【摘要】：電子鼻是當(dāng)前較為先進的氣味檢測儀器,通過氣敏傳感器可以對一種或多種氣體進行綜合判斷。目前,電子鼻技術(shù)在食品藥品的加工過程監(jiān)測以及品質(zhì)鑒定等方面得到了廣泛的應(yīng)用。由于茶香氣的組成成分較為復(fù)雜,盡管很多人在算法層面進行了多種嘗試,但檢測效果依然不盡人意。明確檢測過程中的實驗參數(shù),篩選更具針對性的氣敏傳感器陣列是解決該問題的關(guān)鍵所在。本文確定了基于相關(guān)系數(shù)及區(qū)分性能值的氣敏傳感器剔除方法,在此基礎(chǔ)上根據(jù)聚類分析及區(qū)分性能值的氣敏傳感器陣列篩選方法,分別篩選出了針對綠茶(炒青綠茶、烘青綠茶)、紅茶、烏龍茶三大茶類的氣敏傳感器陣列。構(gòu)建以STM32為核心的電子鼻硬件系統(tǒng),并在軟件中集成了基于均值和最大方差時刻響應(yīng)值的PCA、LDA模式識別算法。采用中位值平均濾波法對采集的數(shù)據(jù)進行濾波處理。除此之外,通過實驗對比確定了茶香氣檢測過程中的最佳實驗參數(shù)�；诓柘銡獾慕M成成分,篩選了 15種金屬氧化物氣敏傳感器,通過相關(guān)性分析找到其中存在的冗余傳感器組合。在此基礎(chǔ)上結(jié)合區(qū)分性能值,剔除冗余傳感器組合中區(qū)分性能值差的一個,完成對冗余氣敏傳感器的剔除�；诰垲惙治黾皡^(qū)分性能值的氣敏傳感器陣列篩選方法,通過聚類分析明確各傳感器的獨立性,篩選時從區(qū)分性能值最大的傳感器開始,逐步選取獨立性大的氣敏傳感器,最終篩選得到最佳的氣敏傳感器陣列�；谙嚓P(guān)系數(shù)及區(qū)分性能值的冗余氣敏傳感器剔除方法和基于聚類分析及區(qū)分性能值的氣敏傳感器陣列的篩選方法,篩選出了針對紅茶(Lb)、烏龍茶(Lo)、炒青綠茶(Lf)以及烘青綠茶(Lh)的氣敏傳感器陣列。在隨機森林及四種基本模式識別方法下,使用氣敏傳感器陣列檢測其對應(yīng)的茶香氣,區(qū)分準(zhǔn)確率可達到98%以上。通過交叉實驗進一步驗證了當(dāng)傳感器陣列的針對性越強時,傳感器的檢測效果越好。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP212;TS272.7
【圖文】：

色譜－質(zhì)譜聯(lián)合分析了福建地區(qū)的半發(fā)酵茶的香氣成分，分析出的主要香氣成分包括：菇烯逡逑醇、苯甲醇、苯乙醇等，并且證明這些成分在高品質(zhì)級茶中的含量較多。逡逑目前使用比較廣泛的質(zhì)譜儀是韓國ＹＬ９９００Ｌ的質(zhì)譜儀，如圖１．２邋（ａ）所示。在１９９３逡逑年，趙和濤等［１２］利用色譜－質(zhì)譜－計算機聯(lián)用技術(shù)（ＧＣ－ＭＳ）分析紅茶香氣，分析表明構(gòu)成祁逡逑門紅茶的芳香物質(zhì)主要是主要是醇類、醋類、酸類、醌類等化合物。如圖１．２邋（ｂ）所示，逡逑為聚光科技公司的Ｍａｒｓ－６１００氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀，目前氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀的發(fā)展越來逡逑越小型化，便攜化，如圖１．２邋（ｃ）所示，為聚光科技公司的Ｍａｒｓ－４００Ｐｌｕｓ便攜式快速氣逡逑相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用儀，該設(shè)備首次將快速低熱容氣相色譜技術(shù)和三維離子阱質(zhì)譜技術(shù)有機逡逑結(jié)合。近些年來，全二維氣相色譜／航行時間質(zhì)譜（ＧＣＸＧＣ—ＴＯＦＭＳ）被廣泛熟知，如圖逡逑１．３所示，該技術(shù)可以更為準(zhǔn)確、快速地判斷茶葉種類及品質(zhì)。逡逑＃rP?邐ｊ逡逑Ｉ邐－１＾—ｔ邐ｍｍ逡逑卜邐＾邋Ｊ邋⑶逡逑？＾邋ｊ邋Ｊ邋．一逡逑（ａ）邋ＹＬ９９００Ｌ質(zhì)譜儀邐（ｂ）邋Ｍａｒｓ－６１００氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀逡逑（ｃ）邋Ｍａｒ?

