一种便携式的坛装酒品质检测装置，其特征在于：包括有计算机组件、毫米波微波雷达、数据传输线或数据通讯模块，微波雷达上有发射与接收天线，微波雷达与计算机组件(可以是一台微型计算机，或其等价替代品如树莓派、智能手机、平板电脑)相连接，以及必要的用户输入与显示设备(如触摸屏)、必要的电池或者供电输入口，其工作方式为：1)、通过毫米波微波雷达组件靠近或者紧贴酒坛，选取生成特定参数的微波，靠近或贴着酒坛对酒坛内部发射微波，并接收回波，设备接收回波并检测记录该发射微波的回波信号的总的回波强度，微波回波与标准特征数据库对比，如果回波信号强度相比于标准品质的增大，或者相对于自身的长期测量观察曲线出现向上拐头的拐点并且斜率明显增大，则系统判断酒类发生了变质陈化，发出提示或报警。发出提示或报警。发出提示或报警。
【技术实现步骤摘要】
一种便携式的坛装酒品质检测装置
[0001]本专利技术属于黄酒酿造领域，涉及一种可以检测坛装陈化酒品质状态的便携式装置。
技术介绍
[0002]绍兴黄酒以诱人的馥郁芳香所闻名。其之所以香气浓郁、口感独特，是因为在发酵期间产生了包括酯类、醇类、醛类、酸类、羰基化合物和酚类等多种成分。这也为针对绍兴黄酒的质量检测带来了不小的难题。一般而言，新酿出的黄酒口味比较粗糙，较刺激、欠柔和，价格很低；而陈酒则香味馥郁、口感温顺，价格高。在黄酒贮存陈化的数年、甚至数十年间，陈酿老熟有效促进酒精分子之间、酒精分子与水分子的缔合，促进醇与酸的酯化，可以提高黄酒香气，使之口味甘顺柔和。
[0003]传统手工酿造黄酒一般贮藏在陶坛等材质的容器，但以陶坛贮存的黄酒质量最佳，因陶坛的透气性好，可以加速黄酒陈化阶段的氧化还原反应和酯化反应。贮酒仓库阴凉、通风、干燥并保持一定湿度，密封的酒坛堆叠存放，有四层之高。目前，全国绝大多数黄酒生产企业均采用陶坛贮存黄酒，通常至少需要贮存1年后才能出售，名优黄酒需贮存3年以上。
[0004]但实际中，贮藏期经常会发生黄酒酸败现象，且酸败比例远超20％。开坛黄酒如果酸度超过国家标准7.5g/L以上，不经处理是不能出厂的。可以根据超酸情况进行必要的处理：(1)轻度超酸：酸度在7.5
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9.15g/L的发酵醪，可采用与低酸度发酵醪混合搭配的方法，使酸度符合要求。(2)酸度在9.15g/L以上的高酸度发酵醪，能与低酸度发酵醪混合搭配处理的，即搭配处理，不能搭配处理的，则单独榨酒、调色、煎酒、灌坛和贮存，这样的酒经煎酒后贮存，其乳酸乙酯和其它有机酸酯含量会大大超过正常酒，而且，经过较长时间的贮存，其香气优，可作为勾兑和调味用，也可与来年低酸度黄酒进行勾兑，提高来年黄酒的口味和香气。(3)对于腐败变质和已发臭的发酵醪，只能作为蒸馏酒精的原料、饲料或废水处理。黄酒酸败主要分为醋酸酸败和乳酸酸败。醋酸酸败主要在低酒精度、好氧情况下发生，是由于酒坛破损或密封不严造成的，这类污染对于正常贮存黄酒的危害较小。而乳酸酸败是造成密闭环境下黄酒陈酿过程出现酸败现象的主要原因。
[0005]传统的检测方式需要打开存储容器进行接触式的检测、品鉴，质量的检测亦是如此。而存储中期开坛会中断保存。因此，陈酿数十年的黄酒在开坛时才会取样、品尝、化验，一旦发现酸腐、甚至发臭，整坛黄酒只能做报废处理。这不仅会降低黄酒厂得酒率，而且会占用大面积的储酒空间，大大提高了酒厂的生产成本。想要检测酒体是否变质就必须要开坛，而开坛又会导致酒体难以继续窖藏。
[0006]非常遗憾的是，过去数十年，没有任何非接触测量黄酒陈化的进展。相关研究都没有发现到这些易陈化酒类在变质前后存在物理属性变化。唯一显著变化的参数是PH值。目前行业内已知，随年份增加,黄酒中酒精度、总糖、总酸含量、pH逐年降低；氨基酸态氮、非糖固形物含量出现不同程度增加。黄酒中铁离子含量先増后减,在5年时出现最大值4.64μg/
