本發(fā)明涉及了一種傳感器優(yōu)選方法，尤其是涉及了一種能檢測茶葉類型和品質(zhì)的氣敏傳感器的優(yōu)選方法。
背景技術(shù)：
：作為評價茶葉種類以及等級的重要因子之一的茶葉香氣一般是通過人為的感官評審進行的，然而感官評價的準確性、重復(fù)性經(jīng)常會受到評茶師個人心理、生理與經(jīng)驗等因素的影響，所以很難使評審的結(jié)果變得科學(xué)化和規(guī)范化。電子鼻相結(jié)構(gòu)簡單、前處理方便、高敏感度、重復(fù)性良好、能夠?qū)悠愤M行快速定性和定量分析等優(yōu)點，而氣敏傳感器陣列是茶香電子鼻最為關(guān)鍵的部分，其對茶香的檢測分析有決定性的作用。一種型號的氣體傳感器所能檢測的氣體往往是單一的，所以不可能用一種型號的氣敏傳感器來監(jiān)測茶葉中的混合氣體成份，為使茶香電子鼻能快速檢測茶葉的品質(zhì)，需要由多個茶香敏感的氣敏傳感器組成傳感器陣列。技術(shù)實現(xiàn)要素：為了解決
背景技術(shù)：
中存在的問題，本發(fā)明提出了一種能檢測茶葉類型和品質(zhì)的氣敏傳感器的優(yōu)選方法，采用基于相關(guān)算法和茶香敏感度的方式從眾多氣敏傳感器選擇出數(shù)量最少的特定能檢測茶葉類型和品質(zhì)的傳感器。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：1)根據(jù)茶香成份初選出對茶香氣味敏感的氣敏傳感器；2)通過在茶香氣環(huán)境中讓所有初選后的氣敏傳感器采集香氣數(shù)據(jù)，根據(jù)香氣數(shù)據(jù)分別進行相關(guān)系數(shù)計算和茶香敏感程度分別進行判斷篩選；3)取篩選結(jié)果的并集作為能檢測茶葉類型和品質(zhì)的氣敏傳感器，組成氣敏傳感器陣列后續(xù)進行茶香氣檢測。所述根據(jù)茶香成份初選出對茶香氣味敏感的氣敏傳感器具體是：根據(jù)不同品質(zhì)和不同茶葉的茶葉香氣成份，查找能檢測其中至少一成份的氣敏傳感器進行保留，從而獲得初選后的氣敏傳感器。不同茶葉常見的包括紅茶、綠茶和烏龍茶。所述步驟2)通過相關(guān)系數(shù)判斷篩選是計算相關(guān)系數(shù)后通過比較相關(guān)性的大小將冗余的氣敏傳感器排除。所述步驟2)通過相關(guān)系數(shù)判斷篩選具體是將初選后的每兩個氣敏傳感器之間采用以下方式進行處理：先將兩個氣敏傳感器在同一品質(zhì)的同種茶葉的香氣環(huán)境下同時進行檢測，獲得兩個氣敏傳感器的采集數(shù)據(jù)，采用以下公式計算獲得兩個氣敏傳感器之間的相關(guān)系數(shù)：其中，x和y分別表示兩種不同的氣敏傳感器，i表示氣敏傳感器采集時刻的序數(shù)，n表示氣敏傳感器采集時刻的總數(shù)，xi表示一氣敏傳感器在第i個采集時刻獲得的電阻比，yi表示另一氣敏傳感器在第i個采集時刻獲得的電阻比，表示一氣敏傳感器采集獲得的所有電阻比的平均值，表示另一氣敏傳感器采集獲得的所有電阻比的平均值。然后根據(jù)相關(guān)系數(shù)的大小進行處理判斷：若相關(guān)系數(shù)大于0.95，則刪除兩個氣敏傳感器中任一一個；若相關(guān)系數(shù)小于等于0.95，則兩個氣敏傳感器均保留。所述步驟2)通過茶香敏感度判斷篩選是將所采集值的響應(yīng)曲線變化趨勢小的氣敏傳感器進行剔除。