[發(fā)明專利]近紅外技術(shù)快速檢測茶葉品質(zhì)的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910116733.0
• 申請日: 2009-05-08
• 公開（公告）號: CN101620180A
• 公開（公告）日: 2010-01-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡功銀;宛曉春;金緯;張正竹;班淼屾;鄧文平;戚麗;蔣曉魁;王勝鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥美亞光電技術(shù)有限責任公司;安徽農(nóng)業(yè)大學
• 主分類號: G01N21/49
• 分類號: G01N21/49
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 余成俊

1.近紅外技術(shù)快速檢測茶葉品質(zhì)的方法，其特征在于采用下列步驟：

(1)把近紅外光源經(jīng)過分光系統(tǒng)分光；

(2)經(jīng)過分光系統(tǒng)分光后的不同的單色光，依次再經(jīng)過分束鏡分成兩束，一部分光線進入?yún)⒖冀t外檢測器，其余光線經(jīng)過光纖導入漫反射積分球裝置照射到置于樣品臺的茶葉上，獲得從茶葉上漫反射的近紅外范圍的光譜信息；樣品臺在進行近紅外光譜檢測時緩慢旋轉(zhuǎn)，進行多次掃描取平均的方式；

(3)收集大量的各種品質(zhì)的茶葉樣品，對采用步驟(2)方法所得到的光譜信息，找出光譜信息與茶葉品質(zhì)評分值的相關(guān)性，茶葉品質(zhì)評分值由人工評定或采用傳統(tǒng)化學分析方法獲得，得到各種不同茶葉近紅外范圍的光譜信息和其茶葉品質(zhì)評分值相對應(yīng)的多變量分析模型；

(4)采用步驟(2)方法獲取待檢茶葉樣品的近紅外范圍的光譜信息，得到各光譜信息點的光譜信息Xi(i＝1...n)，并輸入到步驟(3)得到的多變量分析模型Y＝A1*X1+A2*X2+...+Ai*Xi+...+An*Xn中，即得到待檢測茶葉的品質(zhì)評分值Y，根據(jù)品質(zhì)評分值的高低來確定茶葉的品質(zhì)；

所述的多變量分析模型通過以下方法建立：

(1)采用步驟(2)方法測量各種不同茶葉的近紅外光譜強度信息Xji，其中j＝1...m，i＝1...n，j表示多種不同的茶葉樣品的個數(shù)；i表示在近紅外波段中每間隔一定波長設(shè)定的光譜信息點的個數(shù)；一種茶葉的近紅外光譜強度信息Xji與其茶葉品質(zhì)評分值Yj具有相關(guān)性；

(2)茶葉品質(zhì)評分值的模型方程：

Yj＝A1*Xj1+A2*Xj2+...+Ai*Xji+...+An*Xjn；A1、A2、...Ai、...An為每個光譜信息點的光譜信息的加權(quán)系數(shù)；*表示乘以；Xj1、Xj2、...Xji、...Xjn表示各個光譜信息點的光譜信息；

(3)將得到的全部茶葉的近紅外光譜強度信息Xji，與其對應(yīng)的茶葉品質(zhì)評分值Yj代入上述的模型方程中，j＝1...m，表示各種茶葉樣品的個數(shù)，通過矩陣運算，{Yj}＝{A1、A2、...Ai、...An}*{Xj1、Xj2、...Xji、...Xjn}，得到每個光譜信息點的加權(quán)系數(shù)A1、A2、...Ai、...An；至此得到茶葉品質(zhì)多變量分析模型Y＝A1*X1+A2*X2+...+Ai*Xi+...+An*Xn；Xi表示各光譜信息點的光譜信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的近紅外技術(shù)快速檢測茶葉品質(zhì)的方法，其特征在于所述的采用傳統(tǒng)化學分析方法獲得茶葉品質(zhì)評分值，是指采用化學方法分析茶葉中多種設(shè)定的有效成份的含量，并確定對茶葉品質(zhì)影響顯著的一種或多種有效成份，參考人工對茶葉品質(zhì)的評分值，對不同有效成份的含量乘以不同的權(quán)重，其累加之和作為化學分析方法確定的茶葉品質(zhì)評分值，即Y值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的近紅外技術(shù)快速檢測茶葉品質(zhì)的方法，其特征在于：所述的茶葉指茶鮮葉或干茶葉。

4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的近紅外技術(shù)快速檢測茶葉品質(zhì)的方法，其特征在于：所述的近紅外范圍的光譜信息均是經(jīng)過了預(yù)處理，所述的預(yù)處理包括對所得到的光譜進行去噪處理，去除其中的高頻噪聲；并進行歸一化處理，去除背景和基線的干擾，同時利用參考近紅外檢測器的信號來校正近紅外光源的強度變化以及分光系統(tǒng)的波長漂移；步驟(3)中的光譜信息，除經(jīng)過了預(yù)處理外，還經(jīng)過了特征分析，所述的特征分析包括運用偏最小二乘(PLS)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的近紅外技術(shù)快速檢測茶葉品質(zhì)的方法，其特征在于：所述的樣品臺為旋轉(zhuǎn)樣品臺，光線經(jīng)過光纖導入漫反射積分球裝置照射到樣品臺的茶葉上時，樣品臺處理連續(xù)旋轉(zhuǎn)或步進旋轉(zhuǎn)兩種工作模式；其一是連續(xù)旋轉(zhuǎn)模式：樣品臺在旋轉(zhuǎn)的同時，光柵也旋轉(zhuǎn)，即在整個光譜掃描期間測試樣品一直在旋轉(zhuǎn)；其二是步進旋轉(zhuǎn)模式：樣品臺旋轉(zhuǎn)過一定角度，停下來后旋轉(zhuǎn)光柵開始旋轉(zhuǎn)，樣品臺停留時間旋轉(zhuǎn)光柵完成一次全光譜掃描。

6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的近紅外技術(shù)快速檢測茶葉品質(zhì)的方法，其特征在于：所述的近紅外范圍的光譜信息是指780nm～2526nm范圍內(nèi)的漫反射光譜信息，并包括該范圍內(nèi)的一階、二階導數(shù)光譜。

7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的近紅外技術(shù)快速檢測茶葉品質(zhì)的方法，其特征在于：所述的分光系統(tǒng)分光是指用旋轉(zhuǎn)光柵分光系統(tǒng)進行分光；所述的分束鏡是把經(jīng)過光柵分光后的光線分成兩束，兩束光線的強度按照0.1～1.0的比值分別進入?yún)⒖冀t外檢測器和經(jīng)過光纖導入漫反射積分球裝置；檢測時，所述的樣品臺采用步進電機帶動緩慢轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)在樣品臺上茶葉多點掃描光譜，以消除樣品均勻性差異。