[發(fā)明專利]一種用于檢測茶葉品質(zhì)的電子鼻及其控制方法和管理系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110727316.0
• 申請日: 2021-06-29
• 公開（公告）號: CN113447624B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢君輝;張愛玲;田逢春;杜胤征;劉然;盧夢晨;倪曌桁
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號: G01N33/02
• 分類號: G01N33/02
• 代理公司: 重慶敏創(chuàng)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50253
• 代理人: 陳千

1.一種用于檢測茶葉品質(zhì)的電子鼻，其特征在于，包括機(jī)箱(1)以及設(shè)置在所述機(jī)箱(1)內(nèi)的氣體通路；所述氣體通路包括氣體進(jìn)樣口(2)、過濾器(3)、第一三通電磁閥(T1)、第二三通電磁閥(T2)、第三三通電磁閥(T3)，以及順序連通的金屬氧化物氣室(4)、電化學(xué)氣室(5)、質(zhì)量流量控制器(MFC)、氣泵(6)和出氣口(7)；所述氣體進(jìn)樣口(2)包括背景空氣入口(G1)、載氣入口(G2)、加工前進(jìn)樣口(G3)、加工后進(jìn)樣口(G4)；所述氣體進(jìn)樣口(2)和所述出氣口(7)嵌設(shè)在所述機(jī)箱(1)的側(cè)壁上；所述金屬氧化物氣室(4)中設(shè)有用于檢測茶葉第一揮發(fā)性氣味組合的第一傳感器陣列，所述電化學(xué)氣室(5)設(shè)有用于檢測茶葉第二揮發(fā)性氣味組合的第二傳感器陣列；所述第一傳感器陣列包括多種金屬氧化物類的茶葉氣味傳感器，具體包括TGS822、TGS2600、TGS2602、TGS8669、WSP2110、MQ-3B、MQ138、MP801、MP901、MS1100、2M012；所述第二傳感器陣列包括多種非金屬氧化物類的茶葉氣味傳感器，具體包括GM-502B、ME2-CH2O、ME3-C2H6S、4ETO-10、AO-M-C2H8O2；

所述加工前進(jìn)樣口(G3)和所述加工后進(jìn)樣口(G4)分別連接所述第三三通電磁閥(T3)的第一進(jìn)氣端和第二進(jìn)氣端，所述背景空氣入口(G1)通過所述過濾器(3)和所述載氣入口(G2)分別連接所述第二三通電磁閥(T2)的第一進(jìn)氣端和第二進(jìn)氣端，所述第二三通電磁閥(T2)的出氣端和所述第三三通電磁閥(T3)的出氣端分別連接所述第一三通電磁閥(T1)的第一進(jìn)氣端和第二進(jìn)氣端，所述第一三通電磁閥(T1)的出氣端連接所述金屬氧化物氣室(4)的進(jìn)氣端；

電子鼻還包括設(shè)置在所述機(jī)箱(1)內(nèi)的控制通路；所述控制通路包括IO控制板(8)、溫濕度氣壓傳感器讀出電路(9)和信號調(diào)理板(10)，所述控制通路還包括嵌設(shè)在所述機(jī)箱(1)側(cè)壁上的上位機(jī)(11)，所述控制通路還包括固定于所述金屬氧化物氣室(4)底部的加熱片(13)，所述加熱片(13)連接所述IO控制板(8)；所述金屬氧化物氣室(4)及所述電化學(xué)氣室(5)中還設(shè)有溫濕度氣壓傳感器；

所述IO控制板(8)連接所述第一三通電磁閥(T1)、所述第二三通電磁閥(T2)、所述第三三通電磁閥(T3)、質(zhì)量流量控制器(MFC)和所述氣泵(6)并控制其工作；

所述溫濕度氣壓傳感器讀出電路(9)連接所述溫濕度氣壓傳感器，用于讀取相應(yīng)的溫度傳感數(shù)據(jù)、濕度傳感數(shù)據(jù)和氣壓傳感數(shù)據(jù)；

