【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于智能检测，具体涉及一种乌龙茶做青过程香气信息数字化在线监测系统。
技术介绍
1、我国是世界上最大的茶叶生产国和消费国，茶叶产量稳居世界第一。乌龙茶为中国特有的茶类，主要产于福建的闽北、闽南及广东、台湾三个省，四川、湖南等省也有少量生产。福建是乌龙茶的起源地，同时也是全国最大的乌龙茶生产省份，生产历史悠久，至今已有1000多年的历史，产品特色明显，在国内外市场享有较高的声誉。全国有近80％的乌龙茶产量来自福建，是名副其实的乌龙茶大省。乌龙茶，属于青茶、半发酵茶，其品种较多，它的品质特点既不像绿茶那样清汤绿叶，但也不像红茶那样红汤红叶，而是具有绿叶红镶边、耐泡和浓郁花果香等特点的一种茶，品尝后齿颊留香，回味甘鲜。乌龙茶的药理作用，突出表现在防癌症、降血脂、抗衰老等特殊功效。
2、乌龙茶的做青由摇青和晾青反复交替完成，摇青破坏了乌龙茶茶叶边缘的细胞组织，晾青使茶叶内部组分发生化学变化，其特殊的香气和绿叶红镶边就是做青中形成的。目前的相关装备依旧主要是受制于环境条件，且过于依赖加工者的经验对茶叶加工各阶段进度进行评判，这就造成了茶叶做青工序中人为干扰较大，难以准确高效的把握加工适度的标准，进而导致乌龙茶品质的不稳定性。另外，乌龙茶加工的工艺参数难以量化，变化复杂、多样，且缺乏长期的数据积累，导致智能化加工设备研发进展缓慢，现代科技数字化技术对乌龙茶产业的发展贡献率不高。同时，针对优质乌龙茶的生产仍然采取传统的加工方式进行，加工工艺和加工设备相对落后，自动化程度低，无法保证乌龙茶加工过程中产品质量的一致性和稳定性
3、电子鼻技术，是以气体传感器阵列的响应图案和模式识别系统来识别气味的整体信息，指示所测试样品的隐含特征，可以在几小时、几天甚至数月的时间内连续地、实时地监测特定位置的气味状况。
4、目前利用电子鼻技术进行乌龙茶检测存在以下问题：(1)乌龙茶种类繁多，制作工艺复杂，检测困难；(2)专用型设备较少，在现有电子鼻设备中没有对乌龙茶做青过程不同做青状态进行识别的应用，无法实现对乌龙茶做青过程的检测和控制：(3)成品电子鼻设备价格昂贵，实验操作过于专业，应用成本高。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种乌龙茶做青过程香气信息数字化在线监测系统，该系统可通过对做青过程的全过程检测以及对做青过程的控制，根据乌龙茶做青过程的香气变化规律将做青过程划分为不同阶段，实现对做青的关键节点的检测判别。使用传感器阵列和模式识别系统可实现乌龙茶做青状态的实时快速在线检测，这样通过乌龙茶做青过程在线检测系统即可实现乌龙茶不同做青状态的识别分类，然后自动控制系统根据识别结果进行做青机运行状态的控制，从而实现乌龙茶做青过程的监测及控制。
2、为了实现以上目的，本专利技术的一种乌龙茶做青过程香气信息数字化在线监测系统，包括做青机内部取样部分、气路部分、电子鼻设备部分、做青机综合控制部分；
3、所述做青机内部取样部分包括多进气接口(1)、热风管(21)、热风管套筒(22)、气路支架(20)；所述气路部分包括五通阀(2)、电磁阀(4)、进气气路(3)和洗气气路(15)；
4、所述电子鼻设备部分包括驱动部分、香气信息采集部分和香气信息识别部分；所述驱动部分包括单片机(9)、pwm调速气泵(6)、电源转换器(12)和继电器(11)；所述香气信息采集部分为气室(10)和传感器阵列(17)；所述香气信息识别部分包括电子鼻软件和工业平板电脑(8)；所述做青机(23)综合控制部分包括单片机(9)、电机和继电器(11)；
