[发明专利]一种快速无损检测绿茶成分含量的装置及方法

权利要求书

1.一种绿茶成分含量快速无损检测的装置，其特征在于，它主要由光电信号检测系统和嵌入式DSP数字信号处理系统组成。所述光电信号检测系统和嵌入式DSP数字信号处理系统均封装在外壳(24)内。

2.根据权利要求1所述的绿茶成分含量快速无损检测的装置，其特征在于，所述光电信号检测系统主要由光源(1)、第一透镜(2)、圆形光孔(3)、第二透镜(4)、调制盘(5)、磁滞同步电机(6)、滤光片轮(7)、干涉滤光片(8)、步进电机(9)、二次光阑(11)、反光镜(12)、标准漫反射白板(48)、样品池(15)、旋转平台(16)和近红外探测器(17)组成。所述光源(1)、第一透镜(2)、圆形光孔(3)、第二透镜(4)、调制盘(5)、滤光片轮(7)和二次光阑(11)依次排列，所述光源(1)、第一透镜(2)、圆形光孔(3)、第二透镜(4)同轴，且它们的轴线与调制盘(5)和滤光片轮(7)的轴线平行，与样品池(15)的旋转中心轴线垂直，磁滞同步电机(6)的驱动轴与调制盘(5)相连，干涉滤光片(8)按照圆形排列均匀分布在滤光片轮(7)上，滤光片轮(7)与步进电机(9)的驱动轴相连，样品池(15)底部是一块透红外石英玻璃片(10)，样品池(15)内部嵌入标准漫反射白板(48)，样品池(15)放置旋转平台(16)上，旋转平台(16)固定在外壳(24)上，探测器(17)光学工作面的中心轴线与旋转样品池(15)旋转中心轴线成45°夹角。反光镜(12)光学工作面与旋转样品池(15)旋转中心轴线成45°夹角。样品池(15)外在标准漫反射白板(48)工作面处安装磁体(44)，在旋转平台(16)上安装霍尔传感器(13)。

3.根据权利要求1所述的绿茶成分含量快速无损检测的装置，其特征在于，所述嵌入式DSP数字信号处理系统主要由仪表放大器(18)、低通滤波器(19)和24位高精度Delta-Sigma A/D转换器(20)、DSP数字信号处理器(21)、MSP430单片机(22)、USB2.0通信接口(23)和液晶显示屏组成。所述仪表放大器(18)、低通滤波器(19)和24位高精度Delta-Sigma A/D转换器(20)和DSP数字信号处理器(21)依次电连接，MSP430单片机(22)和USB2.0通信接口(23)分别与DSP数字信号处理器(21)相连。

4.一种应用权利要求1所述装置快速无损检测绿茶成分含量的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)室温条件下建立分析模型。

(2)取待测样品，装入样品池中，使样品池匀速转动，从而使样品与白板呈交替检测状态。

(3)检测得出可以反应绿茶中氨基酸、咖啡碱、茶多酚和水分四种常规成分含量的绿茶样品不同特征波长处的吸光度值，建立吸光度矩阵。

(4)将特征波长处的吸光度矩阵输入相应的检测模型，得到对应被测绿茶的常规成分含量C_水、C_氨基酸、C_咖啡碱和C_茶多酚。

5.根据权利要求4所述检测方法，其特征在于，所述步骤(1)具体包括：

(a)利用绿茶全波段近红外光谱，根据光谱特性及遗传算法等特征波长选择方法，提取绿茶四种常规成分的近红外特征波长。

(b)利用多元线性回归建立绿茶中四种常规成分的模型。模型以所选近红外特征波长处的吸光度为光谱参数，模型形式为：

C=[C′j]b1b2···bj/(b1+b2...+bj);]]>

其中，[C′_j]不同检测模型输出成分含量矩阵，为模型系数矩阵，A1···An]]>为特征波长处吸光度矩阵；C为最终成分含量值，b_n为每个检测模型的权重系数。