所述信號調(diào)理板(10)連接所述第一傳感器陣列和所述第二傳感器陣列，用于讀取相應(yīng)的茶葉氣味傳感數(shù)據(jù)；

電子鼻的控制過程具體包括步驟：

S1.基線數(shù)據(jù)采集：按需求通過所述上位機(jī)(11)設(shè)定質(zhì)量流量控制器(MFC)的流量值，并控制所述第一三通電磁閥(T1)、第二三通電磁閥(T2)、第三三通電磁閥(T3)及所述氣泵(6)，使得僅有背景空氣從所述背景空氣入口(G1)進(jìn)入，依次流經(jīng)所述第二三通電磁閥(T2)、所述第一三通電磁閥(T1)、所述金屬氧化物氣室(4)、電化學(xué)氣室(5)、所述質(zhì)量流量控制器(MFC)和所述氣泵(6)，從所述出氣口(7)排出，對所述金屬氧化物氣室(4)、電化學(xué)氣室(5)進(jìn)行基線數(shù)據(jù)采集；

S2.加工前樣本數(shù)據(jù)采集：通過所述上位機(jī)(11)按需求設(shè)定質(zhì)量流量控制器(MFC)的流量值，并控制所述第一三通電磁閥(T1)、第二三通電磁閥(T2)、第三三通電磁閥(T3)及所述氣泵(6)，使得僅有加工前氣體樣本從所述加工前進(jìn)樣口(G3)進(jìn)入，依次流經(jīng)所述第三三通電磁閥(T3)、所述第一三通電磁閥(T1)、所述金屬氧化物氣室(4)、電化學(xué)氣室(5)、所述質(zhì)量流量控制器(MFC)和所述氣泵(6)，從所述出氣口(7)排出，對所述金屬氧化物氣室(4)、電化學(xué)氣室(5)進(jìn)行加工前樣本數(shù)據(jù)采集；

S3.第一次清洗：按需求通過所述上位機(jī)(11)設(shè)定質(zhì)量流量控制器(MFC)的流量值，并控制所述第一三通電磁閥(T1)、第二三通電磁閥(T2)、第三三通電磁閥(T3)及所述氣泵(6)，使得僅有背景空氣從所述背景空氣入口(G1)進(jìn)入，依次流經(jīng)所述第二三通電磁閥(T2)、所述第一三通電磁閥(T1)、所述金屬氧化物氣室(4)、電化學(xué)氣室(5)、所述質(zhì)量流量控制器(MFC)和所述氣泵(6)，從所述出氣口(7)排出；

S4.加工后樣本數(shù)據(jù)采集：按需求設(shè)定質(zhì)量流量控制器(MFC)的流量值，并控制所述第一三通電磁閥(T1)、第二三通電磁閥(T2)、第三三通電磁閥(T3)及所述氣泵(6)，使得僅有加工后氣體樣本從所述加工后進(jìn)樣口(G4)進(jìn)入，依次流經(jīng)所述第三三通電磁閥(T3)、所述第一三通電磁閥(T1)、所述金屬氧化物氣室(4)、電化學(xué)氣室(5)、所述質(zhì)量流量控制器(MFC)和所述氣泵(6)，從所述出氣口(7)排出，對所述金屬氧化物氣室(4)、電化學(xué)氣室(5)進(jìn)行加工后樣本數(shù)據(jù)采集；

S5.第二次清洗：按需求通過所述上位機(jī)(11)設(shè)定質(zhì)量流量控制器(MFC)的流量值，并控制所述第一三通電磁閥(T1)、第二三通電磁閥(T2)、第三三通電磁閥(T3)及所述氣泵(6)，使得僅有背景空氣從所述背景空氣入口(G1)進(jìn)入，依次流經(jīng)所述第二三通電磁閥(T2)、所述第一三通電磁閥(T1)、所述金屬氧化物氣室(4)、電化學(xué)氣室(5)、所述質(zhì)量流量控制器(MFC)和所述氣泵(6)，從所述出氣口(7)排出；

在所述步驟S1、S2、S4中，還包括：通過所述加熱片(13)對所述金屬氧化物氣室(4)加熱，使其溫度達(dá)到70℃。