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1、(10)申请公布号 CN 103558351 A (43)申请公布日 2014.02.05 CN 103558351 A (21)申请号 201310333083.1 (22)申请日 2013.08.01 G01N 33/14(2006.01) (71)申请人 浙江工商大学 地址 310018 浙江省杭州市下沙高教园区学 正街 18 号 (72)发明人 惠国华 邵拓 李晨迪 王南露 周瑶 詹玉丽 周于人 杜桂苏 马美娟 顾佳璐 李曼 蔡艳芳 许晓岚 黄洁 王敏敏 (74)专利代理机构 杭州杭诚专利事务所有限公 司 33109 代理人 尉伟敏 (54) 发明名称 一种基于智能电子鼻系统的绿茶饮料。
2、品质分 析装置及方法 (57) 摘要 本发明涉及一种基于智能电子鼻系统的绿茶 品质分析装置及方法。解决现有靠人体自身器官 对饮料样品挥发气体进行检测， 存在主观差异性， 以及对人体有害的技术问题。 装置包括集气单元、 采气单元、 处理单元和控制单元， 集气单元包括气 室、 样品室、 第一连通管和第二连通管， 共同构成 回型的循环通路， 采气单元连接到气室， 处理单元 与采气单元连接， 进气机构、 出气电磁阀、 采集单 元分别与控制单元连接。本发明优点是 ： 构建了 电子鼻系统， 使得检测结果更加全面客观， 也避免 了样品气体对人体健康造成危害 ； 采集气体时气 体进行循环流动， 使得气体混合更。
3、均匀， 使得检测 的数据更加精确。 (51)Int.Cl. 权利要求书 3 页 说明书 8 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书3页 说明书8页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103558351 A CN 103558351 A 1/3 页 2 1. 一种基于智能电子鼻系统的绿茶饮料品质分析装置， 其特征在于 ： 包括集气单元 （1） 、 采气单元 （28） 、 处理单元 （26） 和控制单元 （27） ， 所述集气单元包括气室 （2） 、 样品室 （3） 、 第一连通管 （4） 和第二连通管 （5） ， 气室和样品室都具有进口和出口，。
4、 所述第一连通管 连接在气室出口和样品室入口之间， 所述第二连通管连接在气室入口和样品室出口之间， 使得气室和样品室形成一回型的循环通路， 在所述气体室内设置有进气机构， 在第二连通 管上设置有出气口 （6） ， 出气口上设置有出气电磁阀 （7） ， 所述采气单元连接到气室， 由气 室内采集气体， 处理单元与采气单元连接， 所述进气机构、 出气电磁阀、 采集单元分别与控 制单元连接， 由控制单元控制它们进行工作。 2. 根据权利要求 1 所述的一种基于智能电子鼻系统的绿茶饮料品质分析装置， 其特征 是所述样品室 （3） 包括抽拉式座体 （20） ， 在座体上设置有放置样品的槽体 （21） ， 。
5、在座体的 上部留有空腔 （22） ， 样品室出口和入口设置在样品室上部， 且样品室出口位于槽体上方位 置。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的一种基于智能电子鼻系统的绿茶饮料品质分析装置， 其 特征是在所述气室 （2） 与出气口之间的第二连通管 （5） 上设置有第四电磁阀 （15） ， 在第二 连通管上还设置有第一气泵 （18） ， 所述第四电磁阀和气泵连接到控制单元 （27） 上。 4. 根据权利要求 3 所述的一种基于智能电子鼻系统的绿茶饮料品质分析装置， 其特征 是所述进气机构包括空气进气口 （8） 、 空气进气口上设置有第一电磁阀 （12） ， 第一电磁阀 （12） 与控制单元 （。
