电子鼻优化设计及其在坚果品质检测中的应用

来源 :浙江大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kingxing
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,坚果品质检测愈发受到社会各界的关注。然而,因其坚硬外壳的阻挡,使得坚果内部品质信息很难被直接准确地获取。作为一种嗅觉仿生仪器,电子鼻基于样品挥发性气体的"指纹图谱"信息进行内部品质的快速判定,令其在坚果品质检测领域具有较好的应用前景。目前,电子鼻的研发主要朝着自动化、智能化方向发展。而现有电子鼻主要分为便携式与台式两种,其中便携式电子鼻主要存在人机交互性差、数据处理效率低等问题;台式电子鼻则缺少自动进样机构,自动化程度低下等缺点。针对上述问题及不同应用环境,本文分别研发了基于DSP的嵌入式便携电子鼻和基于DELTA并联机械臂的全自动电子鼻系统,并以山核桃为研究对象,进行系统实际检测能力的验证。本文主要研究内容和结论如下:(1)研制了基于DSP的嵌入式便携电子鼻系统,包括气体采集响应模块、信号采集及调理模块、DSP控制处理模块和信息显示交互模块。系统采用FLUENT流体分析进行气室的优化设计,并基于PS-LCD进行人机交互界面开发,以实现检测过程可视化。同时,通过将数据预处理、特征值提取、模式识别算法移植进DSP使电子鼻具有独立运算能力。(2)研制基于DELTA并联机械臂的全自动电子鼻系统,包括插拔式传感器响应模块、自动进样模块、信号采集及进样控制模块和上位机交互界面。系统通过传感器安装底座的设计实现不同类型传感器的快速插拔,并经FLUENT流体分析确定传感器分布及进气口高度最佳方案。自动进样模块则采用DELTA 3自由度并联机械臂结构进行设计。同时,根据系统功能模块,基于Matlab GUI开发环境为系统提供一个高集成度的人机交互界面。(3)针对不同检测对象,基于非搜索性特征选择策略,采用均值分析、变异系数分析、聚类分析、相关性分析及方差膨胀因子分析对由平均微分值、稳定值、面积值构成的初始特征矩阵进行逐步优化,并根据最终获得的优化矩阵选择相应的传感器阵列进行应用。(4)进行了未加工山核桃陈化时间、加工山核桃货架期及掺杂比例检测。结果表明,不同陈化时间的未加工山核桃基于PCA算法能获得很好的区分效果;LDA较PCA能更好的对加工山核桃货架期及不同掺杂比例进行检测。同时,上述实验分别基于经PCA降维处理的数据进行了 PLSR和BPNN预测模型的构建。其中,加工山核桃货架期评定实验中,PLSR模型预测精度较低,建议采用精度更高的BPNN模型。而其他两组实验所构建的PLSR和BPNN模型对样品均具有较好的预测性能。
其他文献
We consider a fourth order nonlinear PDE involving the critical Sobolev exponent on abounded domain of R,n ≥ 5 with Navier condition on the boundary.We study t
In this paper,we study the complete f-moment convergence for widely orthant dependent (WOD,for short) random variables.A general result on complete f-moment con
近年来,纳米材料一直是科研人员的关注热点,这不仅是因为处于纳米尺度的材料具有许多新的性能,也是由于这些材料的性能与它们的微观形貌密切相关,人们可以通过调控微观形貌来实现
随着社会经济的不断发展,各类企业也在这样的宏观趋势下得到了进一步发展与提升.但就某种意义而言,这种提升并不意味着企业的内部管理不存在任何问题,就笔者所工作的实际情况
期刊
期刊
英语是世界上通用的一种重要语言交际工具。作为跨文化语言教学的英语课只有把英语当做交际工具来教学,才能取得良好的教学效果。为了有助于培养和提高中学生的开口能力,更好地
期刊
近年来,随着高光谱和多角度遥感技术的应用,作物冠层光学特性的研究逐渐成为定量植被遥感的研究热点。太阳辐射的方向性变化决定了大田作物吸收和反射太阳光谱信息的方向性,通过对这种吸收和反射光谱方向性的研究建立的模型在模拟和反演大田作物冠层结构几何参数及生化含量等方面有着极高的应用价值。作物叶片色素的相对浓度高低对植物叶片的生理学和光谱学特征有着重大影响,叶片色素含量不仅影响植物生长周期内光合作用、光利用
产量高、能耗低、绿色环保的粉体制备方法是热色材料VO2走向实用化的关键技术之一。本研究对软化学法制备纳米VO2相关粉体进行了初步研究。   本研究选择了NH4VO3作为钒源