[發明專利]基于LED誘導熒光光譜的咖啡濃度檢測系統及方法

有效

• 申請號: 201310590296.2
• 申請日: 2013-11-20
• 公開（公告）號: CN103792217A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 何賽靈;劉旋
• 申請（專利權）人: 何賽靈
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

1.基于LED誘導熒光光譜的咖啡濃度檢測系統，由檢測探頭，數據采集與控制系統和顯示模塊三部分組成，其特征在于：

所述的檢測探頭集成了LED光源，濾光片和光纖；峰值波長為400nm的LED光源用于激發樣品熒光，濾光片用于濾除激發光，光纖用于收集熒光信號；

所述的數據采集與控制系統由微處理器，驅動電路，光譜儀組成；微處理器通過驅動電路進行LED光源的通斷和發光強度控制；由檢測探頭探測到的樣品熒光信號通過光纖傳輸到光譜儀，收集到光譜信息再經過微處理器預處理和分析；

所述的顯示模塊由與微處理器相連的顯示屏構成；用于顯示采集到的光譜信號和分析得到的濃度測試結果。

2.利用權利要求1所述的系統進行咖啡濃度檢測的方法，其特征在于該方法具體是：

步驟1.光譜采集：采用波長為400nm的LED光源激發不同濃度速溶咖啡樣本的熒光光譜，使用光譜儀采集樣本300nm-1100nm的熒光光譜，以文件的形式存放，共S個樣本，每個樣本采集P次光譜；

步驟2.對LED光源照射下的預測集速溶咖啡樣本的熒光光譜數據進行主成分分析，將主成分按方差貢獻率由大到小排列，根據對累計貢獻率的要求，取前T個主成分；

步驟3.建立模型：采用留一法對預測集光譜數據建立線性回歸模型:

Y_{k＝1,2...N,k≠i;1...M}＝Φ_{k＝1,2...N,k≠i;0...tr}θ_0...tr;1...M????（1）

Φk,j=1j=0;Uk,jj=1,2...tr;k=1,2...N,k≠i---(2)]]>

其中Y_{k＝1,2...N,k≠i;1...M}表示預測集中咖啡濃度矩陣，U_k,j表示第j個主成分對第k個樣本的貢獻，Φ_k,j表示多個光譜的主成分矩陣，θ_0...tr;1...M表示通過線性回歸方程（1）得到的線性系數矩陣；N總的光譜樣本數；k表示樣本的具體組數；i表示被剔除的樣本；j表示具體主成分數；M表示光譜中變量的數目，T表示前T個主成分；

步驟4.咖啡濃度檢測：探測新的咖啡樣本，采集其光譜數據后得到對應的主成分系數Φ_p;0...tr，跟據預測集建模所得到線性系數矩陣θ_0...tr;1...M，被測新咖啡樣品的濃度可以表示為：

Y′1...M=Φp;0...trθ0...tr;1...M---(3)]]>

其中P表示新的被測咖啡樣本，表示被測咖啡濃度。