具有自動(dòng)進(jìn)樣和恒溫控制的電子舌檢測(cè)系統(tǒng)的研制和應(yīng)用.pdf

1、近年來(lái)人們對(duì)食品問(wèn)題越來(lái)越重視，社會(huì)各界對(duì)食品檢測(cè)設(shè)備的需求也不斷增加。電子舌作為一種新型的檢測(cè)設(shè)備，具有快速、多用途和全面反映被測(cè)物信息的優(yōu)點(diǎn)，已逐漸被應(yīng)用于食品檢測(cè)領(lǐng)域。目前國(guó)內(nèi)外電子舌研究主要集中在傳感器研發(fā)上，設(shè)備的自動(dòng)化和集成化程度較低，需要人工進(jìn)樣、清洗、控溫和檢測(cè)，存在操作過(guò)程復(fù)雜、工作量大、人員需長(zhǎng)期值守等不足。針對(duì)存在的問(wèn)題，本文研發(fā)了一臺(tái)具備全自動(dòng)樣品調(diào)溫、進(jìn)樣、檢測(cè)和電極清洗功能的伏安型電子舌，并對(duì)電子舌進(jìn)行了性能

2、測(cè)試，驗(yàn)證其主要功能模塊性能，將電子舌應(yīng)用于牛奶、水、啤酒、茶葉的檢測(cè)中，以測(cè)試其實(shí)際檢測(cè)能力。本文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下：
　　(1)研制了一臺(tái)伏安型電子舌檢測(cè)系統(tǒng)，包括電極與信號(hào)采集模塊、自動(dòng)進(jìn)樣模塊、恒溫槽模塊、按鍵顯示模塊、控制模塊和上位機(jī)電腦。上位機(jī)是運(yùn)行基于LabVIEW程序的計(jì)算機(jī)，是設(shè)備的顯示和控制終端。下位機(jī)是以STC12系列單片機(jī)為核心的控制模塊，接受上位機(jī)串口命令，直接控制多個(gè)功能模塊。電極與信號(hào)采集模塊是

3、電子舌實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的核心，采用三電極體系。由貴金屬裸電極陣列、調(diào)理電路和采集卡組成。上位機(jī)通過(guò)USB向電極和信號(hào)采集模塊發(fā)送激發(fā)信號(hào)，并采集反饋信號(hào)。
　　(2)為探索電子舌主要功能模塊的性能特點(diǎn)和運(yùn)行效果，對(duì)自動(dòng)進(jìn)樣模塊、恒溫槽模塊與電極和信號(hào)采集模塊進(jìn)行了性能測(cè)試。測(cè)試結(jié)果顯示進(jìn)樣和清洗流程準(zhǔn)確無(wú)誤，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。25℃為較佳的恒溫控制溫度，恒溫槽內(nèi)各處溫度均勻性好，各位置樣品的溫度控制精度25±1℃。電極信號(hào)隨時(shí)間漂移較小，但樣

4、品溫度對(duì)檢測(cè)信號(hào)幅值和特征值有顯著影響，使用恒溫槽控制樣品溫度能有效提高電子舌的檢測(cè)精度。
　　(3)為驗(yàn)證電子舌的基本檢測(cè)性能，應(yīng)用該電子舌檢測(cè)不同種類的牛奶、啤酒、水，以信號(hào)曲線與X軸的包圍面積作為特征值，對(duì)數(shù)據(jù)采用PCA、LDA分析，結(jié)果顯示電子舌均能良好區(qū)分。此外在實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，增加清洗杯數(shù)能顯著提高電極清洗效果，樣品中的氣泡會(huì)影響檢測(cè)穩(wěn)定性，去除氣泡能有效提高檢測(cè)區(qū)分效果。
　　(4)針對(duì)市面上西湖龍井茶摻假泛濫，