智舌正弦波包絡激發(fā)信號的技術與應用研究.pdf

1、智舌是本實驗室自主研發(fā)的一種伏安型電子舌系統(tǒng),主要由傳感器陣列、信號激發(fā)與采集系統(tǒng)以及智能算法三個部分組成。本研究以智舌為實驗平臺,在原有硬件基礎上設計出一種新的激發(fā)信號,即正弦波包絡信號。同時,對正弦波包絡激發(fā)信號進行數(shù)據(jù)處理及分析方法研究,并通過與原有多頻脈沖信號對比驗證其檢測能力和穩(wěn)定性。正弦波包絡激發(fā)信號檢測技術在白酒香型的區(qū)分、黃酒產地辨識、椰汁品質辨別和巴氏殺菌牛乳貨架期等領域得到良好的應用。主要研究工作及結果如下:

2、　　 (1)研究設計了包含1Hz、10Hz、100Hz三個檢測頻率段的正弦波包絡信號,并根據(jù)對味覺物質的檢測效果對包絡形式進行了優(yōu)選。在實驗室智舌平臺的基礎上,成功構建了一種結合非修飾惰性金屬傳感器陣列及多元統(tǒng)計分析方法的正弦波包絡信號檢測技術。
　　 (2)針對正弦波包絡的響應信號特點,選擇主成分分析和傅里葉變換作為數(shù)據(jù)處理方法,并通過MATLAB軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理過程。比較研究了傅里葉變換實時在線過程和離線處理過程,并選擇離

3、線傅里葉變換為本研究的操作方法。分析了正弦波包絡響應信號傅里葉變化后的頻率一幅值譜圖,建立了一套有效的分析方法,即傅里葉指紋圖譜。分析指出,基于正弦波包絡信號檢測的智舌系統(tǒng)對不同物質的辨識能力體現(xiàn)在頻率一幅值圖中特征頻率的幅值大小差異。
　　 (3)研究利用主成分得分圖的區(qū)分效果和主成分DI值為評價指標,對正弦波包絡信號技術的檢測能力和穩(wěn)定性進行探討。通過與多頻脈沖信號進行比較,結果證實了正弦波包絡信號檢測能力更為突出,檢測穩(wěn)定

4、性更好。
　　 (4)正弦波包絡信號能夠對不同香型的白酒進行良好的區(qū)分,同時也能根據(jù)某些感官屬性進行分辨歸類;能夠對不同產地、品牌的花雕酒、加飯酒進行很好的辨識,對原產地保護起到積極作用;可以很好的應用于椰汁的區(qū)分,并對不同感官屬性進行辨識,可對品牌保護、真假識別等方面起到突出的作用;能對巴氏殺菌牛乳進行貨架期跟蹤檢測,可對牛乳異常情況作出判斷,起到示警作用。通過各種應用案例的比較研究,正弦波包絡信號檢測能力強于智舌原有的多頻脈