6、27） 连接。 5. 根据权利要求 4 所述的一种基于智能电子鼻系统的绿茶饮料品质分析装置， 其特征 是所述采气单元 （28） 包括采气吸管 （11） 和由若干传感器 （23） 构成的传感器阵列， 各传感 器设置在一独立的腔室 （24） 内， 所述采气吸管一端连接在气室上， 在采气吸管端口上设置 有第五电磁阀， 采气吸管上设置有第二气泵 （19） ， 采气吸管另一端分别连接到各个传感器 的腔室上， 各传感器分别连接在处理单元 （26） 上， 在各传感器的腔室上还连接有清洗管路， 清洗管路上设置有第六电磁阀 （17） 和第三气泵 （25） ， 所述传感器 （23） 具有 8 个， 分别为硫 化物。
7、气体传感器、 氢气传感器、 氨气传感器、 氮氧化物传感器、 炭氢组分气体传感器、 乙醇传 感器、 苯类传感器和烷类传感器。 6. 根据权利要求 1 所述的一种基于智能电子鼻系统的绿茶饮料品质分析装置， 其特征 是在所述样品室 （3） 内设置有搅拌出气机构， 搅拌出气机构包括转轴 （29） ， 转轴为空心， 转 轴与样品室进口连通， 在转轴上连接有搅拌管 （31） ， 搅拌管的中间位置设置有转轴座， 搅拌 管通过转轴座安装在转轴上， 构成一 T 型结构， 搅拌管为空心密封管， 搅拌管与转轴连通， 在搅拌管的端头的一侧上设置有若干第一气孔 （32） ， 在搅拌管的另一端头与第一气孔相背 的一侧上设。
8、置有若干第二气孔 （33） 。 7. 一种基于智能电子鼻系统的绿茶饮料品质分析方法， 采用权利要求 1-6 任一项描述 的装置， 其特征是 ： 包括以下步骤 ： 步骤一 ： 设置实验环境温度2030， 湿度为56%-65%， 对采气单元的传感器阵列进行 清洗， 将洁净空气通入到各传感器的腔室内， 运行 8-12min， 使得各传感器处于初始状态 ； 步骤二 ： 对气体进行预处理， 将待测冰红茶样品取 20ml， 倒入在样品室内， 先对集气单 元进行清洗， 清洗后由进气口通入载气， 由气泵带动样品产生的挥发性气体随载气在集气 单元内循环 20-30min ； 权 利 要 求 书 CN 10355。
9、8351 A 2 2/3 页 3 步骤三 ： 由采气单元采集样品气体， 将气体排入到采气单元内各传感器的腔室中， 由控 制单元控制各传感器对腔室内的气体进行检测， 检测时间为 40-60s， 各传感器将检测到的 信息发送给处理单元 ； 步骤四 ： 处理单元对信息进行处理得到各个传感器的响应曲线， 并在各响应曲线上采 样 30 个点， 将各曲线采样得到的数据作为输入数据 Input （t） ， 代入非线性随机共振模型计 算得到信噪比 SNR， 该非线性随机共振模型算法如下 ： 随机共振系统包含三个因素 ： 双稳态系统， 输入信号和外噪声源， 以一个在双稳态势阱 中被周期力驱动的过阻尼布朗运动粒子。
10、来描述系统特征， V(x) 为非线性对称势函数， (t) 为高斯白噪声， 其自相关联函数为 ： E(t)(0) 2D(t)， a 是输入信号强度， f0是调制信号频率， D 是噪声强度， a、 b 均是实参数， 因此上式可以改为 ： 得到信噪比为 ： S() 是信号频谱密度， SN() 是信号频率范围内的噪声强度 ； 取该信噪比曲线峰值作为信噪比特征值 ； 步骤五 ： 将输入变量带入一种非线性状态空间模型 式中 ： 为输入变量， 即信噪比特征值、 为中间传递参量、 为初始相位、为输出变量、 为实参数、 为实参数、 为实矫正参数， 然后定义残差变量 ： 为系统实际输出、为系统理论输出， 再定义分。