5、所述多进气接口(1)的一端为有四个齿的耙齿结构，四个耙齿呈直线均匀分布在做青机(23)的内部，进气气路(3)的硅胶管(19)通过耙齿结构进入做青机(23)内部，可更好的保证进入气室(10)的香气的普适性，茶叶香气由此进气接口(1)汇入进气气路(3)；所述进气气路(3)和洗气气路(15)由电磁阀(4)进行切换；
6、所述硅胶管(19)在做青机(23)内部的部分固定于气路支架(20)，其一端连接进气接口(1)，然后该硅胶管(19)贯穿做青机(23)热风管(21)，另一端贯穿热风管(21)后用五通阀(2)联接然后进入电磁阀(4)，做青时，茶叶香气通过进气气路(3)进入箱体(7)内的气室(10)中；
7、所述箱体(7)的三层分别记为第一层、第二层和第三层；自上而下在箱体(7)内设有pwm调速气泵(6)、气路硅胶管(19)、气室(10)、集成电路板(13)、继电器(11)、电源转换器(12)；第一层为调速气泵(6)和气路硅胶管(19)；第二层为气室(10)和集成电路板(13)；第三层为继电器(11)和电源转换器(12)；利用气路硅胶管(19)连接pwm调速气泵(6)与气室(10)，进行气体的采集和清洗，集成电路板(13)和继电器(11)通过电源转换器(12)供电，集成电路板(13)上的单片机(9)通过继电器(11)来控制pwm调速气泵(6)；
8、在箱体(7)上设有两个宝塔接头(5)，分别为电子鼻设备的进气口和出气口，茶叶香气通过在气泵(6)的驱动下，自进气口进入气室(10)内与里面的传感器阵列(17)反应，通过出气口排出气室(10)；
9、所述传感器阵列(17)由十八个传感器组成，分布于两个气室(10)中，根据不同型号传感器所需测试电压不同由两路供电电路为传感器供电，传感器的测试引脚与单片机(9)的ad转换引脚连接；单片机(9)和计算机电性连接，单片机(9)通过继电器(11)与做青机(23)中的电机连接，利用freertos操作系统实现对继电器的控制和传感器ad数据转换并且通过usart串口与上位机通讯；
10、在所述箱体(7)的后壁上设有电机与电路板(13)控制开关，用于进行手动控制信息采集；
11、所述箱体(7)侧壁设有usb转接口，所述转接口用于将电子鼻设备所测信号传输到外接电脑。
12、进一步，所述气室(10)内部由两个隔板(18)分割为三个气路通道，每个通道前设有一个挡风板(16)，两个隔板(18)在靠近挡风板(16)的一端有45°的折角，以调整气流的平稳性；通过comsol软件的仿真结果调整通道及挡风板(16)的形状和位置，气室(10)底部根据传感器的分布设有圆孔，各传感器探头由圆孔伸入气室(10)内，气室(10)固定于集成电路板(13)上。
13、进一步，所述气路支架(20)两端焊接在做青机(23)的机架上端，将现有装置内的热风管(21)从中间切割成两部分，气路支架(20)贯穿热风管(21)，在热风管(21)分割处焊接一热风管套筒(22)，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种乌龙茶做青过程香气信息数字化在线监测系统，其特征在于，包括做青机内部取样部分、气路部分、电子鼻设备部分、做青机综合控制部分；
2.根据权利要求1所述的一种系统，其特征在于，所述气室(10)内部由两个隔板(18)分割为三个气路通道，每个通道前设有一个挡风板(16)，两个隔板(18)在靠近挡风板(16)的一端有45°的折角，以调整气流的平稳性；通过COMSOL软件的仿真结果调整通道及挡风板(16)的形状和位置，气室(10)底部根据传感器的分布设有圆孔，各传感器探头由圆孔伸入气室(10)内，气室(10)固定于集成电路板(13)上。