L。黄酒中铁离子源于原料带入及陶坛壁的微量溶解。总酯含量在5年左右达到最大值，5年后略有下降，但基本持稳。正常品质的黄酒PH值在4.1
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4.4之间，而变质之后最低会到3.7，严重霉变的甚至会变成碱性到8以上，同时出现长毛等肉眼可见腐败。
技术实现思路
[0007]为了解决这个问题，本专利技术提出非接触完成酒体质量的检测的便携式设备系统。过程中不会开启酒坛，因而不会对酒体质量产生影响。这项技术可以用来及时发现有变质倾向的黄酒并加以处理。轻度变酸的黄酒口感独特，可以进行售卖；重度酸败的黄酒则可直接清除，提升酒窖的空间利用率。
[0008]以黄酒为例，一般情况下，我们可以把酒坛分成如附图2酒坛结构所示的四层结构：外壁釉层(5)、陶土(4)、内壁釉层(3)、酒液(2)。外面的坛壁一般不超过1
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1.5厘米，也就是说雷达波是可以穿过坛壁的。
[0009]虽然据目前所有能够获得的公开资料，酒液在变质前后没有主要物理性质的差别。然而，专利技术人研究表明，如果进行一种特殊的设计，则一种非接触的品质监控系统还是可以实现的，其不需要主要物理性质发生变化，而是由于专利技术人所发现的某种氢键网络重排，也能有特征性效果。
[0010]于是，本专利技术提出一种便携式的坛装酒品质检测装置，其特征在于：该系统是一种手持式便携式小型设备，如附图1所示，包括有安装在下面的毫米波微波雷达，微波雷达上有发射与接收天线，微波雷达与一台安装在设备内部中间的微型计算机(或其等价替代品如树莓派、智能手机、平板电脑、笔记本电脑)相连接，用户在安装在设备上面的触摸屏上操作，以及必要的用户输入与显示设备(如触摸屏)、必要的电池或者供电输入口，其工作方式为：1)、通过毫米波微波雷达组件靠近或者紧贴酒坛(可以隔着一段空气但是越靠近可获得更高的准确度)，选取生成特定参数的微波，靠近或贴着酒坛对酒坛内部发射微波，并接收回波，这种情况下收到的回波其实分为两个主要部分：第一部分是入射到空气和酒坛的界面发生反射产生的回波；第二部分是由于该频率的微波可以穿透酒坛，会在入射后，到达酒液与酒坛的边界界面又产生反射与折射，其中反射的部分又可以射出坛壁，构成第二部分的回波，当然坛壁会造成一定功率损耗；于是微波雷达可以收到回波，设备接收回波并检测记录该发射微波的回波信号的总的回波强度，或者其等价的变体(包括电磁波的振幅、获得电磁场能量、收到的回波的信号功率等，其实都是测量场强模式的变化形式，比如能量就与回波的振幅平方成正比的，反射波的电信号功率也是，凡此种种不一一列举，这些都应当被视为是本专利技术所述内容的等价变换)；2)、作为预处理工作的，系统应首先对于存储有正常品质酒液的同种酒坛进行上述方法的测量，或者对于待测酒液进行长期观测记录，获得、记录相应的回波强度数据(包括上述的其等价的变体)，在设备存储或者在服务器上存储这些数据，构成标准特征数据库，以备查询比对；3)、而后系统对装有未知品质的酒液的酒坛进行上述方法的测量，微波回波与标准特征数据库对比，如果回波信号强度(包括上述的其等价的变体)相比于标准品质的增大，或者相对于自身的长期测量观察曲线出现向上拐头的拐点并且斜率明显增大，则系统判断酒类发生了变质陈化，发出提示或报警。
[0011]该型号还有简化的版本，设备本身不包含计算机部分，而是提供app和接口，用户
以数据线将设备连接到智能手机如iphone，或平板电脑ipad、Surface使用，通过在智能手机或平板电脑上操作app实现操作输入与显示，计算比对E
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function等后台操作则在智能手机或平板电脑或云服务器完成。