11、类标准模型 ： 权 利 要 求 书 CN 103558351 A 3 3/3 页 4 式中 L 为数据长度， 将将 与预先设定的阈值库内各阈值 Thr 相比， 如果有 则可以判断被测样品是该阈值所属类型， 得到该被测样品品质信息， 如 果则需要重新进行类型判断。 8. 根据权利要求 7 所述的一种基于智能电子鼻系统的绿茶饮料品质分析方法， 其特 征是所述阈值库各阈值为预先取得， 其过程为 ： 预先取得每类样品， 然后使用分析装置对每 类样品进行检测， 把检测数据输入随机共振模型进行分析， 得到信噪比特征值， 再对每类样 品进行多次测量， 取该类样品多次得到的信噪比特征值的平均值作为判断该类样品。
12、的阈值 Thr， 各类样品的阈值共同构成了阈值库。 9. 根据权利要求 7 或 8 所述的一种基于智能电子鼻系统的绿茶饮料品质分析方法， 其 特征是对步骤四中的采样数据进行计算性噪比之前先进行异常数据处理， 处理过程为 ： 将 每个传感器响应曲线采样到的数据作为一组检测数据， 每组检测数据中的采样值 W 符合正 态分布 ： W N(,2)， 为每组数据中采样值 W 的均值， 为每组数据中采样值 W 的标 准差， 经推导则有 ： P(|W-| 3) 2-2(3) 0.003 将每组数据的均值 、 标准差 以及各个采样值 W 代入公式 |W-| 3， 将满足公 式 |W-| 3 的采样值 W 作为。
13、异常数据去除。 10.根据权利要求7或8所述的一种基于智能电子鼻系统的绿茶饮料品质分析方法， 其 特征是步骤四中对各响应曲线上采样为随机采样或者是在各响应曲线上等间距采样。 权 利 要 求 书 CN 103558351 A 4 1/8 页 5 一种基于智能电子鼻系统的绿茶饮料品质分析装置及方法 技术领域 0001 本发明涉及一种对饮料品质检测的技术， 尤其是涉及一种基于智能电子鼻系统的 绿茶饮料品质分析装置， 以及基于智能电子鼻系统的绿茶饮料品质分析方法。 背景技术 0002 饮料是人们的日常消费品， 消费者在选购及饮用过程中， 饮料的香气和口味对其 有较大的影响。如果饮料口味不适合消费者或者。
14、不稳定， 实际上会直接影响产品的市场销 售， 涉及到生产商的效益。因此， 生产商在饮料研发及生产过程中， 会对其进行感官品评鉴 定。 0003 长期以来， 人们通过自身的感官对饮料等的质地进行判断， 而这种判断常常带有 很强的主观性， 评价分析结果往往会随着年龄、 经验等不同， 存在相当大的个体差异。即便 同一个人也会由于身体状况、 情绪变化而得出不同结果。况且嗅觉鉴别是一个挥发物质吸 入过程， 长期实验会对人体的健康造成危害， 而且某些不良气味会令品评人员特别敏感而 使结果有误 ； 另外， 感官评价过程中往往需要大量有品评经验的人员组成品评小组， 过程较 为繁琐， 评价结果往往不具有重复性，。
15、 因此对于新型的分析技术需求日益迫切。 0004 公布号为 CN101769889A 的中国发明申请， 公开了一种农产品品质检测的电子鼻 系统， 其结构包括一主要完成对低浓度气味收集的气体富集模块， 一主要把气味信号转化 为电信号的箱体气路模块及传感器阵列， 一主要对传感器阵列输出信号进行滤波、 模数转 换、 特征提取的传感器调理电路域数据预处理模块， 一对信号进行识别和判断、 且带有数据 存储的嵌入式系统， 一显示与结果输出模块 ； 所述的气体富集模块由装填有吸附剂的吸附 管、 电热丝和温控装置构成。该发明也能收集气体进行识别， 但该发明还存在不足之处 ： 一 是功能较单一， 不能识别农产品。
16、以外的其他样品 ； 而是传感器对样品采集方法存在随机性， 影响测试结果 ； 三是未提出系统对传感器采集的数据进行处理， 以获得精确结果的方法。 发明内容 0005 本发明主要是解决现有靠人体自身器官对饮料样品挥发气体进行检测， 存在主观 差异性， 以及对人体有害的技术问题， 提供了一种基于智能电子鼻系统的绿茶饮料品质分 析装置及方法。 0006 本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的 ： 一种基于智能电子 鼻系统的绿茶饮料品质分析装置， 包括集气单元、 采气单元、 处理单元和控制单元， 所述集 气单元包括气室、 样品室、 第一连通管和第二连通管， 气室和样品室都具有进口和出口， 。
