一种用于检测茶叶品质的电子鼻及其控制方法和管理系统技术方案

本发明专利技术涉及电子鼻检测技术领域，具体公开了一种可用于检测茶叶品质的电子鼻及其控制方法、管理系统，该电子鼻包括机箱1以及设置在机箱1内的气体通路。气体通路包括气体进样口2、过滤器3、第一三通电磁阀T1、第二三通电磁阀T2、第三三通电磁阀T3，以及顺序连通的金属氧化物气室4、电化学气室5、质量流量控制器MFC、气泵6和出气口7。该电子鼻设计有气体通路，在该通路的金属氧化物气室4、电化学气室5中，设置有能够响应茶叶气味VOC的多种不同原理的传感器阵列，能够客观地获得更多茶叶气味特征；设计有加工前进样口G3、加工后进样口G4、背景空气入口G1和载气入口G2，可在一次实验中采集茶叶加工前与加工后的气味，提高检测精度。提高检测精度。提高检测精度。

【技术实现步骤摘要】
一种用于检测茶叶品质的电子鼻及其控制方法和管理系统


[0001]本专利技术涉及电子鼻检测
，尤其涉及一种可用于检测茶叶品质的电子鼻及其控制方法、管理系统。

技术介绍

[0002]随着人们生活水平的提高，人们越来越关注自身的健康，越来越注重日常饮食的质量。现代科学证明，茶与人们健康有着密切的关系，茶叶内含有的物质有着丰富的营养，与人体的代谢相关，并具有药理作用，可改善人体对疾病的抵抗能力，而且品质越好，茶叶中的这些有益成分含量越高。目前市场上的茶叶种类繁多，但品质良莠不齐。虽然利用感官评价、气相色谱质谱(GC
‑
MS)等也可用于茶叶品质的检测，但在实际应用中，存在一些诸如检测物质复杂、感官评价外界不可控因素太多、仪器及检测费用较昂贵等问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种用于检测茶叶品质的电子鼻及其控制方法和管理系统，解决的技术问题在于：如何客观地、精准地、低成本地对茶叶品质进行检测。
[0004]为解决以上技术问题，本专利技术提供一种用于检测茶叶品质的电子鼻，包括机箱1以及设置在所述机箱1内的气体通路；所述气体通路包括气体进样口2、过滤器3、第一三通电磁阀T1、第二三通电磁阀T2、第三三通电磁阀T3，以及顺序连通的金属氧化物气室4、电化学气室5、质量流量控制器MFC、气泵6和出气口7；所述气体进样口2包括背景空气入口G1、载气入口G2、加工前进样口G3、加工后进样口G4；所述气体进样口2和所述出气口7嵌设在所述机箱1的侧壁上；所述金属氧化物气室4中设有用于检测茶叶第一挥发性气味组合的第一传感器阵列，所述电化学气室5设有用于检测茶叶第二挥发性气味组合的第二传感器阵列；
[0005]所述加工前进样口G3和所述加工后进样口G4分别连接所述第三三通电磁阀T3的第一进气端和第二进气端，所述背景空气入口G1通过所述过滤器3和所述载气入口G2分别连接所述第二三通电磁阀T2的第一进气端和第二进气端，所述第二三通电磁阀T2的出气端和所述三通电磁阀T3的出气端分别连接所述第一三通电磁阀T1的第一进气端和第二进气端，所述第一三通电磁阀T1的出气端连接所述金属氧化物气室4的进气端。
[0006]可选地，一种用于检测茶叶品质的电子鼻，还包括设置在所述机箱1内的控制通路；所述控制通路包括IO控制板8、温湿度气压传感器读出电路9和信号调理板10；所述金属氧化物气室4及所述电化学气室5中还设有温湿度气压传感器；
[0007]所述IO控制板8连接所述第一三通电磁阀T1、所述第二三通电磁阀T2、所述第三三通电磁阀T3、所述质量流量控制器MFC和所述气泵6并控制其工作；
[0008]所述温湿度气压传感器读出电路9连接所述温湿度气压传感器，用于读取相应的温度传感数据、湿度传感数据和气压传感数据；
[0009]所述信号调理板10连接所述第一传感器阵列和所述第二传感器阵列，用于读取相应的茶叶气味传感数据。
[0010]可选地，所述控制通路还包括嵌设在所述机箱1侧壁上的上位机11；所述信号调理板10通过顺序连接的AD采集卡12及第一USB接口USB1连接USB集线器USB HUB，所述IO控制板8通过第二USB接口USB2连接所述USB集线器USB HUB，所述质量流量控制器MFC通过顺序连接的485接口、485转USB接口、第三USB接口USB3连接所述USB集线器USB HUB，所述温湿度气压传感器读出电路9通过第四USB接口USB4连接所述USB集线器USB HUB，所述USB集线器USB HUB连接所述上位机11。
