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摘 要

现存的食用油检测方法中占据主要地位的是化学试剂和物理检测的方法，但这些方法缺少快速性和准确性以及无损性。基于此,本文设计一种低场核磁共振探头，结合实验室现有的电子控制系统和磁体，组装成一台便携式核磁共振仪样机，应用于食用油的品质鉴别。本文的主要工作包括如下三个方面：

(1).射频线圈的参数优化。研究射频线圈的稳定制造工艺和性能测试方法，基于核磁共振信噪比理论，根据实验结果确定最优射频线圈几何参数。

(2).核磁共振探头的调谐匹配。为上述制作的射频线圈，设计一种稳定的调谐匹配电路，并完成核磁共振探头的封装与性能测试。

(3).核磁共振探头在食用油品质鉴别中的应用研究。利用研制的核磁共振探头，检测了大豆油、花生油、调和油和菜籽油四种不同种类的食用油的核磁共振弛豫时间，检测结果表明，核磁共振弛豫时间随着食用油煎炸时间的增加而减少，这一结果有效证明了低场核磁共振探头可以鉴别不同品质的食用油。

通过三方面的工作，得到了食用油的核磁共振弛豫时间与食用油的煎炸时间的关系图。从而得出低场核磁共振探头可以用于食用油品质鉴别的结论。

关键词：食品油，品质鉴别，低场核磁共振，射频线圈

ABSTRACT

The existing methods for the detection of edible oil are mainly chemical reagents and physical testing methods, but these methods lack the rapidity and accuracy as well as the nondestructive testing methods. Based on this, this paper designs a low field nuclear magnetic resonance probe, combined with the existing electronic control systems and magnets, assembled into a portable nuclear magnetic resonance instrument prototype, applied to the quality of edible oil identification. The main work of this paper includes the following three aspects:

(1) .Parameter optimization of RF coils. The stable manufacturing process and performance test method of RF coil are studied. Based on the magnetic resonance signal to noise ratio theory, the geometric parameters of the optimal RF coil are determined according to the experimental results.

(2). Tuning matching of nuclear magnetic resonance probe. For the above mentioned RF coils, a stable tuning circuit is designed, and the package and performance test of the nuclear magnetic resonance probe are completed.

(3). Study on the application of nuclear magnetic resonance probe in the quality identification of edible oil. The development of the NMR probe and detection of the soybean oil, peanut oil, blend oil and rapeseed oil and four different kinds of edible oil NMR relaxation time. Test results show that the NMR relaxation time decreases with the increase of oil frying time cooking. The results demonstrated the effectiveness of low field NMR probe can distinguish different quality of edible oil.

Through the three aspects of the work, the relationship between oil NMR relaxation time and oil frying time. It is concluded that the low field nuclear magnetic resonance probe can be used for the quality identification of edible oil.

Keywords: food oil, quality identification, low field nuclear magnetic resonance, RF coil

目录

摘要 1

ABSTRACT 2

1.绪论 5

1.1课题研究背景 5

1.2 研究现状 5

1.3 立论依据和研究意义 6

1.4 本论文研究的内容 7

2.射频线圈的设计与制造 8

2.1 射频线圈 8

2.2线圈的结构 8

2.2.1信噪比（SNR） 8

2.2.2线圈类型的选取 8

2.2.3线圈结构参数 9

2.2.4 线圈的结构参数和线圈信噪比（SNR）的关系 9

2.3 寻找最佳深宽比 10

2.3.1 原因 10

2.3.2 理论计算不同深宽比线圈对应的信噪比（SNR） 10

2.3.3计算结果 12

2.4. 寻找最佳线圈线径和匝数 16

2.4.1 实验设计 16

2.4.2.计算过程和结果 16

3.低频核磁共振探头的性能测试和分析 18

3.1调节匹配电路 18

3.2 电路调节匹配的过程 19

3.3 实际和理论Q值的比较 21

3.4 误差分析 21

4低频核磁共振应用与实验 22

4.1材料和方法 22

4.1.1 材料 22

4.1.2 设备和方法 22

4.2数据处理和分析 23

4.3 实验总结 24

5.总结与展望 25

致谢 26

参考文献 27

1.绪论

1.1课题研究背景

煎炸的历史可以追溯到1000多年前，它是一种基本的加工食品的方法，油炸作为古老的烹饪方法是以油脂作为传热介质使得食物从表面直到内部的热脱水和煮制相结合的过程[^[1]]，煎炸被广泛应用于生活中食品加工的方方面面。

煎炸食品的品质与煎炸所用的食用油有着紧密的关系。食用油在煎炸的过程中会发生聚合、氧化、分解和水解等等各种化学反应，色泽逐渐变深，油的黏度增大而且气味劣化，食用油的品质受到一定程度的损坏甚至威胁到人的身体健康的[^[2]]。有的人就是因此会对街边小吃嗤之以鼻。截止到目前，国家标准GB 7102．1-2003对煎炸油理化指标[^[3]]要求酸价≤5 mgKOH／g、羰基价≤50 mmol／kg、极性组分≤27％，但在实践检测过程中存在诸多困难，比如理化指标操作繁琐、费时费力、易接触有毒试剂、易受操作人员的影响等等，难以实现快速、实时监测。所以，发明一种快速、准确、便捷的检测煎炸油品质的方法非常有必要。

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