17、所 述第一连通管连接在气室出口和样品室入口之间， 所述第二连通管连接在气室入口和样品 室出口之间， 使得气室和样品室形成一回型的循环通路， 在所述气体室内设置有进气机构， 在第二连通管上设置有出气口， 出气口上设置有出气电磁阀， 所述采集单元连接到气室， 由 气室内采集气体， 处理单元与采气单元连接， 所述进气机构、 出气电磁阀、 采集单元分别与 控制单元连接， 由控制单元控制它们进行工作。本发明中集气单元对采集的气体进行预处 说 明 书 CN 103558351 A 5 2/8 页 6 理， 将气体进行循环流动使得气体混合更加均匀， 并根据检测数据对其他进行稀释， 这样处 理后采集的气体检测。
18、的数据更加精确。 该样品设置在样品室内， 载气有气室通入， 通过第一 连通管和第二连通管， 使得载气在气室和样品室之间循环流动， 带动样品散发出的气体一 起循环流动。 设置出气口排放气体， 用于对集气单元进行进行清洗用。 采气单元对样品气体 进行采样， 输出信号到处理单元， 处理单元对信号进行分析处理， 分析出样品的品质。控制 单元控制进气机构、 出气电磁阀、 采集单元等执行元件的工作， 使得完成集气、 采气的步骤。 0007 作为一种优选方案， 所述样品室包括抽拉式座体， 在座体上设置有放置样品的槽 体， 在座体的上部留有空腔， 样品室出口和入口设置在样品室上部， 且样品室出口位于槽体 上方。
19、位置。本方案中样品室采用抽屉式， 该座体可以抽拉， 样品放在座体上， 这样方便将样 品放入样品室内。 在座体上部留有空腔， 用于气体流通用， 气体由入口进入， 在空腔内流动， 带走样品散发的气体， 气体再有出入流出。 0008 作为一种优选方案， 在所述气室与出气口之间的第二连通管上设置有第四电磁 阀， 在第二连通管上还设置有第一气泵， 所述第四电磁阀和气泵连接到控制单元上。 设置第 四电磁阀方便排放气体， 当第四电磁阀关闭时， 形成了由气室到第一连通管、 样品室、 第二 连通管、 出气口的单独路线， 方便排气。气泵用于驱动气体。 0009 作为一种优选方案， 所述进气机构包括空气进气口、 空。
20、气进气口上设置有第一电 磁阀， 第一电磁阀与控制单元连接。第一电磁阀控制空气进气口通断， 即控制载气是否通 入。控制单元控制第一电磁阀动作。 0010 作为一种优选方案， 所述采气单元包括采气吸管和由若干传感器构成的传感器阵 列， 各传感器设置在一独立的腔室内， 所述采气吸管一端连接在气室上， 在采气吸管端口上 设置有第五电磁阀， 采气吸管上设置有第二气泵， 采气吸管另一端分别连接到各个传感器 的腔室上， 各传感器分别连接在处理单元上， 在各传感器的腔室上还连接有清洗管路， 清洗 管路上设置有第六电磁阀和第三气泵。 0011 采气单元连接在气室上， 从气室内采集气体， 控制单元通过控制第五电磁。
21、阀， 可以 控制采气单元开始或停止采气。采集的气体由吸管分别进入到各个传感器的腔室内， 传感 器对气体进行检测， 并将检测数据发送给处理单元。 清洗管路用于通入洁净空气， 有第三气 泵将空气泵如各传感器腔室内， 对传感器进行清洗。所述传感器具有 8 个， 分别为硫化物气 体传感器、 氢气传感器、 氨气传感器、 氮氧化物传感器、 炭氢组分气体传感器、 乙醇传感器、 苯类传感器和烷类传感器。 0012 作为一种优选方案， 在所述样品室内设置有搅拌出气机构， 搅拌出气机构包括转 轴， 转轴为空心， 转轴与样品室进口连通， 在转轴上连接有搅拌管， 搅拌管的中间位置设置 有转轴座， 搅拌管通过转轴座安装。
