基于氣體傳感器陣列的幾種農產品品質檢測研究.pdf

1、近20年來，電子鼻研究取得了長足進展。目前國外已經有十幾家公司可以生產電子鼻，這些設備大多可應用在食品工業(yè)中。檢測樣品時花費小、靈敏度高、重復性好是它們的主要優(yōu)點，但它們價格較貴，推廣使用比較困難。電子鼻及其應用研究在我國尚處于起步階段，研究開發(fā)便攜，低功耗，價格適宜的電子鼻近年來己發(fā)展成為一個熱門的研究方向。本文結合農產品的香氣成分復雜的特點，開發(fā)一種能依據農產品的揮發(fā)性氣味對農產品進行檢測的電子鼻。全文圍繞電子鼻系統(tǒng)的研制和電子鼻在

2、農產品檢測中的應用展開研究。實現(xiàn)了電子鼻系統(tǒng)的研制，并成功地將所開發(fā)的電子鼻應用于谷物霉變、谷物蟲害和水果質量的識別和定量分析中。主要結論如下： 設計并實現(xiàn)了一個電子鼻系統(tǒng)。該系統(tǒng)由取樣部分、數據采集部分、信號處理部分組成。并采用LabVIEW開發(fā)軟件，結合虛擬儀器的概念，開發(fā)了電子鼻系統(tǒng)軟件。傳感器陣列由八個商業(yè)化的傳感器組成，只要更換一個或幾個傳感器即可組成新的傳感器陣列，可方便的測量其它樣品。 通過所研制的電子鼻系

3、統(tǒng)對不同霉變程度的谷物，新鮮谷物中摻入不同百分比的霉變谷物進行檢測。通過方差分析和主成分分析(PCA)對傳感器陣列進行優(yōu)化，去掉冗余的傳感器，然后進行不同的模式識別。模式識別結果顯示該系統(tǒng)對谷物霉變菌落總數和在新鮮谷物中摻入霉變谷物數量的檢測都具有很高的分析精度。 探索了水果堅實度、糖度和pH值的電子鼻無損檢測方法。采用逐步回歸、二次多項式逐步回歸和BP網絡建立大白桃堅實度、糖度和pH與電子鼻信號之間的關系模型。預測值和測試值的

4、相關系數都很高，相應的誤差也很小。對不同采摘期雪青梨采用多元線性回歸、主成分回歸、偏最小二乘回歸的線性建模方法，建立了雪青梨堅實度、糖度和pH值的回歸模型，除了pH值的回歸模型，其它模型的預測精度總體來說都比較好。不同建模方法所得的數學模型預測結果有一定的差異，其中多元線性回歸模型的預測結果是最好的。然后采用二次多項式回歸和BP網絡建立雪青梨堅實度、糖度和pH預測模型。多元線性回歸、二次多項式回歸和BP網絡對雪青梨堅實度和糖度的預測精度

5、都很好。利用定量分析方法建立水果質量指標與電子鼻信號之間關系的數學模型，并用于水果質量的預測是可行的。 電子鼻系統(tǒng)對稻谷、小麥和玉米的生蟲情況以及在完好的谷物中摻入不同比例的生蟲谷物的樣本進行檢測。主成分分析(PCA)和線性判別分析(LDA)可以把受蟲害侵蝕不同時間的稻谷、小麥和玉米根據受侵害的時間進行很好的分類。分別利用多元線性逐步回歸、二次多項式逐步回歸和BP網絡建立傳感器信號和稻谷生蟲時間、小麥生蟲時間之間的模型，結果顯示