響應(yīng)曲線變化趨勢小指的是采集時間內(nèi)電阻比最大值和最小值之間的差值小于0.1。為確定這種傳感器對茶葉香氣敏感程度的強弱程度，同時需要比較每個型號氣敏傳感器對茶香的敏感程度。測試氣敏傳感器對茶香敏感程度需要使每個傳感器在相同的檢測環(huán)境中，以保證結(jié)果的準確性。所述步驟2)通過茶香敏感度判斷篩選是將初選后的每個氣敏傳感器均采用以下方式進行處理：先將所有氣敏傳感器在同一品質(zhì)的同種茶葉的香氣環(huán)境下持續(xù)一段采集時間進行檢測，獲得氣敏傳感器所采集到的電阻比數(shù)據(jù)，可以繪制采集數(shù)據(jù)和采集時刻的響應(yīng)曲線，將采集時間內(nèi)采集到的電阻比最大值和最小值之間差值小于0.1的氣敏傳感器剔除。本發(fā)明在實施例利用主成分分析法分析茶香氣敏傳感器陣列采集結(jié)果來驗證本發(fā)明優(yōu)選結(jié)果的和合理性和準確性。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明綜合氣敏傳感器的相關(guān)性系數(shù)分析和茶香敏感度兩個方面從眾多氣敏傳感器中選擇出用于茶葉香氣準確檢測的氣敏傳感器，優(yōu)選結(jié)果準確可靠，優(yōu)選獲得的氣敏傳感器能通過檢測香氣實現(xiàn)不同茶葉的區(qū)分和同種茶葉品質(zhì)的區(qū)分。附圖說明圖1為本發(fā)明優(yōu)選方法的流程框圖；圖2為本發(fā)明實施例步驟2)的篩選結(jié)果和過程示意圖；圖3為實施例本發(fā)明優(yōu)選結(jié)果的驗證結(jié)果圖。具體實施方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。本發(fā)明的實施例如下：1)基于茶香成份的氣敏傳感器初選1.1)分析不同品質(zhì)茶葉的香氣成份茶葉香氣中的芬香物質(zhì)是由不同性質(zhì)、含量微少的揮發(fā)性物質(zhì)組成的混合物，本發(fā)明通過研究紅茶、綠茶、烏龍茶等多種茶葉香氣的成份，查找出對茶香成份較為敏感的氣敏傳感器。綠茶香氣成份中常含有苯甲醇、苯乙醇、香葉醇、芳樟醇及其氧化物等香氣物質(zhì)，而紅茶的香氣以酯類、醛類和酸類的含量為最多，龍茶茶香中主要的成份為茉莉內(nèi)酯、茉莉酮甲酯、橙花叔醇、苯乙基甲酮等物質(zhì)。不同種類的茶葉其香氣成份互不相同，但是大部分為醇類、醛類、芳香烴類等物質(zhì)。1.2)選擇種類、型號合適的氣敏傳感器根據(jù)要求本發(fā)明初選出tgs813在內(nèi)的15種氣敏傳感器，這15種氣敏傳感器能包含檢測的茶葉成份如表1所示。表1氣敏傳感器的類型及其敏感氣體2)基于相關(guān)性算法的氣敏傳感器優(yōu)選將初選后的每兩個氣敏傳感器之間采用以下方式進行處理：先將兩個氣敏傳感器在同一品質(zhì)的同種茶葉的香氣環(huán)境下同時進行檢測，獲得兩個氣敏傳感器的采集數(shù)據(jù)。通過計算任意兩種氣敏傳感器之間的相關(guān)系數(shù)絕對值來判斷2個相關(guān)性的大小。當|rxy|＝0時，兩個氣敏傳感器毫不相關(guān)；當|rxy|＝1時，兩個型號的氣敏傳感器為完全相關(guān)，兩個氣敏傳感器的相關(guān)程度會隨著|rxy|的增大而增大，而相關(guān)程度較高的氣敏傳感器代表它們可以相互替換。