22、在转轴上， 构成一 T 型结构， 搅拌管为空心密封管， 搅拌 管与转轴连通， 在搅拌管的端头的一侧上设置有若干第一气孔， 在搅拌管的另一端头与第 一气孔相背的一侧上设置有若干第二气孔。该搅拌出气机构没在样品溶液内， 在通气的情 况下可以进行旋转， 对溶液样品进行搅拌， 使得样品混合均匀， 且载气由搅拌出气机构内排 出， 能与样品挥发气体均匀混合， 使得检测更加准确。 该搅拌管上两端头的第一气孔和第二 气孔分别朝向相反的方向， 这样在气体通入后能自动带动搅拌管绕转轴进行旋转。 0013 一种基于智能电子鼻系统的绿茶饮料品质分析方法， 包括以下步骤 ： 0014 步骤一 ： 设置实验环境温度203。
23、0， 湿度为56%-65%， 对采气单元的传感器阵列 说 明 书 CN 103558351 A 6 3/8 页 7 进行清洗， 将洁净空气通入到各传感器的腔室内， 运行 8-12min， 使得各传感器处于初始状 态 ； 0015 步骤二 ： 对气体进行预处理， 将待测绿茶样品取 20ml， 倒入在样品室内， 先对集气 单元进行清洗， 清洗后由进气口通入载气， 由气泵带动样品产生的挥发性气体随载气在集 气单元内循环 20-30min ； 0016 步骤三 ： 由采气吸管采集样品气体， 将气体排入到各传感器的腔室内， 由控制单元 控制各传感器对腔室内的气体进行检测， 检测时间为 40-60s， 各。
24、传感器将检测到的信息发 送给处理单元 ； 0017 步骤四 ： 处理单元对信息进行处理得到各个传感器的响应曲线， 并在各响应曲线 上采样 30 个点， 将各曲线采样得到的数据作为输入数据 Input （t） ， 利用非线性随机共振模 型计算得到信噪比 SNR， 该非线性随机共振模型算法如下 ： 0018 随机共振系统包含三个因素 ： 双稳态系统， 输入信号和外噪声源， 以一个在双稳态 势阱中被周期力驱动的过阻尼布朗运动粒子来描述系统特征， 0019 0020 V(x) 为非线性对称势函数， (t) 为高斯白噪声， 其自相关联函数为 ： E(t) (0) 2D(t)， a 是输入信号强度， f0。
25、是调制信号频率， D 是噪声强度， a、 b 均是实参数， 0021 0022 因此上式可以改为 ： 0023 0024 得到信噪比为 ： 0025 0026 S() 是信号频谱密度， SN() 是信号频率范围内的噪声强度 ； 0027 取该信噪比曲线峰值作为信噪比特征值 ； 0028 步骤五 ： 将输入变量带入一种非线性状态空间模型 0029 0030 式中 ： 0031 为输入变量， 即信噪比特征值、 为中间传递参量、 为初始相位、为输出 变量、 为实参数、 为实参数、 为实矫正参数， 说 明 书 CN 103558351 A 7 4/8 页 8 0032 然后定义残差变量 ： 0033 。
26、0034 为系统实际输出、为系统理论输出， 0035 再定义分类标准模型 ： 0036 0037 式中 L 为数据长度， 将将 与预先设定的阈值库内各阈值 Thr 相比， 如果有 则可以判断被测样品是该阈值所属类型， 得到该被测样品品质信息， 如 果则需要重新进行类型判断。 0038 作为一种优选方案， 所述阈值库各阈值为预先取得， 其过程为 ： 预先取得每类样 品， 然后使用分析装置对每类样品进行检测， 把检测数据输入随机共振模型进行分析， 得到 信噪比特征值， 再对每类样品进行多次测量， 取该类样品多次得到的信噪比特征值的平均 值作为判断该类样品的阈值 Thr， 各类样品的阈值共同构成了阈。
