摘 要 油脂品质的优良与人们的健康生活息息相关，人们对油脂品质亦越来越关注，但现对油脂品质的检测方法较为复杂且不方便，本设计旨在对油脂品质做出快速有效评价。本设计由传感器检测油脂阻抗与阻抗相角，并通过WiFi无线模块与微机连接，由微机接收数据，与已建立的数学模型进行对比，分析出油脂品质。
　　关键词 油脂酸败；AD5933；WiFi
　　中图分类号：TS2 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2015）03-0007-002
　　“油脂酸败”指油脂在贮存过程中经生物、酶、空气中的氧的作用，而发生颜色、气味的变化。其常可造成不良的生理反应食物中毒。当油脂放久，空气中的氧、日光以及微生物与酶发生反应，使油脂的酸价、羰基价和TBA值过高。其高度氧化可能有致癌作用。目前对酸败的油脂的检测多是化学方法，其方法耗时长，价格昂贵，十分不方便。本设计旨在对酸败油脂进行快速，当场检测，贴近人们的生活，有效对酸败油脂的预防，以及有效防止像“地沟油”这样的劣质油流入市场。
　　1 检测方案
　　油脂在酸败过程中被氧化而生成一部分游离脂肪酸和中等分子量的醛类由于这些物质的产生，会使油脂的酸价，酸度发生变化，由此又会造成油脂一些物理性质（比如电导）的变化，从而判断油脂的品质。本设计通过油脂在酸败过程中一些物理性质的变化，对其阻抗进行采集和分析，分析出阻抗与酸价之间的关系，并以此建立合适的数学模型，以此数学模型为油脂品质参考标准，进而对油脂品质进行有效评价。
　　2 硬件设计
　　2.1 总体硬件结构设计
　　MCU为本系统的核心控制部分，MCU控制可控激励信号源，由此信号源激励样品阻抗信号，并为传感器捕获，所捕获的阻抗信号进入亦由MCU所控制的AD5933芯片并被采集和进行DFT变换，并输出至后端通信模块，本系统通信模为WiFi模块，它可把AD5933芯片输出数据发送至微机，并由微机记录，处理，与已建立的数据库进行对比分析，对油脂进行评价。具体结构图如图1所示。
　　图1 硬件设计结构图
　　2.2 阻抗信号采集电路设计
　　本信号采集电路以AD5933芯片为核心，其大致可分为信号放大部分，外部时钟部分，基准电压部分，反馈部分等四部分。具体电路如图2所示。
　　图2 阻抗信号采集电路
　　3 建立数学模型
　　3.1 实验测量数据
　　为建立数学模型，选择了以下几个阻抗变化较为明显的频率点进行实验，并记录以下数据。
　　3.2 数据分析
　　根据上述数据，可用MATLAB对其进行分析，建立出合适的数学模型，并依据此模型可对油脂品质做出准确、有效的评价。以下为由数据建立的拟合关系函数：
　　地沟油阻抗值拟合曲线：
　　f（x） = -5.771×10-7×x3.921+18.13
　　用过多次油炸油脂阻抗值拟合曲线
　　f（x） =19.06×ln（0.4893x）-0.01098x2
　　正常油脂阻抗值变化率拟合曲线
　　f（x）=61.48×e（-0.318x）+8.961×e（0.00069689x）
　　由以上曲线可看出，正常油脂只在低频段呈现较高阻抗，随频率上升，阻抗急剧下降，而地沟油和用过多次的油，在中高频段都呈现较高阻抗特性，并且油脂品质越差，高阻抗特性频段越宽，油脂品质越好，高阻抗特性频段越窄，并且越往低频段靠近。
　　而对于此数学模型，可通过更多的实验对其进行完善，由此，本设计得出的评价可更有科学依据。
　　4 结束语
　　本设计采用高精度的阻抗转换器采集阻抗信号，并由AD5933芯片对信号进行处理，具有精度高，效率高的特点，并且成本低廉。从以上数据可以看出不同油样的阻抗值变化率曲线大不相同。当增加频率点以及实验次数，选取合适的拟合方法，可以建立不同样品信号激励下的阻抗值、角变化率的数学模型，以此可大大提高样品比对速度和正确性。
　　参考文献
　　[1]郭天祥.新概念单片机C语言教程[M].电子工业出版社，2009.
　　[2]余瑶隆.基于阻抗谱特征值数据库的地沟油检测方法[J].粮油食品科技，2013（6）.
　　[3]童诗白.模拟电子技术基础（第四版）[M].高等教育出版社，2006.