智舌正弦波包絡(luò)激發(fā)信號(hào)的技術(shù)與應(yīng)用研究.pdf

1、智舌是本實(shí)驗(yàn)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(hào)激發(fā)與采集系統(tǒng)以及智能算法三個(gè)部分組成。本研究以智舌為實(shí)驗(yàn)平臺(tái),在原有硬件基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出一種新的激發(fā)信號(hào),即正弦波包絡(luò)信號(hào)。同時(shí),對(duì)正弦波包絡(luò)激發(fā)信號(hào)進(jìn)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(hào)對(duì)比驗(yàn)證其檢測(cè)能力和穩(wěn)定性。正弦波包絡(luò)激發(fā)信號(hào)檢測(cè)技術(shù)在白酒香型的區(qū)分、黃酒產(chǎn)地辨識(shí)、椰汁品質(zhì)辨別和巴氏殺菌牛乳貨架期等領(lǐng)域得到良好的應(yīng)用。主要研究工作及結(jié)果如下:

2、　　 (1)研究設(shè)計(jì)了包含1Hz、10Hz、100Hz三個(gè)檢測(cè)頻率段的正弦波包絡(luò)信號(hào),并根據(jù)對(duì)味覺物質(zhì)的檢測(cè)效果對(duì)包絡(luò)形式進(jìn)行了優(yōu)選。在實(shí)驗(yàn)室智舌平臺(tái)的基礎(chǔ)上,成功構(gòu)建了一種結(jié)合非修飾惰性金屬傳感器陣列及多元統(tǒng)計(jì)分析方法的正弦波包絡(luò)信號(hào)檢測(cè)技術(shù)。
　　 (2)針對(duì)正弦波包絡(luò)的響應(yīng)信號(hào)特點(diǎn),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(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理過程。比較研究了傅里葉變換實(shí)時(shí)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(luò)響應(yīng)信號(hào)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(luò)信號(hào)檢測(cè)的智舌系統(tǒng)對(duì)不同物質(zhì)的辨識(shí)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(píng)價(jià)指標(biāo),對(duì)正弦波包絡(luò)信號(hào)技術(shù)的檢測(cè)能力和穩(wěn)定性進(jìn)行探討。通過與多頻脈沖信號(hào)進(jìn)行比較,結(jié)果證實(shí)了正弦波包絡(luò)信號(hào)檢測(cè)能力更為突出,檢測(cè)穩(wěn)定

4、性更好。
　　 (4)正弦波包絡(luò)信號(hào)能夠?qū)Σ煌阈偷陌拙七M(jìn)行良好的區(qū)分,同時(shí)也能根據(jù)某些感官屬性進(jìn)行分辨歸類;能夠?qū)Σ煌a(chǎn)地、品牌的花雕酒、加飯酒進(jìn)行很好的辨識(shí),對(duì)原產(chǎn)地保護(hù)起到積極作用;可以很好的應(yīng)用于椰汁的區(qū)分,并對(duì)不同感官屬性進(jìn)行辨識(shí),可對(duì)品牌保護(hù)、真假識(shí)別等方面起到突出的作用;能對(duì)巴氏殺菌牛乳進(jìn)行貨架期跟蹤檢測(cè),可對(duì)牛乳異常情況作出判斷,起到示警作用。通過各種應(yīng)用案例的比較研究,正弦波包絡(luò)信號(hào)檢測(cè)能力強(qiáng)于智舌原有的多頻脈