色譜－質(zhì)譜聯(lián)合分析了福建地區(qū)的半發(fā)酵茶的香氣成分，分析出的主要香氣成分包括：菇烯逡逑醇、苯甲醇、苯乙醇等，并且證明這些成分在高品質(zhì)級茶中的含量較多。逡逑目前使用比較廣泛的質(zhì)譜儀是韓國ＹＬ９９００Ｌ的質(zhì)譜儀，如圖１．２邋（ａ）所示。在１９９３逡逑年，趙和濤等［１２］利用色譜－質(zhì)譜－計算機聯(lián)用技術(shù)（ＧＣ－ＭＳ）分析紅茶香氣，分析表明構(gòu)成祁逡逑門紅茶的芳香物質(zhì)主要是主要是醇類、醋類、酸類、醌類等化合物。如圖１．２邋（ｂ）所示，逡逑為聚光科技公司的Ｍａｒｓ－６１００氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀，目前氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀的發(fā)展越來逡逑越小型化，便攜化，如圖１．２邋（ｃ）所示，為聚光科技公司的Ｍａｒｓ－４００Ｐｌｕｓ便攜式快速氣逡逑相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用儀，該設(shè)備首次將快速低熱容氣相色譜技術(shù)和三維離子阱質(zhì)譜技術(shù)有機逡逑結(jié)合。近些年來，全二維氣相色譜／航行時間質(zhì)譜（ＧＣＸＧＣ—ＴＯＦＭＳ）被廣泛熟知，如圖逡逑１．３所示，該技術(shù)可以更為準(zhǔn)確、快速地判斷茶葉種類及品質(zhì)。逡逑＃rP?邐ｊ逡逑Ｉ邐－１＾—ｔ邐ｍｍ逡逑卜邐＾邋Ｊ邋⑶逡逑？＾邋ｊ邋Ｊ邋．一逡逑（ａ）邋ＹＬ９９００Ｌ質(zhì)譜儀邐（ｂ）邋Ｍａｒｓ－６１００氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀逡逑（ｃ）邋Ｍａｒ?

用德國Ａｉｒｓｅｎｓｅ公司的ＰＥＮ２電子鼻研究了邋３種不同等級信陽毛尖茶的揮發(fā)性氣味，建逡逑立了傳感器信號和信陽毛尖茶的茶多酚含量之間的檢測模型，該研究證明了電子鼻結(jié)合有逡逑效地模式識別方法可以對不同種類及品質(zhì)的茶香氣進行區(qū)分。ＰＥＮ２電子鼻如圖１．４所示，逡逑是目前應(yīng)用較為廣泛的電子鼻之一。逡逑歐，．一逡逑圖１．４邋ＰＥＮ２電子鼻逡逑Ｍ電子鼻系統(tǒng)研究現(xiàn)狀逡逑（１）國外研究現(xiàn)狀逡逑近些年來，電子鼻技術(shù)快速發(fā)展，１９９３年，Ｗｉｎｑｕｉｔ等自主研發(fā)了筒易的電子鼻系逡逑統(tǒng)。２０００年，黃俊雄等［２１］采用英國ＡｒｏｍａＳｃａｎ公司的ＬａｂＳｔａｔｉｏｎ電子鼻進行了香煙的檢逡逑測，該電子鼻包括了邋３２個氣敏傳感器并融合了數(shù)據(jù)處理及圖像識別算法。德國Ａｉｒｓｅｎｓｅ公逡逑司生產(chǎn)的ＰＥＮ系列的電子鼻系統(tǒng)中包含１０種氣敏傳感器系統(tǒng)，目前以廣泛應(yīng)用于食品質(zhì)逡逑

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本文編號：2756190