然后根據(jù)相關(guān)系數(shù)的大小進行處理判斷：若相關(guān)系數(shù)大于0.95，則刪除兩個氣敏傳感器中任一一個；若相關(guān)系數(shù)小于等于0.95，則兩個氣敏傳感器均保留。具體實施將每八種氣敏傳感器組成陣列，同時采集茶香樣本氣體，這樣一組實驗同時可以計算出八種氣敏傳感器之間的相關(guān)性大小。s1～s15代表15種不同型號的氣敏傳感器。如下表2。表2氣敏傳感器的實驗方案第一組s1s2s3s4s5s6s7s8第二組s1s2s3s4s5s6s7s9第三組s1s2s3s4s5s6s7s10第四組s1s2s3s4s5s6s7s11第五組s1s2s3s4s5s6s7s12第六組s1s2s3s4s5s6s7s13第七組s1s2s3s4s5s6s7s14第八組s1s2s3s4s5s6s7s15第九組s8s9s10s11s12s13s14s153)基于傳感器敏感程度的氣敏傳感器優(yōu)選先將所有氣敏傳感器在同一品質(zhì)的同種茶葉的香氣環(huán)境下持續(xù)一段采集時間進行檢測，獲得氣敏傳感器所采集到的電導(dǎo)率數(shù)據(jù)，可以繪制采集數(shù)據(jù)和采集時刻的響應(yīng)曲線，將采集時間內(nèi)采集到的電導(dǎo)率最大值和最小值之間差值小于0.1的氣敏傳感器剔除。4)優(yōu)選氣敏傳感器的陣列組成設(shè)計滿足上述步驟2和3的兩種優(yōu)選方式具體舉例說明：氣敏傳感器tgs2602與氣敏傳感器mq137的相關(guān)性系數(shù)為0.978，這表示兩種傳感器的相關(guān)性較強，兩個傳感器之間可以相互替換。又因為氣敏傳感器mq137電阻比的最大變化值為0.149小于氣敏傳感器tgs2602的電阻比的最大變化值0.194。故該系統(tǒng)保留氣敏傳感器tgs2602。因此從初選的15種氣敏傳感器中篩選出同時滿足上述步驟2和3的兩種優(yōu)選方法的氣敏傳感器，取并集如圖2所示，獲得能檢測茶葉類型和品質(zhì)的氣敏傳感器，將其組成茶香檢測電子鼻的氣敏傳感器陣列。5)基于主成分分析法驗證篩選后的傳感器陣列的實用性主成分分析法可以最大限度的保持原有數(shù)據(jù)的信息，可以滿足類別鑒別的需要，結(jié)合主成分分析法通過對不同種類、不同品種、不同等級的茶葉進行檢測，驗證茶香電子鼻的氣敏傳感器陣列對茶葉品質(zhì)的區(qū)分效果。具體驗證過程是取相同質(zhì)量的不同茶葉樣本并用250ml水沖泡。泡茶用水為100℃的純凈水，沖泡時間25min，然后將茶水濾出。茶底放在250ml的燒杯中密封、靜置15min，使燒杯頂空富集茶葉揮發(fā)性成分，同時進行冷卻以減少燒杯內(nèi)水蒸氣，在室溫保持25℃的同一環(huán)境下進行檢測。不同茶葉的檢測結(jié)果的數(shù)據(jù)坐標，如表3和表4所示表3基于方差最大處響應(yīng)值法的pca處理數(shù)據(jù)點表4基于方差最大處響應(yīng)值法的pca處理數(shù)據(jù)點如圖3所示，不同茶葉對應(yīng)的數(shù)據(jù)點位置具有較大差異性，形了茶葉間的區(qū)域性。檢測結(jié)果可以區(qū)分不同種類的茶葉及同種茶葉的不同等級。由此可見，本發(fā)明能夠通過比較氣敏傳感器之間相關(guān)性大小和觀察每種型號氣敏傳感器對茶香的響應(yīng)程度，優(yōu)選出可以區(qū)分茶葉品質(zhì)和等級的氣敏傳感器，優(yōu)選結(jié)果具有很好的實施效果，準確度高。當前第1頁12