[0011]可选地，所述控制通路还包括固定于所述金属氧化物气室4底部的加热片13，所述加热片13连接所述IO控制板8。
[0012]可选地，所述控制通路还包括嵌设在所述机箱1侧壁上的风扇14，所述风扇14连接所述IO控制板8，用于对所述机箱1内部进行散热。
[0013]可选地，所述第一传感器阵列包括多种金属氧化物类的茶叶气味传感器；所述第二传感器阵列包括多种非金属氧化物类的茶叶气味传感器；所述金属氧化物气室4的内壁及所述电化学气室5的内壁均镀有特氟龙保护涂层。
[0014]本专利技术提供的一种用于检测茶叶品质的电子鼻，实现的效果在于：
[0015]1、设计有用于茶叶气味检测的气体通路，在该通路的金属氧化物气室4、电化学气室5中，设置有能够响应茶叶气味VOC(挥发性有机化合物)的多种不同原理的传感器阵列(第一传感器阵列和第二传感器阵列)，能够客观地获得更多茶叶气味特征；
[0016]2、设计有加工前进样口G3、加工后进样口G4、背景空气入口G1和载气入口G2，可在一次实验中采集茶叶加工前与加工后的气味，提高检测精度；
[0017]3、设计加热片13对金属氧化物气室4加热，可适用于金属氧化物气体传感器(第一传感器阵列)工作；
[0018]4、设计风扇14对机箱1内部进行散热，以提高电子鼻的可靠性和稳定性；
[0019]5、设计IO控制板8对三通电磁阀、气泵6、加热片13、风扇14进行控制，设计信号调理板10采集相应的茶叶气味传感数据，设计温湿度气压传感器读出电路9采集温度传感数据、湿度传感数据和气压传感数据，设计上位机实现总控和数据分析，智能化程度高，具有良好的发展前景；
[0020]6、由机箱1、多个三通电磁阀、质量流量控制器MFC、气泵6、传感器阵列、单片机(IO控制板8)、上位机11、数据传输接口等搭建而成，封装在机箱1中，成本低。
[0021]本专利技术还提供一种用于检测茶叶品质的电子鼻的控制方法，针对上述电子鼻，具体包括步骤：
[0022]S1.基线数据采集：按需求通过所述上位机11设定质量流量控制器MFC的流量值，并控制所述第一三通电磁阀T1、第二三通电磁阀T2、第三三通电磁阀T3及所述气泵6，使得仅有背景空气从所述背景空气入口G1进入，依次流经所述第二三通电磁阀T2、所述第一三通电磁阀T1、所述金属氧化物气室4、电化学气室5、所述质量流量控制器MFC和所述气泵6，从所述出气口7排出，对所述金属氧化物气室4、电化学气室5进行基线数据采集；
[0023]S2.加工前样本数据采集：通过所述上位机11按需求设定质量流量控制器MFC的流量值，并控制所述第一三通电磁阀T1、第二三通电磁阀T2、第三三通电磁阀T3及所述气泵6，使得仅有加工前气体样本从所述加工前进样口G3进入，依次流经所述第三三通电磁阀T3、所述第一三通电磁阀T1、所述金属氧化物气室4、电化学气室5、所述质量流量控制器MFC和
所述气泵6，从所述出气口7排出，对所述金属氧化物气室4、电化学气室5进行加工前样本数据采集；
[0024]S3.第一次清洗：按需求通过所述上位机11设定质量流量控制器MFC的流量值，并控制所述第一三通电磁阀T1、第二三通电磁阀T2、第三三通电磁阀T3及所述气泵6，使得仅有背景空气从所述背景空气入口G1进入，依次流经所述第二三通电磁阀T2、所述第一三通电磁阀T1、所述金属氧化物气室4、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于检测茶叶品质的电子鼻，其特征在于，包括机箱(1)以及设置在所述机箱(1)内的气体通路；所述气体通路包括气体进样口(2)、过滤器(3)、第一三通电磁阀(T1)、第二三通电磁阀(T2)、第三三通电磁阀(T3)，以及顺序连通的金属氧化物气室(4)、电化学气室(5)、质量流量控制器(MFC)、气泵(6)和出气口(7)；所述气体进样