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专利号: 2020107072970
申请人: 浙江农林大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2025-02-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种白芨品质快速无损检测系统,其特征在于,包括数据处理装置和数据采集装置,所述数据采集装置包括样品放置模块(1)和气体检测模块(2),所述样品放置模块(1)包括样品放置台(3)以及与样品放置台(3)匹配的盖体(4),所述样品放置台(3)顶面设有若干个通孔(5),所述样品放置台(3)底面设有第一进气孔(6),所述第一进气孔(6)与通孔(5)连通,所述盖体(4)中部设有第一出气孔(7),所述盖体(4)上还设有透光窗(8)和喷入孔(9),所述气体检测模块(2)包括基座,所述基座内设有多个独立的气腔,所述气腔内设有气体传感器(10),所述气腔顶部设有第二进气孔,所述第二进气孔通过导气管路与第一出气孔连通,所述气腔底部设有第二出气孔,所述气体传感器(10)与数据处理装置电连接。

2.根据权利要求1所述的一种白芨品质快速无损检测系统,其特征在于,所述喷入孔(9)有多个,沿圆周方向围成弧形。

3.根据权利要求1所述的一种白芨品质快速无损检测系统,其特征在于,所述喷入孔(9)与喷雾装置连接,所述喷雾装置用于喷出纳米级TiO2粉末。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种白芨品质快速无损检测系统,其特征在于,所述基座包括相互配合的上壳体(11)、下壳体(12),所述气腔由位于上壳体(11)上的第一腔体(13)和位于下壳体(12)上的第二腔体(14)构成。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种白芨品质快速无损检测系统,其特征在于,所述气腔有十个,十个气腔内的气体传感器(10)分别为TGS-825传感器、TGS-821传感器、TGS-826传感器、TGS-822传感器、TGS-842传感器、TGS-813传感器、TGS-2610传感器、TGS-2201传感器、TGS-4161传感器、TP-401传感器。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种白芨品质快速无损检测系统,所述盖体(4)与样品放置台(3)铰接。

7.一种白芨品质快速无损检测方法,用于权利要求5所述的一种白芨品质快速无损检测系统,其特征在于,包括以下步骤:S1:将被测白芨样品放到样品放置台上,将盖体盖上;

S2:喷雾装置将纳米级TiO2粉末从喷入孔喷入,纳米级TiO2粉末被喷涂至被测白芨样品表面;

S3:打开光源,光源将紫外光从透光窗射入,照射被测白芨样品,被测白芨样品产生的挥发性气体通入每个气腔,气腔内的气体传感器与挥发性气体接触产生响应信号,数据处理装置对气体传感器产生的响应信号进行采样并进行处理,判断被测白芨样品是否霉变,如果霉变则评估霉变程度。

8.根据权利要求7所述的一种白芨品质快速无损检测方法,其特征在于,所述步骤S4中判断被测白芨样品是否霉变的方法包括以下步骤:获取每个气体传感器产生的响应信号,第i个气体传感器在t时刻产生的响应信号为seni(t),将气体传感器平均响应 输入非线性特征提取模型:其中,x(t)为模型因子轨迹函数,ξ(t)为调谐信号,t为时间,k为激励强度,V(x,t)为四势阱势函数,a、b、c、d都为常数,由公式(1)、(2)计算得到:调节k的值,当k=k1时, 达到最大值,所以当k=k1时信噪比SNR存在特征值,如果SNR特征值的绝对值位于没有霉变白芨样品对应的阈值范围内,则被测白芨样品没有霉变,如果SNR特征值的绝对值位于轻微霉变白芨样品对应的阈值范围内,则被测白芨样品轻微霉变,如果SNR特征值的绝对值位于中度霉变白芨样品对应的阈值范围内,则被测白芨样品中度霉变,如果SNR特征值的绝对值位于重度霉变白芨样品对应的阈值范围内,则被测白芨样品重度霉变。

9.根据权利要求7所述的一种白芨品质快速无损检测方法,其特征在于,所述步骤S3中的紫外光的波长为350~388nm。

10.根据权利要求9所述的一种白芨品质快速无损检测方法,其特征在于,确定紫外光波长为350~388nm的方法包括以下步骤:以气腔通入被测白芨样品产生的挥发性气体的时间为X轴、气体传感器产生的响应信号为Y轴建立直角坐标系,气体传感器在检测过程中产生响应曲线,响应信号的平均值为mean,响应信号的最大值为max,响应信号的最小值为min,响应上升速率T为响应信号从最小值上升到最大值所需要的时间,折半上升速率 t1

为响应信号从最小值上升到平均值所需要的时间;

以(0,min)、(t1,min)、(t1,mean)三点构建直角三角形,以(0,min)、(T,min)、(T,max)三点构建直角三角形,点(0,min)、(T,min)构成的直线与点(0,min)、(T,max)构成的直线的夹角为β,点(0,min)、(T,max)构成的直线与点(0,min)、(t1,mean)构成的直线的夹角为α,为了提高检测准确度需使气体传感器产生的响应曲线满足以下条件: α≈β;

根据

得到

则有

由于speh=tan(α+β),spe=tanβ,min≈0,

由于α≈β,则 即

采用不同波长紫外光照射没有霉变的被测白芨样品进行检测,采用不同波长紫外光照射轻微霉变的被测白芨样品进行检测,采用不同波长紫外光照射中度霉变的被测白芨样品进行检测;

得到当波长为350~388nm的紫外光照射没有霉变/轻微霉变/中度霉变的被测白芨样品时,每个气体传感器产生的响应曲线满足所以紫外光波长为350~388nm。