一种臭氧冰缓释检测装置及方法

技术领域

本发明涉及一种臭氧冰检测设备，具体涉及一种臭氧冰缓释检测装置及方法。

背景技术

臭氧水对水产品具有保鲜、灭菌和除异味等效果，结合流化冰的使用，能够有进一步延长水产品的冰藏货期，同时还能够维持水产品良好的感官品质，并且能有效保护肌原纤维蛋白的空间结构，减缓水产品(鱼体)蛋白质的降解变性，保证水产品的肉质口感和风味等。

近年来，为了提高臭氧水和流化冰的结合使用的便捷性，一般会直接采用臭氧冰作为水产品的保鲜灭菌用品，其效果是与臭氧水与流化冰的结合应用等效的。而针对不同种类的水产品，会采用不同浓度的臭氧水，从而能够有效且科学地保证水产品的品质，避免浓度不当和接触时间过长而影响水产质量。为了提高臭氧冰的使用效果，适应不同种类的水产品，制备不同适应浓度的臭氧冰，将能够更加高效、简洁地实现水产品保鲜、灭菌、去除异味的效果。鉴于此种背景，有必要提出一种臭氧冰缓释检测装置并开发该装置的检测方法，用于研究臭氧冰缓释特性和浓度的精准测定，对于提升水产品保鲜品质、简化保鲜操作具有积极意义。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种臭氧冰缓释检测装置，该装置能够对臭氧冰进行缓释特性的检测，以便建立臭氧冰缓释模型，从而为采用臭氧冰冷藏保鲜提供最佳衰减条件和最优浓度选择。

本发明的另一目的在于提供一种臭氧冰缓释检测方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种臭氧冰缓释检测装置，其特征在于，包括箱体、设置在箱体内的臭氧水箱、臭氧冰容器以及电控系统，所述臭氧冰容器设置在所述臭氧水箱的上方；其中，所述箱体内或箱体外设有恒温装置，确保箱体的内腔的温度恒定；所述臭氧冰容器上设有用于漏水的漏孔；所述臭氧水箱内设有用于检测溶于水中的臭氧浓度的水中臭氧浓度探头、用于检测溶于水中的氧气浓度的水中氧气浓度探头、用于检测臭氧水箱中的臭氧气体浓度的臭氧气体浓度探头、用于检测臭氧水箱中的氧气浓度的氧气气体浓度探头以及用于检测水位的水位检测探头；所述电控系统与所述水中臭氧浓度探头、水中氧气浓度探头、臭氧气体浓度探头、氧气气体浓度探头、水位检测探头以及恒温装置电连接，所述恒温装置在电控系统的控制下调整为指定温度。

上述臭氧冰缓释检测装置的工作原理是：

将指定体积、质量和浓度的待测臭氧冰放置在所述臭氧冰容器中，电控系统控制恒温装置，使得箱体内的温度调节为恒定的指定温度；在该指定温度下，臭氧冰逐渐融化呈水且缓释出臭氧，融化形成的水通过漏孔滴落在所述臭氧水箱中；此时，臭氧水箱中的水中臭氧浓度探头、水中氧气浓度探头、臭氧气体浓度探头、氧气气体浓度探头以及水位检测探头持续地对相关参数进行检测和监控，并反馈至电控系统中，电控系统根据对应的时间点，经过换算后得出臭氧水箱中的臭氧水中的臭氧含量、臭氧水中的氧气含量、臭氧气体含量以及氧气气体含量，最终得出某时刻的臭氧缓释浓度，并对某浓度的臭氧冰在某温度下的缓释浓度建立模型。另外，通过电控系统对恒温装置的调控，实时改变箱体内的温度，以进一步进行臭氧冰的效果测试和特性监测。在检测前，也可将未知浓度的臭氧冰放置在臭氧冰容器中，并开始进行检测，当臭氧冰完全融化后，所检测的浓度即为臭氧冰的浓度，具有浓度检测功能。

本发明的一个优选方案，所述箱体包括框体和箱盖，所述框体顶部开口设置，所述臭氧水箱和臭氧冰容器均设置在所述框体内腔中，所述箱盖对应设置在所述框体的顶部开口处。

本发明的一个优选方案，所述箱体为恒温水箱；其中，所述框体内腔的底部存有水源，所述框体的底部水源处设有电加热丝，该电加热丝与所述电控系统电连接；所述臭氧水箱和臭氧冰容器均设置在水源的上方。