口(2)包括背景空气入口(G1)、载气入口(G2)、加工前进样口(G3)、加工后进样口(G4)；所述气体进样口(2)和所述出气口(7)嵌设在所述机箱(1)的侧壁上；所述金属氧化物气室(4)中设有用于检测茶叶第一挥发性气味组合的第一传感器阵列，所述电化学气室(5)设有用于检测茶叶第二挥发性气味组合的第二传感器阵列；所述加工前进样口(G3)和所述加工后进样口(G4)分别连接所述第三三通电磁阀(T3)的第一进气端和第二进气端，所述背景空气入口(G1)通过所述过滤器(3)和所述载气入口(G2)分别连接所述第二三通电磁阀(T2)的第一进气端和第二进气端，所述第二三通电磁阀(T2)的出气端和所述三通电磁阀(T3)的出气端分别连接所述第一三通电磁阀(T1)的第一进气端和第二进气端，所述第一三通电磁阀(T1)的出气端连接所述金属氧化物气室(4)的进气端。2.根据权利要求1所述的一种用于检测茶叶品质的电子鼻，其特征在于：还包括设置在所述机箱(1)内的控制通路；所述控制通路包括IO控制板(8)、温湿度气压传感器读出电路(9)和信号调理板(10)；所述金属氧化物气室(4)及所述电化学气室(5)中还设有温湿度气压传感器；所述IO控制板(8)连接所述第一三通电磁阀(T1)、所述第二三通电磁阀(T2)、所述第三三通电磁阀(T3)、质量流量控制器(MFC)和所述气泵(6)并控制其工作；所述温湿度气压传感器读出电路(9)连接所述温湿度气压传感器，用于读取相应的温度传感数据、湿度传感数据和气压传感数据；所述信号调理板(10)连接所述第一传感器阵列和所述第二传感器阵列，用于读取相应的茶叶气味传感数据。3.根据权利要求2所述的一种用于检测茶叶品质的电子鼻，其特征在于：所述控制通路还包括嵌设在所述机箱(1)侧壁上的上位机(11)；所述信号调理板(10)通过顺序连接的AD采集卡(12)及第一USB接口(USB1)连接USB集线器(USB HUB)，所述IO控制板(8)通过第二USB接口(USB2)连接所述USB集线器(USB HUB)，所述质量流量控制器(MFC)通过顺序连接的485接口、485转USB接口、第三USB接口(USB3)连接所述USB集线器(USB HUB)，所述温湿度气压传感器读出电路(9)通过第四USB接口(USB4)连接所述USB集线器(USB HUB)，所述USB集线器(USB HUB)连接所述上位机(11)。4.根据权利要求3所述的一种用于检测茶叶品质的电子鼻，其特征在于：所述控制通路还包括固定于所述金属氧化物气室(4)底部的加热片(13)，所述加热片(13)连接所述IO控制板(8)。5.根据权利要求4所述的一种用于检测茶叶品质的电子鼻，其特征在于：所述控制通路还包括嵌设在所述机箱(1)侧壁上的风扇(14)，所述风扇(14)连接所述IO控制板(8)，用于对所述机箱(1)内部进行散热。6.根据权利要求1～5任意一项所述的一种用于检测茶叶品质的电子鼻，其特征在于：所述第一传感器阵列包括多种金属氧化物类的茶叶气味传感器；所述第二传感器阵列包括
多种非金属氧化物类的茶叶气味传感器；所述金属氧化物气室(4)的内壁及所述电化学气室(5)的内壁均镀有特氟龙保护涂层。7.一种用于检测茶叶品质的电子鼻的控制方法，其特征在于，针对权利要求4～6任意一项所述的用于检测茶叶品质的电子鼻，具体包括步骤：S1.基线数据采集：按需求通过所述上位机(11)设定质量流量控制器(MFC)的流量值，并控制所述第一三通电磁阀(T1)、第二三通电磁阀(T2)、第三三通电磁阀(T3)及所述气泵(6)，使得仅有背景空气从所述背景空气入口(G1)进入，依次流经所述第二三通电磁阀(T2)、所述第一三通电磁阀(T1)、所述金属氧化物气室(4)、电化学气室(5)、所述质量流量控制器(MFC)和所述气泵(6)，从所述出气口(7)排出，对所述金属氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱君辉，张爱玲，田逢春，杜胤征，刘然，卢梦晨，倪曌桁，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：