[發(fā)明專利]一種味覺仿生感知光尋址電位傳感器檢測(cè)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110052778.3
• 申請(qǐng)日: 2011-03-07
• 公開（公告）號(hào): CN102221572A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳真誠;肖文香;胡寒冬;朱健銘;梁晉濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 桂林電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N27/26
• 分類號(hào): G01N27/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種味覺仿生感知光尋址電位傳感器檢測(cè)裝置，屬于生物醫(yī)學(xué)傳感檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

味覺感知(電子舌)技術(shù)是20世紀(jì)80年代中期發(fā)展起來的一種分析、識(shí)別液體成分的智能儀器技術(shù)，它主要由傳感器陣列、信號(hào)處理和模式識(shí)別系統(tǒng)組成。味覺傳感器陣列的研究是推動(dòng)電子舌技術(shù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。至20世紀(jì)80年代以來，國內(nèi)外研究者在味覺傳感器的研究上做了大量的工作，也取了不少突破性的成果。傳統(tǒng)中，味道主要依靠人的舌或鼻能來判斷，但是人類的直接鑒別往往具有較大的主觀性，且對(duì)于一些不能食用的東西更是無能為力。因此，采用科學(xué)有效的檢測(cè)技術(shù)手段來評(píng)價(jià)味覺品質(zhì)是必然的發(fā)展趨勢(shì)。

另一方面，近年來的食品、藥品質(zhì)量安全日益引起大家關(guān)注，快速無損檢測(cè)技術(shù)是目前食品、藥品領(lǐng)域亟待解決的科學(xué)技術(shù)難題。以多傳感器陣列為基礎(chǔ)的味覺感知電子舌，由于對(duì)樣品無需預(yù)處理，并且能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)快速、實(shí)時(shí)檢測(cè)，特別適合于食品和藥品品質(zhì)快速檢測(cè)方面的應(yīng)用。由此可看出，用于味覺感知方面的傳感器在實(shí)際的應(yīng)用中有著廣泛的用途，已漸漸成為國際上競(jìng)爭(zhēng)激烈的一個(gè)科學(xué)前沿。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種用于檢測(cè)味覺及其濃度的光尋址電位傳感器檢測(cè)裝置，該裝置能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)出酸、甜、苦、咸、鮮五種常見的味覺，并能較好地區(qū)分同種味道下不同溶液的濃度。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：包含以微控制系統(tǒng)為核心的控制電路及以反應(yīng)池溶液中的光電流為檢測(cè)目標(biāo)的信號(hào)處理電路兩大部分電路。具體的連接方式為：微控制器與紅外驅(qū)動(dòng)電路相連，紅外驅(qū)動(dòng)電路與LED陣列相連，工作過程為微控制器周期性地使能紅外驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)而周期性地點(diǎn)亮LED陣列；LED陣列的光線垂直照射反應(yīng)池；反應(yīng)池上下兩端加有一定的偏壓；反應(yīng)池與I/V轉(zhuǎn)換電路相連，實(shí)現(xiàn)的功能是將反應(yīng)池中的光電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)；I/V轉(zhuǎn)換電路與信號(hào)放大電路相連，以將經(jīng)I/V轉(zhuǎn)換后的信號(hào)放大到一定的大小便于進(jìn)一步處理；信號(hào)放大電路與濾波電路相連，實(shí)現(xiàn)部分雜波的去除；濾波電路與鎖相放大電路相連，實(shí)現(xiàn)有用信號(hào)的提取并將其進(jìn)一步放大；鎖相放大電路與AD采集電路相連，AD采集電路與微控制器相連，完成數(shù)據(jù)的接收；微控制器與串口發(fā)送電路相連，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)向PC機(jī)的傳送。

本發(fā)明的工作的過程為：微控制器周期性地使能紅處驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)而周期性地點(diǎn)亮紅外LED陣列，反應(yīng)池經(jīng)過紅外LED照射后，會(huì)相應(yīng)地產(chǎn)生光生電流；光生電流經(jīng)過I/V轉(zhuǎn)換后，輸出與光電流變化一致的毫伏級(jí)的交流電壓，再經(jīng)過放大電路、濾波電路、鎖相放大電路后，即可得到較為純凈的光生信號(hào)；最后，通過AD采集，完成信號(hào)的最終提取，并通過串口發(fā)送電路發(fā)送至PC機(jī)。

本發(fā)明的特色在于：

1、紅處驅(qū)動(dòng)信號(hào)由微控器直接產(chǎn)生，且驅(qū)動(dòng)信號(hào)強(qiáng)弱、頻率大小可調(diào)，便于實(shí)時(shí)控制和調(diào)節(jié)。

2、自行設(shè)計(jì)了鎖相放大電路，簡(jiǎn)單可靠，且濾波性能異常出色，替代了傳統(tǒng)中直接使用鎖相放大儀的方法。

3、整個(gè)系統(tǒng)集成一體化、操作簡(jiǎn)單、成本低廉，能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)出酸、甜、苦、咸、鮮五種常見的味覺，并能較好地區(qū)分同種味道下不同溶液的濃度。

說明書附圖

圖1?光尋址電位傳感器功能結(jié)構(gòu)框圖

圖2?微控制系統(tǒng)電路圖

圖3?紅外驅(qū)動(dòng)電路

圖4?LED陣列分布圖

圖5?反應(yīng)池示意圖

圖6?I/V轉(zhuǎn)換電路圖

圖7?信號(hào)放大電路圖

圖8?濾波電路圖

圖9?鎖相放大電路圖

圖10?串口發(fā)送電路圖

具體的實(shí)施過程

如圖1所示的本光尋址電位傳感器功能結(jié)構(gòu)框圖，包含以微控制器為核心的控制電路及以反應(yīng)池溶液中的光電流為檢測(cè)目標(biāo)的信號(hào)處理電路兩大部分電路。具體的連接方式為：微控制器與紅外驅(qū)動(dòng)電路相連，紅外驅(qū)動(dòng)電路與LED陣列相連，工作過程為微控制器周期性地使能紅外驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)而周期性地點(diǎn)亮LED陣列；LED陣列的光線垂直照射反應(yīng)池；反應(yīng)池上下兩端加有一定的偏壓；反應(yīng)池與I/V(電流電壓)轉(zhuǎn)換電路相連，實(shí)現(xiàn)的功能是將反應(yīng)池中的光電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)；I/V轉(zhuǎn)換電路與信號(hào)放大電路相連，以將經(jīng)I/V轉(zhuǎn)換后的信號(hào)放大到一定的大小便于進(jìn)一步處理；信號(hào)放大電路與濾波電路相連，實(shí)現(xiàn)部分雜波的去除；濾波電路與鎖相放大電路相連，實(shí)現(xiàn)有用信號(hào)的提取并將其進(jìn)一步放大；鎖相放大電路與AD采集電路相連，AD采集電路與微控制器相連，完成數(shù)據(jù)的接收；微控制器與串口發(fā)送電路相連，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)向PC機(jī)的傳送。