3.根据权利要求1所述的一种系统，其特征在于，所述气路支架(20)两端焊接在做青机(23)的机架上端，将现有装置内的热风管(21)从中间切割成两部分，气路支架(20)贯穿热风管(21)，在热风管(21)分割处焊接一热风管套筒(22)，硅胶管(19)通过气路支架(20)固定在热风管(21)中，通过热风管套筒(22)进入做青机(23)内部，热风管套筒(22)与热风管(21)的连接处用毛刷覆盖以防止做青叶的损伤。
4.根
5.根据权利要求1所述的一种系统，其特征在于，所述气路支架(20)固定于做青机(23)机架上并贯穿热风管(21)，在其上焊接热风管套筒(22)与多进气接口(1)实现采样气路在做青机(23)内部的固定且不对做青叶造成损伤。
6.根据权利要求1所述的一种系统，其特征在于，所述集成电路板(13)上集成了依次相连接的单片机(9)、稳压电路、整流滤波电路、传感器阵列(17)和传感器测试电路。
7.根据权利要求1所述的一种乌龙茶做青过程香气信息数字化在线监测系统，其特征在于，所述传感器阵列(17)集成了多种型号的传感器探头，通过不同种类传感器的搭配可以实现多种茶叶做青过程的实时监测及控制。
8.根据权利要求1所述的一种系统，其特征在于，所述气室(10)通过三个挡风板(16)和三个隔板(18)将进入气室的气流分为三部分，使得气流在与传感器接触的部分流速平缓稳定，保证了做青叶香气测试的外部环境。
9.根据权利要求1所述的一种系统，其特征在于，所述电子鼻设备与综合做青机(23)综合控制部分利用FreeRTOS操作系统实现对继电器(11)的控制、传感器AD数据转换和通过USART串口与上位机通讯多任务系统的调度。
10.根据权利要求1所述的一种系统，其特征在于，所述做青机(23)综合控制部分采用分段定时控制和检测反馈控制相结合的控制方式，做青前两次摇青和晾青采用分段定时控制，然后单片机(9)通过接收在线监测系统判别第三次摇青和晾青结束的节点来控制做青机的运行状态；
...【技术特征摘要】
1.一种乌龙茶做青过程香气信息数字化在线监测系统，其特征在于，包括做青机内部取样部分、气路部分、电子鼻设备部分、做青机综合控制部分；
2.根据权利要求1所述的一种系统，其特征在于，所述气室(10)内部由两个隔板(18)分割为三个气路通道，每个通道前设有一个挡风板(16)，两个隔板(18)在靠近挡风板(16)的一端有45°的折角，以调整气流的平稳性；通过comsol软件的仿真结果调整通道及挡风板(16)的形状和位置，气室(10)底部根据传感器的分布设有圆孔，各传感器探头由圆孔伸入气室(10)内，气室(10)固定于集成电路板(13)上。
3.根据权利要求1所述的一种系统，其特征在于，所述气路支架(20)两端焊接在做青机(23)的机架上端，将现有装置内的热风管(21)从中间切割成两部分，气路支架(20)贯穿热风管(21)，在热风管(21)分割处焊接一热风管套筒(22)，硅胶管(19)通过气路支架(20)固定在热风管(21)中，通过热风管套筒(22)进入做青机(23)内部，热风管套筒(22)与热风管(21)的连接处用毛刷覆盖以防止做青叶的损伤。
4.根据权利要求1所述的一种系统，其特征在于，所述多进气接口(1)的多个耙齿呈直线均匀分布在做青机(23)的内部，能够将做青机(23)内同一时刻不同部位的气体汇集于进气管道。
5.根据权利要求1所述的一种系统，其特征在于，所述气路支架(20)固定于做...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈全胜，韩章，黄春池，康文翠，余京豪，郑鹏飞，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
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