27、值库。 0039 作为一种优选方案， 对步骤四中的采样数据进行计算性噪比之前先进行异常数据 处理， 处理过程为 ： 将每个传感器响应曲线采样到的数据作为一组检测数据， 每组检测数据 中的采样值 W 符合正态分布 ： W N(,2)， 为每组数据中采样值 W 的均值， 为每组 数据中采样值 W 的标准差， 经推导则有 ： 0040 P(|W-| 3) 2-2(3) 0.003 0041 将每组数据的均值 、 标准差 以及各个采样值 W 代入公式 |W-| 3， 将满 足公式 |W-| 3 的采样值 W 作为异常数据去除。 0042 作为一种优选方案， 步骤四种对各响应曲线上采样为随机采样或者是在。
28、各响应曲 线上等间距采样。 0043 因此， 本发明的优点是 ： 1. 构建了电子鼻系统， 由系统对样品气体进行检测， 使得 检测结果更加全面、 也更加客观， 同时也避免了样品气体对人体健康造成危害 ； 2. 采用多 种类型传感器组成的电子鼻， 每个传感器均设在独立的腔室内对样品进行检测， 避免了多 个传感器共处一箱而形成相互干扰， 提高了检测精度， 快捷， 重复性好 ； 3. 采集气体时气体 进行循环流动， 使得气体混合更均匀， 使得检测的数据更加精确。 附图说明 0044 附图 1 是本发明中集气单元的一种结构示意图 ； 0045 附图 2 是本发明中集气单元的另一种结构示意图 ； 004。
29、6 附图 3 是本发明中采气单元的一种结构示意图 ； 0047 附图 4 是本发明控制单元与传感器、 气泵连接的一种框架示意图 ； 说 明 书 CN 103558351 A 8 5/8 页 9 0048 附图 5 是本发明中搅拌出气机构的一种结构示意图。 0049 1- 集气单元 2- 气室 3- 样品室 4- 第一连通管 5- 第二连通管 6- 出气口 7- 出 气电磁阀 8- 空气进气口 9- 过滤空气进气口 10- 惰性气体进气口 11- 采气吸管 12- 第 一电磁阀 15- 第四电磁阀 16- 第五电磁阀 17- 第六电磁阀 18- 第一气泵 19- 第二气泵 20- 座体 21- 。
30、槽体 22- 空腔 23- 传感器 24- 腔室 25- 第三气泵 26- 处理单元 27- 控制 单元 28- 采气单元 29- 转轴 30- 转轴座 31- 搅拌管 32- 第一气孔 33- 第二气孔 具体实施方式 0050 下面通过实施例， 并结合附图， 对本发明的技术方案作进一步具体的说明。 0051 实施例 ： 0052 本实施例一种基于智能电子鼻系统的绿茶饮料品质分析装置， 如图 1、 图 2 所示， 包括有集气单元 1、 采气单元 28、 处理检测数据的处理单元 26 和控制执行操作的控制单元 27。 0053 集气单元 1 包括气室 2、 样品室 3、 第一连通管 4 和第二连。
31、通管 4 四部分， 该气室和 样品室都具有入口和出口， 该第一连通管连接在气室出口与样品室入口之间， 第二连通管 连接在样品室出口和气室入口之间， 这就构成一回形循环通路结构。 该样品室内放置样品， 本实施例中样品室内倒入绿茶饮料样品， 该样品室入口设置在底部， 为了防止样品倒流， 可 在与样品室入口连接的管路上设置 U 形防逆流管路或是在管路上设置单向阀， 样品室出口 则设置在顶部。在第一连通管路上还开有出气口 6， 在出气孔上设有控制开闭的出气电磁 阀 7， 在第一连通管路上还设置有驱动气体流动的第一气泵 18， 为了排气方便， 在气室与出 气口之间的第一连通管上设置有第四电池阀 15。在。
