[發明專利]牛肉醬調味液的品質檢測裝置及檢測方法

有效

• 申請號: 201310332924.7
• 申請日: 2013-08-01
• 公開（公告）號: CN103424522A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 顧佳璐;潘杰;蔡艷芳;杜桂蘇;惠國華
• 申請（專利權）人: 浙江工商大學
• 主分類號: G01N33/02
• 分類號: G01N33/02
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

1.一種牛肉醬調味液的品質檢測裝置，其特征是，包括集氣裝置和測氣裝置；所述集氣裝置包括氣體采集腔(1)、樣品腔(2)、設于氣體采集腔和樣品腔上部之間的上連通管(3)和設于氣體采集腔和樣品腔下部之間的下連通管(4)；氣體采集腔上設有進氣管(5)，進氣管上設有第一電磁閥(6)，上連通管上設有第一氣泵(8)，上連通管的遠離氣體采集腔部位上設有出氣口，出氣口上設有第二電磁閥(7)，樣品腔位于氣體采集腔的斜下方；樣品腔內設有攪動裝置；

所述測氣裝置包括采樣探頭(9)、數字信號處理器(10)、清洗探頭(11)和傳感器陣列(12)；采樣探頭和清洗探頭上均設有第二氣泵(13)，數字信號處理器內設有激勵噪聲電路和模/數轉換器；傳感器陣列與數字信號處理器電連接；

傳感器陣列包括若干個氣體傳感器，各個傳感器分別位于獨立的氣室內；第一電磁閥、第二電磁閥、傳感器陣列、數字信號處理器、第一氣泵和第二氣泵上均設有用于與計算機(21)電連接的數據接口。

2.根據權利要求1所述的牛肉醬調味液的品質檢測裝置，其特征是，所述攪動裝置為設于樣品腔內的T形攪拌管(15)，所述樣品腔內設有豎筒(14)，豎筒上邊緣設有向外水平延伸的翻邊(16)，T形攪拌管的下邊緣設有與翻邊相適配的向內水平延伸的環形邊(17)，環形邊上表面與翻邊下表面間隙配合；

豎筒上部設有擋圈(18)，擋圈上表面與環形邊下表面相接觸；豎筒下部與下連通管相連接；

T形攪拌管一端的外周面后部設有若干個出氣孔(19)，T形攪拌管的另一端的外周面前部設有若干個出氣孔。

3.根據權利要求1所述的牛肉醬調味液的品質檢測裝置，其特征是，所述T形攪拌管的橫截面呈橢圓形，T形攪拌管的外周面下部設有若干個出氣孔。

4.根據權利要求1或2或3所述的牛肉醬調味液的品質檢測裝置，其特征是，所述傳感器陣列包括8個氣體傳感器，分別為用于檢測硫化物的第一傳感器，用于檢測氫氣的第二傳感器，用于檢測酒精、甲苯、二甲苯的第四傳感器，用于檢測碳氫組分氣體的第五傳感器，用于檢測甲烷和丙烷的第六傳感器，用于檢測丁烷的第七傳感器，用于檢測氮氧化物的第八傳感器，用于檢測氨氣的第三傳感器。

5.一種根據權利要求1所述的牛肉醬品質檢測裝置的檢測方法，其特征是，包括如下步驟：

(5-1)計算機中設有非線性自標定動態分類模型，非線性自標定動態分類模型包括非線性狀態空間模型、殘差變量和分類標準模型；

非線性狀態空間模型為其中σ為信噪比譜特征噪聲寬度，ε為中間傳遞參量，τ為初始相位，為輸出變量，κ、η和Γ均為實參數；

殘差變量為其中為空間模型的實際輸出，為空間模型的理論輸出，為預設值；

分類標準模型為：其中，L為平均數據長度，N為最大檢測數據長度，Δ為動態分類參數；設定誤差門限值p；

數字信號處理器中設有隨機共振模型其中，V(x)為非線性對稱勢函數，Adjust(t)為歸一化信號，ξ(t)為高斯白噪聲，A為常數，f₀是調制信號頻率，D是噪聲強度，為相位，x為質點運動位移，t為時間；

(5-2)計算機將第一和第二電磁閥打開，經過活性炭過濾的空氣通過進氣管通入氣體采集腔中20至30分鐘；

(5-3)將品質合格的牛肉醬調味液分成m個質量相同的牛肉醬樣本，設定樣本序號為i，i＝1；依次對m個樣本進行如下檢測：

(5-3-1)將樣本i放入樣品腔內，計算機控制第一、第二電磁閥關閉，并開動第一氣泵；第一氣泵帶動牛肉醬產生的揮發性氣體在上、下連通管、氣體采集腔和樣品腔內循環25至35分鐘；

(5-3-2)計算機控制清洗探頭上的第二氣泵工作，清洗探頭將潔凈空氣吸入各個氣室中，對各個傳感器進行清洗；

(5-3-3)計算機將第一電磁閥打開，采樣探頭通過進氣管插入氣體采集腔中，計算機控制采樣探頭上的第二氣泵工作，采樣探頭將牛肉醬調味液產生的揮發性氣體吸入各個氣室內，揮發性氣體與設于氣室內的傳感器接觸，各個傳感器分別產生模擬響應信號；模/數轉換器將模擬響應信號轉換為數字響應信號eNOSE(t)；

(5-3-4)由eNOSE(t)構成數據矩陣，數據矩陣的列數與傳感器陣列中傳感器的數量相等，數據矩陣中的數據列分別為各個傳感器檢測的數字響應信號；數字信號處理器對于每個數據列均進行如下處理：

選取數據列中的最小值minvalue和最大值maxvalue，利用公式y(t)＝(x(t)-MinValue)/(MaxValue-MinValue)對所述數據列進行歸一化處理；其中，x(t)為所述數據列的原始數據，y(t)為歸一化處理后得到的數據列的數據；

每個數據列進行歸一化處理后形成歸一化后的數據矩陣，計算歸一化后的數據矩陣的y(t)的平均值，將y(t)的平均值定義為歸一化信號Adjust(t)，數字信號處理器將激勵噪聲電路產生的激勵噪聲信號和Adjust(t)輸入隨機共振系統模型中；使隨機共振系統模型產生隨機共振；

計算機利用公式計算激勵噪聲信噪比SNR，其中ω是信號頻率，Ω為角頻率，S(ω)是信號頻譜密度，S_N(Ω)是信號頻率范圍內的噪聲強度；

(5-3-5)計算機畫出隨機共振系統模型的激勵噪聲信號的信噪比譜圖，在信噪比譜圖中選取信噪比譜特征值噪聲寬度，并將信噪比譜特征值噪聲寬度存儲到計算機中；

(5-3-6)當i＜m，使i值增加1，重復步驟(5-3-1)至步驟(5-3-5)，得到m個信噪比譜特征值噪聲寬度；計算機計算信噪比譜特征值噪聲寬度的平均值，并將信噪比譜特征值噪聲寬度的平均值定義為閾值Thr；

(5-4)重復步驟(5-2)至(5-3)對待檢測的牛肉醬調味液樣品A進行檢測，得到牛肉醬調味液樣品A的信噪比譜特征值噪聲寬度σ；

(5-5)利用非線性自標定動態分類模型計算牛肉醬調味液樣品A的動態分類參數Δ；

(5-6)當則計算機做出牛肉醬調味液樣品A品質合格的判斷；

當則計算機做出牛肉醬調味液樣品A品質不合格的判斷。