优选地，所述框体的内腔底部水源处设有温度探头，该温度探头用于检测水源的温度，且该温度探头与所述电控系统电连接。

优选地，所述电加热丝有多条。

本发明的一个优选方案，所述臭氧冰容器悬挂设置在所述臭氧水箱内。

本发明的一个优选方案，所述水中臭氧浓度探头、水中氧气浓度探头、臭氧气体浓度探头、氧气气体浓度探头以及水位检测探头均设置在所述臭氧水箱的侧壁上。

一种臭氧冰缓释检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将待检测的臭氧冰放置在臭氧冰容器中，电控系统控制恒温装置，使得箱体内的温度调整为指定的温度，臭氧冰逐渐融化呈水滴落至臭氧水箱中，并缓释出臭氧；

(2)臭氧水箱中的各个探头对臭氧的氧气的浓度进行检测；具体地：臭氧气体浓度探头对缓释出来的臭氧气体浓度进行检测，记录为a

(3)电控系统通过以下公式实时地对臭氧冰缓释出来的总臭氧含量进行计算，记录为ρ，

其中，L

其中的L

L

L

L

L

其中，V

结合以上公式得到t时刻臭氧冰的缓释浓度ρ

当臭氧冰完全融化形成水后，即计算得出的ρ

优选地，所述电控系统为PLC电气控制模块。

优选地，根据ρ

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明的臭氧冰缓释检测装置能够对臭氧冰进行缓释特性的检测，以便建立臭氧冰缓释模型，从而为采用臭氧冰冷藏保鲜提供最佳衰减条件和最优浓度选择；同时，还能对臭氧冰的浓度进行检测，以便更加准确地对应使用，提高使用效果。

2、本发明的臭氧冰缓释检测方法，能够在电控系统的调控下，寻找最佳的臭氧冰缓释最佳条件和环境，并且能够对每个缓释时刻的特性进行检测和监控，对水产品冷藏保鲜具有重要意义。

3、通过电控系统的控制，可改变恒温装置的温度，从而对箱体温度进行调整，以监测不同环境温度下的臭氧冰缓释效果；另外，还能结合风量、振动、不同水质(蒸馏水、不同PH、增加其它成分等的水质)等环境条件，以实现多样化的臭氧冰缓释监测。

附图说明

图1为本发明的臭氧冰缓释检测装置的其中一种具体实施方式的结构示意图。

图2为本发明的臭氧冰缓释检测装置及方法的电控系统连接框图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不仅限于此。

参见图1-图2，本实施例的臭氧冰缓释检测装置，包括箱体、设置在箱体内的臭氧水箱5、臭氧冰容器2以及电控系统12，所述臭氧冰容器2设置在所述臭氧水箱5的上方；其中，所述箱体内或箱体外设有恒温装置，确保箱体的内腔的温度恒定；所述臭氧冰容器2上设有用于漏水的漏孔；所述臭氧水箱5内设有用于检测溶于水中的臭氧浓度的水中臭氧浓度探头4、用于检测溶于水中的氧气浓度的水中氧气浓度探头9、用于检测臭氧水箱5中的臭氧气体浓度的臭氧气体浓度探头3、用于检测臭氧水箱5中的氧气浓度的氧气气体浓度探头8以及用于检测水位的水位检测探头10；所述电控系统12与所述水中臭氧浓度探头4、水中氧气浓度探头9、臭氧气体浓度探头3、氧气气体浓度探头8、水位检测探头10以及恒温装置电连接，恒温装置在电控系统12的控制下，调整为指定温度。

参见图1-图2，所述箱体包括框体7和箱盖1，所述框体7顶部开口设置，所述臭氧水箱5和臭氧冰容器2均设置在所述框体7内腔中，所述箱盖1对应设置在所述框体7的顶部开口处。通过设置这样的箱体，结构简单，便于安装臭氧水箱5和臭氧冰容器2，同时盖上箱盖1时，以便提供一个相对密闭的空间，避免外界环境对臭氧冰缓释的影响，有利于提高检测精度。

参见图1-图2，所述箱体为恒温水箱5；其中，所述框体7内腔的底部存有水源，所述框体7的底部水源处设有电加热丝11，该电加热丝11与所述电控系统12电连接；所述臭氧水箱5和臭氧冰容器2均设置在水源的上方。恒温水箱5作为检测的箱体，使用方便，以便为臭氧冰缓释提供恒温的环境，有利于提高检测精度。

