基于仿生嗅覺的蘋果品質(zhì)劣變無損檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、我國是蘋果生產(chǎn)大國，隨著人們的生活水平的提高，人們對(duì)蘋果的需求量越來越大，同時(shí)對(duì)蘋果品質(zhì)的要求也越來越高。但由于我國蘋果分級(jí)、檢測(cè)能力較弱，導(dǎo)致蘋果在貯藏、運(yùn)輸和銷售過程中，蘋果品質(zhì)的變化不易控制，不僅對(duì)人們的身體健康造成危害還使我國的蘋果貿(mào)易量和加工利用率偏低，因此人們迫切需求一種快速、客觀、無損的檢測(cè)方法。目前蘋果品質(zhì)的檢測(cè)方法主要有感官評(píng)定和理化分析兩大類，感官評(píng)價(jià)主觀性強(qiáng)、重復(fù)性差、不易量化，理化分析則儀器復(fù)雜、檢測(cè)費(fèi)用高、周期

2、長(zhǎng)、不易實(shí)時(shí)檢測(cè)等缺點(diǎn)，基于仿生嗅覺的電子鼻系統(tǒng)具有檢測(cè)速度快、實(shí)時(shí)、無損、客觀的特點(diǎn)可以滿足人們的檢測(cè)需求。
　　蘋果在放置過程中，其品質(zhì)從新鮮到腐爛的不同階段會(huì)釋放出不同的特征氣體，根據(jù)仿生嗅覺的原理設(shè)計(jì)并開發(fā)一套電子鼻系統(tǒng)，應(yīng)用該系統(tǒng)對(duì)這些特征氣體進(jìn)行檢測(cè)，從而達(dá)到對(duì)蘋果品質(zhì)劣變無損檢測(cè)的目的。
　　本文在檢測(cè)需求和功能的基礎(chǔ)上，從硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)軟件開發(fā)兩方面著手來搭建電子鼻系統(tǒng)，然后用該系統(tǒng)對(duì)蘋果品質(zhì)的劣變進(jìn)行了

3、檢測(cè)。
　　第一部分：硬件平臺(tái)的搭建。硬件部分包括采樣控制電路、氣體傳感器陣列和采樣氣室三部分。電壓控制用LM2596電源模塊，該模塊具有調(diào)壓和穩(wěn)壓的功能，并帶有LED顯示，可用于實(shí)時(shí)監(jiān)視輸入電壓和輸出電壓。模數(shù)轉(zhuǎn)換器用NI USB-6008數(shù)據(jù)采集卡，該采集卡配合軟件設(shè)置可實(shí)現(xiàn)單端和差分兩種輸入方式，最大采樣率為10kS/s。傳感器陣列采用4個(gè)TGS-8系列金屬氧化物氣體傳感器和1個(gè)高靈敏度7NE乙醇電化學(xué)氣體傳感器，F(xiàn)C-22

4、供電模塊配合傳感器底座可實(shí)現(xiàn)傳感器陣列的小型化和傳感器的可更換性。氣流控制采用小功率電風(fēng)扇，通過風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速控制氣流的流速。
　　第二部分：軟件系統(tǒng)的開發(fā)。系統(tǒng)軟件是在Visual Studio2010平臺(tái)上設(shè)計(jì)并開發(fā)，主要實(shí)現(xiàn)的功能包括響應(yīng)信號(hào)采集、數(shù)據(jù)保存、波形顯示、數(shù)據(jù)平滑、特征提取和PCA數(shù)據(jù)分析。軟硬件的通信采用USB2.0串口通信，算法采用C＃和MATLAB混合編程來實(shí)現(xiàn)。
　　第三部分：自制電子鼻性能分析。用自制