[发明专利]牛肉新鲜度检测装置及检测方法

权利要求书

1.一种牛肉新鲜度检测装置，其特征是，包括集气装置和测气装置;所述集气装置包括气体采集腔(1)、样品腔(2)、设于气体采集腔和样品腔上部之间的上连通管(3)和设于气体采集腔和样品腔下部之间的下连通管(4);气体采集腔上设有进气管(5)，进气管上设有第一电磁阀(6)，下连通管上设有第二电磁阀(7)和第一气泵(8);所述样品腔内设有样品托盘，样品托盘上设有若干个通气孔(18)，下连通管的出气口位于样品托盘(16)的下方;

所述测气装置包括采样探头(9)、模数转换器(10)、清洗探头(11)和传感器阵列(12);采样探头和清洗探头上均设有第二气泵(17)，

传感器阵列包括若干个传感器，各个传感器分别位于独立的气室内;各个传感器分别与模数转换器电连接，第一电磁阀、第二电磁阀、模数转换器、第一气泵和第二气泵上均设有用于与计算机(13)电连接的数据接口。

2.根据权利要求1所述的牛肉新鲜度检测装置，其特征是，所述样品托盘呈碗状，样品托盘底部通过转轴(14)与样品腔相连接，样品托盘外周面上设有用于带动样品托盘沿转轴旋转的若干个叶片(15)，转轴与水平面的夹角为锐角。

3.根据权利要求2所述的牛肉新鲜度检测装置，其特征是，所述转轴与水平面之间的夹角为30度至45度。

4.根据权利要求1或2或3所述的牛肉新鲜度检测装置，其特征是，所述传感器阵列包括8个气体传感器，分别为用于检测硫化物的第一传感器，用于检测氢气的第二传感器，用于检测氨气的第三传感器，用于检测酒精、甲苯、二甲苯的第四传感器，用于检测碳氢组分气体的第五传感器，用于检测甲烷的第六传感器，用于检测丙烷、丁烷的第七传感器，用于检测氮氧化物的第八传感器。

5.一种根据权利要求1所述的牛肉新鲜度检测装置的检测方法，其特征是，包括如下步骤:

(5-1)依据中国国家标准GB/T5009.45-2003，检测不同存储时间牛肉样品的挥发性盐基氮TVB-N值，得到不同储存环境下的牛肉新鲜度阈值N，将牛肉新鲜度阈值N存储到计算机中;在计算机中设定存储天数限值为m，设定存储天数t＝0;

(5-2)依次以空气、活性炭过滤的空气及氮气分别作为载气，进行检测:

(5-2-1)计算机将第一和第二电磁阀打开，载气通过进气管通入气体采集腔中20至30分钟;

(5-2-2)将刚宰杀的牛肉放入样品放置槽中，计算机控制第一、第二电磁阀关闭，并开动第一气泵;第一气泵带动牛肉产生的挥发性气体在上、下连通管、气体采集腔和样品腔内循环20至30分钟;

(5-2-3)计算机控制清洗探头上的第二气泵工作，清洗探头将洁净空气吸入各个气室中，对各个传感器进行清洗;

(5-2-4)计算机将第一电磁阀打开，采样探头通过进气管插入气体采集腔中，计算机控制采样探头上的第二气泵工作，采样探头将牛肉产生的挥发性气体吸入各个气室内，挥发性气体与设于气室内的传感器接触，各个传感器分别产生模拟响应信号;计算机对各个模拟响应信号取平均，得到传感器阵列的响应信号;

(5-3)对以空气、活性炭过滤的空气及氮气分别作为载气而得到的传感器阵列的响应信号依次进行如下处理:

(5-3-1)模数转换器将响应信号转换成数字响应信号eNOSE(t)，将eNOSE(t)存储到计算机中;

(5-3-2)计算机内预先设有随机共振系统模型dxdt=ax-bx3+MI(t)+Dξ(t),]]>将输入随机共振系统模型中，使随机共振系统模型产生随机共振;

计算机利用公式计算输出信噪比SNR;其中，A、M为常数，t是布朗运动粒子运动时间，x是粒子运动的坐标，f是信号频率，D是外噪声强度，N(t)为内秉噪声，ΔU为势垒高度，a和b为双稳态势阱参数，ξ(t)是输入外噪声;

(5-3-3)计算机计算牛肉样品的输出信噪比SNR的最大值SNR_max，并将SNR_max存储到计算机中;

(5-4)当t＜m，使t值增加1，并将牛肉样品放入冷藏装置中冷藏24小时，重复步骤(5-2)至(5-3);

得到m+1个与存储时间相关联的SNR_max，将SNR_max和与其相关联的存储时间t构成点(SNR_max，t)，根据m+1个点(SNR_max，t)拟合出检测模型，并计算拟合精度R;

(5-5)当3种载气的拟合精度R均大于0.9，则重复步骤(5-2)采集挥发性气体，并将3种载气的挥发性气体进行同比例稀释后，再将挥发性气体通入各个气室内，并重复步骤(5-3)至(5-4);

当3种载气的R均小于0.9或2种载气的R小于0.9，则重复步骤(5-2)采集挥发性气体，其中，步骤(5-2-2)中的挥发性气体在上、下连通管、气体采集腔和样品腔内循环中的循环时间增加8至15分钟;并重复步骤(5-3)至(5-4);

当3种载气中只有一个R值小于0.9，则计算机选取R值最大的检测模型作为牛肉新鲜度预测模型;

(5-6)选取待检测的牛肉W，选择与牛肉新鲜度预测模型相同的载气，重复步骤(5-2)至(5-3)，得到牛肉样品W的信噪比最大值SNR_W;

(5-7)计算机利用牛肉新鲜度预测模型计算牛肉W的存储天数值t;根据被检测牛肉的存储环境和N;在计算机中设定新鲜度限值N₁，

当t≥N₁，则计算机做出牛肉W新鲜度不合格的判断;

当t＜N₁，则计算机做出牛肉W新鲜度合格的判断。