[发明专利]黄酒品种检测装置及检测方法

权利要求书

1.一种黄酒品种检测装置，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)，上连通管上设有第一气泵(8)，上连通管的远离气体采集腔的部位上设有出气口，出气口上设有第二电磁阀(7)，样品腔位于气体采集腔的斜下方；样品腔上设有密封盖，下连通管上设有排液阀；

所述测气装置包括采样探头(9)、模数转换器(22)、激励噪声电路(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(13)，

传感器阵列包括若干个气体传感器，各个传感器分别位于独立的气室内；传感器阵列与模数转换器电连接，第一电磁阀、第二电磁阀、模数转换器、激励噪声电路、第一气泵和第二气泵上均设有用于与计算机(21)电连接的数据接口。

2.根据权利要求1所述的黄酒品种检测装置，其特征是，所述样品腔内设有竖筒(14)和下端开口的T形搅拌管(15)，竖筒上边缘设有向外水平延伸的翻边(16)，T形搅拌管的下边缘设有与翻边相适配的向内水平延伸的环形边(17)，环形边上表面与翻边下表面间隙配合；

竖筒上部设有挡圈(18)，挡圈上表面与环形边下表面相接触；竖筒下部与下连通管相连接；

T形搅拌管一端的外周面后部设有若干个出气孔(19)，T形搅拌管的另一端的外周面前部设有若干个出气孔。

3.根据权利要求1所述的黄酒品种检测装置，其特征是，所述T形搅拌管的横截面呈圆形，T形搅拌管的外周面下部设有若干个出气孔。

4.根据权利要求1或2或3所述的黄酒品种检测装置，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，用于检测甲烷和丙烷的第六传感器，用于检测丁烷的第七传感器，用于检测氮氧化物的第八传感器，用于检测氨气的第三传感器。

5.一种根据权利要求1所述的黄酒品种检测装置的检测方法，其特征是，包括如下步骤：

(5-1)计算机中设有非线性自标定动态分类模型，非线性自标定动态分类模型包括非线性状态空间模型、残差变量和分类标准模型；

非线性状态空间模型为其中σ为信噪比谱特征噪声宽度，ε为中间传递参量，τ为初始相位，为输出变量，κ、η和Γ均为实参数；

残差变量为其中为空间模型的实际输出，为空间模型的理论输出，为预设值；

分类标准模型为：其中，L为平均数据长度，N为最大检测数据长度，Δ为动态分类参数；设定误差门限值p；

计算机中设有dxdt=bx-ax3+AeNOSE(t)+2Dξ(t),]]>其中，A是常数，D是噪声强度，a和b是实参数，ξ(t)为高斯白噪声；

(5-2)计算机将第一和第二电磁阀打开，经过活性炭过滤的空气通过进气管通入气体采集腔中20至30分钟；

(5-3)选择n种黄酒，设定黄酒的品种序号为j，j＝1；

(5-3-1)将黄酒j分成m个质量相同的黄酒样本，设定样本序号为i，i＝1；

(5-3-2)将黄酒j的样本i放入样品腔内，计算机控制第一、第二电磁阀关闭，并开动第一气泵；第一气泵带动黄酒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30至40分钟；

(5-3-3)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；

(5-3-4)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，采样探头将黄酒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；模数转换器将各个模拟响应信号分别转换为数字响应信号，得到传感器阵列的数字响应信号eNOSE(t)；

(5-3-5)将eNOSE(t)输入随机共振系统模型dxdt=bx-ax3+AeNOSE(t)+2Dξ(t)]]>中，使随机共振系统模型产生随机共振；

计算机利用公式SNR=2[limΔω→0∫Ω-ΔωΩ+ΔωS(ω)dω]/SN(Ω)]]>计算激励噪声信号的信噪比SNR，其中ω是信号频率，Ω为角频率，S(ω)是信号频谱密度，S_N(Ω)是信号频率范围内的噪声强度；

(5-3-6)计算机画出随机共振系统模型的激励噪声信号的信噪比谱图，在信噪比谱图中选取信噪比谱特征噪声宽度，并将信噪比谱特征噪声宽度存储到计算机中；

(5-3-7)当i＜m，使i值增加1，重复步骤(5-3-2)至步骤(5-3-6)，得到m个信噪比谱特征噪声宽度；计算机计算信噪比谱特征噪声宽度的平均值，并将信噪比谱特征噪声宽度的平均值定义为阈值Thr；

(5-3-8)当j＜n，使j值增加1，重复步骤(5-3-1)至步骤(5-3-7)，得到n个与黄酒品种相关联的阈值Thr₁，Thr₂，…，Thr_n；

(5-4)选定待检测的黄酒W，将黄酒W分成m个质量相同的黄酒样本，设定样本序号为i，i＝1；重复步骤(5-2)、(5-3-2)至(5-3-6)对黄酒W的m个样本依次进行检测，得到黄酒W的信噪比谱特征噪声宽度σ；

(5-5)利用非线性自标定动态分类模型计算黄酒W的动态分类参数Δ；

(5-6)计算机依次计算当则计算机做出被检测的黄酒W的品种为品种j的判断。