詞第一、第二、以及第三等的使用不表示任何順序?？蓪⑦@些單詞解釋為名稱。
[0041]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解:以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制;盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明權(quán)利要求所限定的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于氣調(diào)包裝下冰鮮雞肉的可打印型傳感器，其特征在于，包括:包括基底，在所述基底上設(shè)置有平面線圈天線、電容、工作電極和CuAc反應(yīng)膜，其中，所述平面線圈天線、電容和工作電極均電連接，在所述工作電極上方設(shè)置有CuAc反應(yīng)膜。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于，還包括片式電阻器，所述片式電阻器與電容、工作電極和平面線圈天線電連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于，所述基底為聚二苯甲酸乙二醇脂基底，其表面采用蝕刻技術(shù)設(shè)有銅層。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的傳感器，其特征在于，所述銅層為15-18μπι。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于，所述工作電極為采用噴墨打印機(jī)打印銀離子油墨且打印間距為200μπι的交叉電極，所述工作電極的表面設(shè)有聚四氟乙烯層。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于，所述CuAc反應(yīng)膜為通過(guò)噴墨打印機(jī)打印CuAc油墨、打印間距在20-30μηι形成的兩層反應(yīng)膜，每一層的厚度為0.1-0.2μηι。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于，所述平面線圈天線、電容和工作電極之間通過(guò)銅接觸墊電連接。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的傳感器，其特征在于，所述銅接觸墊上鍍有金層和鎳層。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于，所述線圈為方形，所述線圈的尺寸為(2.8-3.2)cm*(3.8-4.2) cm。10.—種基于上述權(quán)利要求1-9中任一權(quán)利要求所述傳感器的檢測(cè)方法，其特征在于，包括: EAS讀寫裝置向所述傳感器發(fā)送電磁波； 傳感器接收到電磁波后以使電路回路產(chǎn)生電流，并基于回路中的電阻在硫化氫與CuAc發(fā)生反應(yīng)的情況下發(fā)生變化產(chǎn)生阻抗信號(hào)的情況下，向EAS讀寫裝置發(fā)出與變化的阻抗信號(hào)對(duì)應(yīng)的頻率信號(hào)； 根據(jù)EAS讀寫裝置發(fā)射和返回來(lái)的兩個(gè)頻率信號(hào)的偏差得到硫化氫氣體濃度的信息； 根據(jù)硫化氫氣體濃度與腸桿菌科的數(shù)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系獲得冰鮮雞肉品質(zhì)信息。
【文檔編號(hào)】G01N27/26GK105866204SQ201610202068
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年3月31日
【發(fā)明人】劉雪, 周鵬, 劉嬌, 張小栓, 李興民, 李文康
【申請(qǐng)人】中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)