[發明專利]秸稈發酵過程特征波數軟儀表裝置及其構造方法

無效

• 申請號: 201210556555.5
• 申請日: 2012-12-20
• 公開（公告）號: CN103267740A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 梅從立;廖志凌;江輝;束棟鑫;黃文濤
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01N21/35
• 分類號: G01N21/35
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

1.秸稈發酵過程特征波數軟儀表構造方法，其特征在于：通過計算機對樣本和實驗過程同時采集近紅外光譜裝置和在線儀表數據，通過分析樣本數據標準差特征，找出對被測樣品敏感波長為特征波數，建立發酵過程特征波數吸光度與過程不可在線檢測數據特征間的非線性統計學模型，實現其軟儀表的構造；具體步驟為：

（1）理化分析，對秸稈固態發酵過程樣本進行定周期采樣，利用離線理化分析方法獲取發酵過程關鍵參數指標的參考測量值，并建立數據庫；

（2）利用漫反射式近紅外光譜系統裝置來對這些樣本進行近紅外光譜數據的采集，計算機對獲得的原始數據進行預處理，并利用方差波數選擇方法選擇特征波數；

（3）將提取的特征波數對應吸光度值與前面建立的數據庫中測定的關鍵參數值通過非線性統計學模型建立方法進行關聯，建立固態發酵過程關鍵參數軟儀表模型；

（4）對于待測發酵過程產物樣本，通過采集光譜數據和特征波數信息提取，利用該軟儀表模型來完成待測樣本關鍵參數的實時檢測。

2.根據權利要求1所述的秸稈發酵過程特征波數軟儀表構造方法，其特征在于：所述步驟（2）中的近紅外光譜數據的采集，是將秸稈固態發酵過程產物樣本稱取40g左右放入樣品杯中，并將其放在載物臺上；近紅外光譜儀通過Y型光纖與載物臺相連接，采集的光譜信號由Y型光纖傳入近紅外光譜儀，再由連接在計算機和光譜儀之間的數據線傳至計算機中。

3.根據權利要求2所述的秸稈發酵過程特征波數軟儀表構造方法，其特征在于：所述樣品杯為光譜儀標準配件。

4.根據權利要求1至3中任意一項所述的秸稈發酵過程特征波數軟儀表構造方法，其特征在于：所述的軟儀表模型，為近紅外光譜特征信號與定時取樣的秸稈固態發酵過程產物關鍵參數指標的統計學模型；模型建立的過程為：

（1）收集不同發酵批次不同發酵時間的過程產物樣本，參考相關國家標準，通過離線理化分析方法測得秸稈固態過程產物關鍵參值；

（2）采集所有收集樣本的近紅外光譜并對其進行預處理；

（3）根據方差波數選取方法提取特征波數，并建立這些特征波數對應吸光度與秸稈固態過程產物關鍵參數指標的參考值間的統計學模型，運用非線性回歸方法建立秸稈固態過程產物關鍵參數指標的軟測量模型。

5.根據權利要求4所述的秸稈發酵過程特征波數軟儀表構造方法，其特征在于：步驟（3）中的特征波數為樣本方差局部極大值對應波數。

6.應用權利要求1至5中任意一項所述秸稈發酵過程特征波數軟儀表構造方法的秸稈發酵過程特征波數軟儀表裝置，其特征在于：包括鹵素燈光源、Y型光纖探頭和光譜儀，其中：

????鹵素燈光源，其光是由Y型光纖引出，并將其照射到定時采樣的秸稈固態發酵過程產物待測樣本的表面上；

????Y型光纖探頭，用于采集定時采用的固態發酵過程產物樣本內漫反射出來的光，并傳至光譜儀；

????光譜儀，用于對接收的光譜信號進行分析，并將其轉變為電信號，然后通過A/D轉換為數字信號后再由連接在光譜儀和計算機之間的數據線傳入計算機。