[发明专利]一种白芨品质快速无损检测系统及方法

权利要求书

1.一种白芨品质快速无损检测方法，用于一种白芨品质快速无损检测系统，所述白芨品质快速无损检测系统包括数据处理装置和数据采集装置，所述数据采集装置包括样品放置模块(1)和气体检测模块(2)，所述样品放置模块(1)包括样品放置台(3)以及与样品放置台(3)匹配的盖体(4)，所述样品放置台(3)顶面设有若干个通孔(5)，所述样品放置台(3)底面设有第一进气孔(6)，所述第一进气孔(6)与通孔(5)连通，所述盖体(4)中部设有第一出气孔(7)，所述盖体(4)上还设有透光窗(8)和喷入孔(9)，所述气体检测模块(2)包括基座，所述基座内设有多个独立的气腔，所述气腔内设有气体传感器(10)，所述气腔顶部设有第二进气孔，所述第二进气孔通过导气管路与第一出气孔连通，所述气腔底部设有第二出气孔，所述气体传感器(10)与数据处理装置电连接，所述气腔有十个，十个气腔内的气体传感器(10)分别为TGS-825传感器、TGS-821传感器、TGS-826传感器、TGS-822传感器、TGS-842传感器、TGS-813传感器、TGS-2610传感器、TGS-2201传感器、TGS-4161传感器、TP-401传感器，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将被测白芨样品放到样品放置台上，将盖体盖上；

S2：喷雾装置将纳米级TiO₂粉末从喷入孔喷入，纳米级TiO₂粉末被喷涂至被测白芨样品表面；

S3：打开光源，光源将紫外光从透光窗射入，照射被测白芨样品，被测白芨样品产生的挥发性气体通入每个气腔，气腔内的气体传感器与挥发性气体接触产生响应信号，数据处理装置对气体传感器产生的响应信号进行采样并进行处理，判断被测白芨样品是否霉变，如果霉变则评估霉变程度。

2.根据权利要求1所述的一种白芨品质快速无损检测方法，其特征在于，所述喷入孔(9)有多个，沿圆周方向围成弧形。

3.根据权利要求1或2所述的一种白芨品质快速无损检测方法，其特征在于，所述基座包括相互配合的上壳体(11)、下壳体(12)，所述气腔由位于上壳体(11)上的第一腔体(13)和位于下壳体(12)上的第二腔体(14)构成。

4.根据权利要求1或2所述的一种白芨品质快速无损检测方法，所述盖体(4)与样品放置台(3)铰接。

5.根据权利要求1所述的一种白芨品质快速无损检测方法，其特征在于，所述步骤S3中判断被测白芨样品是否霉变的方法包括以下步骤：

获取每个气体传感器产生的响应信号，第i个气体传感器在t时刻产生的响应信号为sen_i(t)，将气体传感器平均响应输入非线性特征提取模型：

其中，x(t)为模型因子轨迹函数，ξ(t)为调谐信号，t为时间，k为激励强度，V(x，t)为四势阱势函数，a、b、c、d都为常数，由公式(1)、(2)计算得到：

调节k的值，当k＝k1时，达到最大值，所以当k＝k1时信噪比SNR存在特征值，

如果SNR_特征值的绝对值位于没有霉变白芨样品对应的阈值范围内，则被测白芨样品没有霉变，

如果SNR_特征值的绝对值位于轻微霉变白芨样品对应的阈值范围内，则被测白芨样品轻微霉变，

如果SNR_特征值的绝对值位于中度霉变白芨样品对应的阈值范围内，则被测白芨样品中度霉变，

如果SNR_特征值的绝对值位于重度霉变白芨样品对应的阈值范围内，则被测白芨样品重度霉变。

6.根据权利要求1所述的一种白芨品质快速无损检测方法，其特征在于，所述步骤S3中的紫外光的波长为350～388nm。

7.根据权利要求6所述的一种白芨品质快速无损检测方法，其特征在于，确定紫外光波长为350～388nm的方法包括以下步骤：

以气腔通入被测白芨样品产生的挥发性气体的时间为X轴、气体传感器产生的响应信号为Y轴建立直角坐标系，气体传感器在检测过程中产生响应曲线，响应信号的平均值为mean，响应信号的最大值为max，响应信号的最小值为min，响应上升速率T为响应信号从最小值上升到最大值所需要的时间，折半上升速率t1为响应信号从最小值上升到平均值所需要的时间；

以(0，min)、(t1，min)、(t1，mean)三点构建直角三角形，以(0，min)、(T，min)、(T，max)三点构建直角三角形，点(0，min)、(T，min)构成的直线与点(0，min)、(T，max)构成的直线的夹角为β，点(0，min)、(T，max)构成的直线与点(0，min)、(t1，mean)构成的直线的夹角为α，为了提高检测准确度需使气体传感器产生的响应曲线满足以下条件：

根据

得到

则有

由于speh＝tan(α+β)，spe＝tanβ，min≈0，

则

由于α≈β，则即

采用不同波长紫外光照射没有霉变的被测白芨样品进行检测，采用不同波长紫外光照射轻微霉变的被测白芨样品进行检测，采用不同波长紫外光照射中度霉变的被测白芨样品进行检测；

得到当波长为350～388nm的紫外光照射没有霉变/轻微霉变/中度霉变的被测白芨样品时，每个气体传感器产生的响应曲线满足

所以紫外光波长为350～388nm。