[发明专利]中药提取浓缩液密度超声检测装置及应用

说明书

技术领域

本发明属于中药生产检测领域，涉及一种中药提取浓缩液密度超声检测装置，适用于检测中药生产过程液体样品的密度。

背景技术

目前我国大多凭经验控制中药生产，不仅增加了生产成本，而且往往不能保证质量。中药提取浓缩液的密度测定数据是中药生产过程浓缩环节的质控指标，而目前实际中药生产过程中缺乏相应的快速检测方法，难以实现中药生产过程质量指标的在线检测和实时监控。

超声检测技术是一种快速无损的检测技术，该技术通过检测低能量超声与物料之间相互作用的类型和程度来判断物料的物理和化学性质。与其他检测方法相比，超声检测有其独特的优势：非破坏性、快速、精确、易于实现自动化和价格低廉，而且能对高浓度样品和光不透明性物料进行检测。低能量超声检测技术已被用于食品、化学药品等加工过程的在线检测，但目前尚无在中药生产领域的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种中药提取浓缩液密度检测装置，由超声探伤仪、超声换能器、检测池和计算机工作站组成，超声探伤仪与超声换能器之间采用SYV-50-2-1电缆线进行连接，超声探伤仪与计算机之间采用U59屏蔽线进行连接。

超声换能器的液浸探头直径10mm，中心频率5MHz，-6dB带宽20％。

检测池由有机塑料制成，长10cm、宽3.5cm、高4cm，两个换能器一收一发，可互换，相向严格对齐，被紧密固定在检测池侧壁上，距离3.5cm。

本发明的另一个目的是提供所述装置在测定中药提取浓缩液密度中应用，通过以下步骤实现：

(1)将一定密度范围的样品放入检测池中，在设定的采样频率、量程及采样温度条件下采集样品超声时域谱信号，超声时域谱信号经整形放大和A/D转换后通过软件记录，检测过程由微机控制；

(2)软件记录的超声时域谱信号采用傅立叶变换获取超声频域特征谱，并将特征谱与提取液密度之间建立偏最小二乘方法回归模型；

(3)采集待测密度的中药提取浓缩液超声时域谱信号，采用傅立叶变换获取超声频域特征谱，并将该特征谱输入校正模型，便可快速计算得到中药提取浓缩液的密度。

本发明采用目前应用广泛的脉冲回波技术，采用发射-接受的工作模式，两个换能器分别置于检测池的两边，可互换。超声触发信号采用宽频脉冲信号形式，触发换能器产生一个超声宽频脉冲，经检测池器壁和样品中传播，并在器壁间反射后被接收换能器所接受。接受的超声信号经整形放大和A/D转换后通过软件记录分析，检测过程由微机控制。

将密度不同的一批中药提取浓缩液样品，用常规标准方法测定其密度。

将同一批样品进行超声实验，得到相关的多张超声谱图，即幅值-时间图(时域谱)，选择其中超声信号明显并且噪音信息少的样品时域谱，对其进行傅立叶变换，得到每一张样品谱图的频域特征谱图，即幅值-频率图(频域谱)，并对多张超声频域谱图取平均，以减少随机测量误差带来的影响。

对上述的样品频域谱进行回归分析处理，选择其中的特征频谱区段，建立样品的超声信息与密度之间的多元线性校正模型，并进行相应的模型验证。采用样品频谱区段信息进行建模，而非提取频谱的单一频率信息(如超声频谱响应最大处对应的频率，最小频率，功率等)进行建模，尽可能多地利用了中药样品超声谱中所含的信息。

本发明的特点在于：将超声检测技术应用于中药生产过程质量控制领域，针对中药提取浓缩液这样的特殊对象，在获取其超声信号的基础上，采用傅立叶变换进行特征提取，并将这些特征与提取浓缩液的密度进行回归分析。对提高中药生产过程的质量控制水平具有重要意义。

附图说明

图1为超声检测装置示意图。

图2为本发明流程示意图。

图3为丹参标准样品的原始超声时域谱。

图4为丹参标准样品的原始超声频域谱。

图5为丹参标准样品3.03～4.59MHz频率区段的原始超声频域谱。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

参见图1，一种中药提取浓缩液密度检测装置，由超声探伤仪1、超声换能器2(液浸探头直径10mm，中心频率5MHz，-6dB带宽20％)、检测池3(有机塑料制成，长10cm、宽3.5cm、高4cm，两个换能器一收一发，可互换，相向严格对齐，被紧密固定在测试池侧壁上，距离3.5cm)和计算机工作站4组成。超声探伤仪与超声换能器之间采用SYV-50-2-1电缆线进行连接，超声探伤仪与计算机之间采用U59屏蔽线进行连接。