32、气室上设有通入载气的进气机构， 本实 施例中以通入空气载气为例， 则该进气机构包括一个空气进气口 8， 空气进气口连通在气室 上， 在空气进气口上设置有控制开闭的第一电磁阀 12。 0054 在样品室 3 内设置有搅拌出气机构， 搅拌出气机构淹没在样品内， 如图 6 所示， 搅 拌出气机构包括转轴 29， 转轴为空心， 转轴与样品室进口连通， 在转轴上连接有搅拌管 31， 搅拌管的中间位置设置有转轴座， 搅拌管通过转轴座安装在转轴上， 构成一 T 型结构， 搅拌 管为空心密封管， 搅拌管与转轴连通， 在搅拌管的端头的一侧上设置有若干第一气孔 32， 在 搅拌管的另一端头与第一气孔相背的一侧上设。
33、置有若干第二气孔 33。在通入载气时， 载气 有样品室入口进入转轴， 有转轴进入搅拌管， 再分别有两端相背的第一气孔和第二气孔排 出， 使得搅拌管绕转轴进行旋转。 0055 采气单元 28 与集气单元 1 连接， 该采气单元包括有采气吸管 11 和由 8 个传感器 23 构成的传感器阵列， 该采气吸管一端连接在气室 2 上， 且在采气吸管该端上设有控制开 闭的第五电磁阀和驱动吸气的第二气泵 19。这里 8 个传感器分别为硫化物气体传感器、 氢 气传感器、 氨气传感器、 氮氧化物传感器、 炭氢组分气体传感器、 乙醇传感器、 苯类传感器和 烷类传感器， 各传感器分别设置在一个独立的腔室 24 内，。
34、 该采气吸管的另一端分别连接至 各传感器的独立腔室上。 0056 在采气单元上还设置有清洗机构， 用于对传感器进行清洗。该清洗机构包括清洗 管路， 该清洗管路连接至各传感器独立腔室上， 在清洗管路上设置有控制开闭的第六电磁 阀 17 和驱动气体的第三气泵 25。 说 明 书 CN 103558351 A 9 6/8 页 10 0057 处理单元 26 处理各传感器检测到的数据， 如图 4 所示， 各传感器都连接到处理单 元上。 0058 如图 5 所示， 采气单元的各传感器还受控连接在控制单元上， 控制单元控制传感 器工作。另外， 第一电磁阀、 第四电磁阀、 第五电磁阀、 第六电磁阀、 第一气。
35、泵、 第二气泵、 第 三气泵和出气电磁阀都受控连接在控制单元上， 控制单元控制它们工作， 以完成采气过程。 0059 如图 2 所示， 还给出了集气单元另一种结构， 这里集气单元采用抽屉式结构， 该样 品室包括一可以抽拉的座体 20， 在座体上设置有放置样品的槽体 21， 操作人员可将座体抽 出， 放入样品后再推入座体。 在座体与样品室顶部留有作为其他流通的空腔22， 该样品室的 出口和入口都设置在顶部上， 且样品室出口位于槽体上方位置。 0060 本实施例基于智能电子鼻系统的绿茶饮料品质分析装置的分析方法如下 ： 包括以 下步骤， 0061 步骤一 ： 0062 设置实验环境温度 25， 湿。
36、度为 60%， 对采气单元的传感器阵列进行清洗， 就是在 第五电磁阀关闭情况下打开第六电池阀， 通过第三气泵将洁净的空气通入到各传感器的腔 室内， 运行 10min， 清洗各传感器使得各传感器处于初始状态。 0063 步骤二 ： 0064 在采样室放入绿茶样品 20ml， ， 然后对集气单元也进行清洗， 在只采用一种载气如 空气情况下， 打开空气进气口的第一电磁阀、 出气电磁阀， 同时关闭第四电磁阀， 这样就使 得集气单元形成一排气管路， 通入空气， 直至原来集气单元内气体都排出充满通入载气， 然 后关闭出气电池阀， 打开第四电磁阀， 使集气单元形成回形循环通路， 由第一气泵带动样品 产生的挥。
37、发性气体随载气在集气单元内循环 20min。 0065 步骤三 ： 0066 采气单元开始采气， 此时打开采气吸管的第五电磁阀， 将样品气体吸入采气吸管 并通入到各传感器的独立腔室内， 控制单元控制各传感器工作， 对腔室内的气体进行检测， 检测时间为 50s， 各传感器将检测到的数据发送给处理单元。 0067 步骤四 ： 0068 各传感器检测得到响应值， 以时间和响应强度作为坐标轴， 得到各传感器的响应 曲线， 8 个传感器得到 8 条响应曲线， 然后等间距在各响应曲线上采样 30 个点， 得到 240 各 点数据作为一组输入数据 Input（t） ， 然后利用非线性随机共振模型计算信噪比 。
