[发明专利]甜橙储存时间的检测方法

摘要

本发明公开了一种甜橙储存时间的检测方法，本发明采用气体传感器并结合声表面波测量不同储存时间甜橙样品的响应信号，根据气体传感器阵列响应数据和声表面波检出频率构建甜橙储存时间第一、第二预测模型，建立甜橙储存时间综合预测模型，并利用甜橙储存时间综合预测模型对甜橙样品W的储存时间进行预测。本发明具有快速、无损、准确性好的优点，可根据预测得到的储存时间对甜橙的储存、采摘时间进行合理安排，有效防止在运输及储存过程中甜橙的腐败变质。

主权项

1.一种甜橙储存时间的检测方法，其特征是，包括如下步骤：(1-1)选择n个刚采摘的甜橙样品，将甜橙样品放在冷藏箱内储存，对甜橙样品进行检测：(1-1-1)设定检测时间为m₁，储存时间的序号为Time₁，Time₁的初始值为1；使用声表面波检测装置检测甜橙的频率响应，并得到甜橙储存时间第一预测公式：所述声表面波检测装置包括计数器(1)，屏蔽箱(2)，设于屏蔽箱内的振荡器(3)和声表面波谐振器(4)；振荡器和声表面波谐振器构成振荡回路，计数器与振荡回路电连接，计数器上设有用于与计算机(9)电连接的数据接口，声表面波谐振器上设有两个电极；步骤a，在n个甜橙样品中任选1个甜橙样品，并将甜橙样品放入屏蔽箱中，使声表面波谐振器的两个电极分别与甜橙(17)样品的相对侧面相接触；步骤b，声表面波检测装置工作30至40分钟后，计数器采集振荡回路的频率响应曲线，在频率响应曲线上采集60至100个频率值，将各个频率值构成频率信号Input(t)；计算机中预设有第一随机共振系统模型其中，ξ(t)为高斯白噪声，A、a和b均是常数，f₀是调制信号频率，D是噪声强度，t是布朗运动粒子运动时间，x是粒子运动的坐标；将频率信号Input(t)输入第一随机共振系统模型中，使第一随机共振系统模型发生共振；计算机利用公式计算输出信噪比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；计算机画出第一随机共振系统模型中的输出信噪比曲线，得到信噪比曲线的两个峰值，将两个峰值的差值的绝对值作为信噪比特征值F；并将信噪比特征值F储存在计算机中；步骤c，当Time₁＜m₁，使Time₁值增加1，将被检测甜橙样品放回冷藏箱中储存，24小时后，重复步骤a和步骤b；得到m₁个与Time₁相关联的F，将F和Time₁构成点(F，Time₁)，根据m₁个点(F，Time₁)进行线性拟合，得到甜橙储存时间第一预测公式：Time₁＝f(F)；(1-1-2)设定检测时间为m₂，储存时间的序号为Time₂，Time₂的初始值为1；使用气体检测装置检测甜橙挥发的气味，并得到甜橙储存时间第二预测公式：所述气体检测装置包括气室(10)、设于气室内的传感器阵列(11)和模数转换器(12)；所述气室上设有采样探头(13)和清洗探头(14)，采样探头上设有采样气泵(15)，清洗探头上设有清洗气泵(16)；传感器阵列与模数转换器电连接，模数转换器、采样气泵和清洗气泵上均设有用于计算机电连接的数据接口；所述传感器阵列包括若干个气体传感器；步骤d，计算机控制清洗气泵工作，洁净空气通入气室中对各个气体传感器进行清洗，当各个气体传感器的响应稳定至基线时，关闭清洗气泵；步骤e，在n个甜橙样品中任选1个甜橙样品，将甜橙样品置入样品瓶中，将样品瓶密封静置20至30分钟，将采样探头和气压平衡器同时插进样品瓶中，计算机控制采样探头采集样品产生的挥发性气体；在采集挥发性气体的同时，气压平衡器将经过活性炭过滤的空气导入样品瓶中，实现气压平衡；步骤f，挥发性气体与各个传感器接触，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，计算机对数字响应信号取平均，得到传感器阵列数字响应信号I(t)；计算机中预设有第二随机共振模型其中，ξ(f)为高斯白噪声，t是布朗运动粒子运动时间，x是粒子运动的坐标，f₀是信号频率，a，b和A为常数；步骤g，将I(t)输入第二随机共振模型中，使第二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，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；步骤h，计算机画出第二随机共振系统模型的输出信噪比曲线，在信噪比曲线中选取信噪比曲线的信噪比最大值为特征值SNR_max，并将SNR_max储存到计算机中；步骤i，当Time₂＜m₂，使Time₂值增加1，将被检测甜橙样品放回冷藏箱中储存，24小时后，重复步骤d至步骤h；得到m₂个与Time₂相关联的SNR_max，将SNR_max和Time₂构成点(SNR_max，Time₂)，根据m个点(SNR_max，Time₂)进行非线性Boltzmann拟合，得到甜橙储存时间第二预测公式Time₂＝f(SNR_max)；(1-2)建立甜橙储存时间综合预测模型：Time(F，SNR_max)＝P₁×f(F)+P₂×f(SNR_max)，P₁和P₂为待定系数；将两组甜橙储存时间、与所述储存时间相对应的信噪比特征值F及与所述储存时间相对应的SNR_max代入甜橙储存时间综合预测模型，从而得到P₁和P₂；(1-3)检测与所述甜橙样品相同储存条件下的待检测甜橙样品W，得到甜橙样品W的信噪比最大值SNR_max和信噪比特征值F；将SNR_max和频率F代入甜橙储存时间综合预测模型中，计算甜橙样品W的储存时间Time_预测。