[0012]比如附图1的触摸屏和微型计算机都可以换成一个预留的支架，留有USB或者Lightning接口，然后插入平板电脑使用。
[0013]为了应对大量的酒坛检测对象，系统还具备有一个摄像头，当然如果是插入平板电脑或者智能手机使用的话这个摄像头就不需要另配了，在工作流程中，给予每个酒坛一张标签贴纸，用以印本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种便携式的坛装酒品质检测装置，其特征在于：包括有计算机组件、毫米波微波雷达、数据传输线或数据通讯模块，微波雷达上有发射与接收天线，微波雷达与计算机组件（可以是一台微型计算机，或其等价替代品如树莓派、智能手机、平板电脑）相连接，以及必要的用户输入与显示设备（如触摸屏）、必要的电池或者供电输入口，其工作方式为：1）、通过毫米波微波雷达组件靠近或者紧贴酒坛（可以隔着一段空气但是越靠近可获得更高的准确度），选取生成特定参数的微波，靠近或贴着酒坛对酒坛内部发射微波，并接收回波，这种情况下收到的回波其实分为两个主要部分：第一部分是入射到空气和酒坛的界面发生反射产生的回波；第二部分是由于该频率的微波可以穿透酒坛，会在入射后，到达酒液与酒坛的边界界面又产生反射与折射，其中反射的部分又可以射出坛壁，构成第二部分的回波，当然坛壁会造成一定功率损耗；于是微波雷达可以收到回波，设备接收回波并检测记录该发射微波的回波信号的总的回波强度，或者其等价的变体（包括电磁波的振幅、获得电磁场能量、收到的回波的信号功率等，其实都是测量场强模式的变化形式，比如能量就与回波的振幅平方成正比的，反射波的电信号功率也是，凡此种种不一一列举，这些都应当被视为是本发明所述内容的等价变换）；2）、作为预处理工作的，系统应首先对于存储有正常品质酒液的同种酒坛进行上述方法的测量，或者对于待测酒液进行长期观测记录，获得、记录相应的回波强度数据（包括上述的其等价的变体），在设备存储或者在服务器上存储这些数据，构成标准特征数据库，以备查询比对；3）、而后系统对装有未知品质的酒液的酒坛进行上述方法的测量，微波回波与标准特征数据库对比，如果回波信号强度（包括上述的其等价的变体）相比于标准品质的增大，或者相对于自身的长期测量观察曲线出现向上拐头的拐点并且斜率明显增大，则系统判断酒类发生了变质陈化，发出提示或报警。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，设备本身不包含计算机部分，而是提供软件app和连接接口，用户以数据线将设备连接到智能手机或平板电脑使用，通过在智能手机或平板电脑上操作app实现操作输入与显示，回波数据分析、计算比对等后台操作则在智能手机或平板电脑或云服务器完成。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统是一种便携式小型设备，包括有一个毫米波微波雷达，微波雷达上有发射与接收天线，微波雷达与一台微型计算机（或其等价替代品如树莓派、智能手机、平板电脑、笔记本电脑）相连接，通过毫米波微波雷达组件靠近或者紧贴酒坛（可以隔着一段空气但是越靠近可获得更高的准确度），微波雷达选取一组微波进行生成发射，靠近或贴着酒坛，依次对酒坛内部发射并接收回波，互相不干扰，都可以穿透酒坛，并在酒液与酒坛的边界界面产生反射与折射，于是微波雷达可以收到回波，设备接收回波数据，并传递给计算部件或服务器以反演其趋肤深度：越多的反演矩阵将确保结果的可解性；作为预处理工作的，系统应首先对于存储有正常品质酒液的酒坛进行针对上述选取的特定微波的趋肤深度，...
【专利技术属性】
技术研发人员：张维加，沈赤，方泽波，
申请(专利权)人：沈赤方泽波，
类型：发明
国别省市：
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