38、SNR， 该非 线性随机共振模型算法为 ： 0069 随机共振系统包含三个因素 ： 双稳态系统， 输入信号和外噪声源， 以一个在双稳态 势阱中被周期力驱动的过阻尼布朗运动粒子来描述系统特征， 0070 0071 V(x) 为非线性对称势函数， (t) 为高斯白噪声， 其自相关联函数为 ： E(t) (0) 2D(t)， a 是输入信号强度， f0是调制信号频率， D 是噪声强度， a、 b 均是实参数， 说 明 书 CN 103558351 A 10 7/8 页 11 0072 0073 因此上式可以改为 ： 0074 0075 得到信噪比为 ： 0076 0077 S() 是信号频谱密度， 。
39、SN() 是信号频率范围内的噪声强度 ； 0078 输入数据 Input（t） 代入到式中计算得到信噪比 SNR， 该信噪比 SNR 为曲线， 取该 信噪比曲线峰值作为信噪比特征值。 0079 步骤五 ： 0080 将信噪比特征值即输入变量带入一种非线性状态空间模型 0081 0082 式中 ： 0083 为输入变量， 即信噪比特征值、 为中间传递参量、 为初始相位、为输出 变量、 为实参数、 为实参数、 为实矫正参数， 0084 然后定义残差变量 ： 0085 0086 为系统实际输出、为系统理论输出， 0087 再定义分类标准模型 ： 0088 0089 式中 L 为数据长度， 将将 与预。
40、先设定的阈值库内各阈值 Thr 相比， 如果有 则可以判断被测样品是该阈值所属类型， 得到该被测样品品质信息， 如 果则需要重新进行类型判断。 0090 其中上述提到的阈值库各阈值 Thr 为预先取得， 其过程为 ： 预先取得每类样品， 如 第一天到第八天的绿茶样品， 然后使用分析装置对每类样品进行检测， 把检测数据输入随 说 明 书 CN 103558351 A 11 8/8 页 12 机共振模型进行分析， 得到信噪比特征值， 对每类样品进行多次测量， 例如对第一天的绿茶 样品进行10次， 得到10个信噪比特征值， 然后将测量取该类样品多次得到的信噪比特征值 的平均值作为判断该类样品的阈值 。
41、Thr， 则得到各类样品的阈值， 各类样品的阈值共同构成 了阈值库。 0091 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。 本发明所属技术领 域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替 代， 但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。 0092 尽管本文较多地使用了集气单元、 气室、 样品室、 第一连通管、 第二连通管等术语， 但并不排除使用其它术语的可能性。 使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明 的本质 ； 把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。 说 明 书 CN 103558351 A 12 1/4 页 13 图 1 说 明 书 附 图 CN 103558351 A 13 2/4 页 14 图 2 说 明 书 附 图 CN 103558351 A 14 3/4 页 15 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103558351 A 15 4/4 页 16 图 5 说 明 书 附 图 CN 103558351 A 16 。