参见图1-图2，所述框体7的内腔底部水源处设有温度探头6，该温度探头6用于检测水源的温度，且该温度探头6与所述电控系统12电连接。

参见图1-图2，所述电加热丝11有多条。通过温度探头6的设置，实时检测水源的温度，以监控框体7内腔的温度，并及时反馈至电控系统12中，在电控系统12的调控下，根据水温的下降速率开启电加热丝11的数量，以稳定箱体内腔温度，为臭氧冰缓释检测提供有利环境。

参见图1-图2，所述臭氧冰容器2悬挂设置在所述臭氧水箱5内。这样，能够确保臭氧冰在融化过程中的所有水分均滴落到臭氧水箱5中，并且同时确保所缓释出来的臭氧和氧气停留在臭氧水箱5中，让臭氧水箱5中的各个探头能够更加准确的探测出相关的数据，有利于提高检测效果。同时，悬挂设置的臭氧冰容器2，也便于拆卸安装，以便后期将臭氧冰容器2取下，清洗臭氧水箱5。本实施例中，所述臭氧冰容器2的结构采用孔板制作而成。

参见图1-图2，所述水中臭氧浓度探头4、水中氧气浓度探头9、臭氧气体浓度探头3、氧气气体浓度探头8以及水位检测探头10均设置在所述臭氧水箱5的侧壁上。这样，能够避免臭氧冰融化时滴落的水滴影响探头工作，有利于检测精度。

参见图1-图2，本实施例的臭氧冰缓释检测装置的工作原理是：

将指定体积、质量和浓度的待测臭氧冰放置在所述臭氧冰容器2中，电控系统12控制恒温装置，使得箱体内的温度调节为恒定的指定温度；在该指定温度下，臭氧冰逐渐融化呈水且缓释出臭氧，融化形成的水通过漏孔滴落在所述臭氧水箱5中；此时，臭氧水箱5中的水中臭氧浓度探头4、水中氧气浓度探头9、臭氧气体浓度探头3、氧气气体浓度探头8以及水位检测探头10持续地对相关参数进行检测和监控，并反馈至电控系统12中，电控系统12根据对应的时间点，经过换算后得出臭氧水箱5中的臭氧水中的臭氧含量、臭氧水中的氧气含量、臭氧气体含量以及氧气气体含量，最终得出某时刻的臭氧缓释浓度，并对某浓度的臭氧冰在某温度下的缓释浓度建立模型。另外，通过电控系统12对恒温装置的调控，实时改变箱体内的温度，以进一步进行臭氧冰的效果测试和特性监测。在检测前，也可将未知浓度的臭氧冰放置在臭氧冰容器2中，并开始进行检测，当臭氧冰完全融化后，所检测的浓度即为臭氧冰的浓度，具有浓度检测功能。

参见图1-图2，本实施例的臭氧冰缓释检测方法，包括以下步骤：

(1)将待检测的臭氧冰放置在臭氧冰容器2中，电控系统12控制恒温装置，使得箱体内的温度调整为指定的温度，臭氧冰逐渐融化呈水滴落至臭氧水箱5中，并缓释出臭氧；本实施例的检测方法中，其中的恒温装置为恒温水箱5。

(2)臭氧水箱5中的各个探头对臭氧的氧气的浓度进行检测；具体地：臭氧气体浓度探头3对缓释出来的臭氧气体浓度进行检测，记录为a

(3)电控系统12通过以下公式实时地对臭氧冰缓释出来的总臭氧含量进行计算，记录为ρ，

其中，L

由于臭氧气体是溶于水的不稳地强氧化剂，因此在常温常压下即可分解为氧气，臭氧分子式为O

2O

根据以上分解反应式，其中的L

L

L

L

L

其中，V

结合以上公式得到t时刻臭氧冰的缓释浓度ρ

当臭氧冰完全融化形成水后，即计算得出的ρ

本实施例中，所述电控系统12为PLC电气控制模块。本实施例的PLC电气控制模块用于对恒温装置(电加热丝11)进行控制，实施控制水温，并监测臭氧冰在不同环境下的缓释特性。

本实施例中，根据ρ

含量为1％以下的臭氧，在常温常态常压的空气中分解半衰期为16h左右。随着温度的升高，分解速度加快，温度超过100℃时，分解非常剧烈，达到270℃高温时，可立即转化为氧气。臭氧在水中的分解速度比空气中快。在含有杂质的水溶液中臭氧迅速回复到形成它的氧气。如水中臭氧浓度为3mg/L(3ppm)时，其半衰期为5～30min，但在纯水中分解速度较慢，如在

上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。