智舌傳感器陣列漂移現(xiàn)象及校正技術(shù)研究.pdf

1、隨著生產(chǎn)過程中各環(huán)節(jié)自動(dòng)化程度的提高，食品工業(yè)越來越需要一種客觀、快捷、無損的方法來評估食品品質(zhì)信息。近年來快速發(fā)展起來用于定性定量分析檢測的現(xiàn)代化儀器電子舌，具有無損、實(shí)時(shí)、快速等特點(diǎn)，非常適合在食品工業(yè)質(zhì)量安全與品質(zhì)控制中應(yīng)用。智舌是基于隋性金屬電極構(gòu)成穩(wěn)定的傳感器陣列(鉑、金、鈀、鎢、鈦、銀)，通過伏安電化學(xué)脈沖技術(shù)激發(fā)實(shí)現(xiàn)原創(chuàng)的組合脈沖馳豫譜思想，經(jīng)交互感應(yīng)解析技術(shù)獲取測量對象的整體信息，快速、實(shí)時(shí)、在線實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品的整體特征評價(jià)

2、及若干成份定性定量的快速檢測與分析的電子舌。智舌在對不同產(chǎn)地、品種的飲料和酒類等復(fù)雜體系的區(qū)分辨識中表現(xiàn)出良好的應(yīng)用效果。 傳感器陣列對溶液進(jìn)行檢測時(shí)，電極會隨檢測時(shí)間的變化而產(chǎn)生漂移，這是所有能用到電極儀器的共同缺陷，也是電子舌亟待解決的問題。傳感器陣列的漂移，不僅影響測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和精度，同時(shí)也使智舌在工業(yè)生產(chǎn)中的長期應(yīng)用受到一定限制。本文針對智舌系統(tǒng)的特點(diǎn)，通過對基本味覺物質(zhì)、電解質(zhì)、酒類等漂移規(guī)律的探索，建立并優(yōu)化了適

3、合于智舌系統(tǒng)的漂移校正方法，同時(shí)結(jié)合實(shí)例對相應(yīng)方法進(jìn)行了驗(yàn)證。 (1)智舌傳感器陣列漂移現(xiàn)象研究。 通過對基本味覺物質(zhì)的長期漂移現(xiàn)象與獼猴桃果汁的短期漂移現(xiàn)象進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)隨檢測時(shí)間變化智舌傳感器陣列存在漂移，多數(shù)電極漂移呈線性，同時(shí)建立了漂移校正的數(shù)據(jù)處理方法。 (2)傳感器陣列電化學(xué)清洗系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化。 基于智舌脈沖伏安法原理，設(shè)計(jì)了傳感器陣列的脈沖電化學(xué)清洗方案。通過采用伊利純牛奶、康師傅冰紅茶、

4、蒙牛酸牛奶等鈍化電極表面，結(jié)合面中心的中心復(fù)合設(shè)計(jì)(CCF)與偏最小二乘法回歸優(yōu)化脈沖電化學(xué)清洗時(shí)間與電壓，得到鉑、金、鈀、鎢電極最佳電化學(xué)清洗時(shí)間與電壓分別為：1.35V，4.40s；1.73V，4.80s；0.90V，4.3s；0.57V，4.40s。后續(xù)的驗(yàn)證及穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)證明，上述結(jié)果增加了智舌系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減少了智舌傳感器陣列的漂移。 (3)傳感器陣列漂移校正算法的建立。 在智舌傳感器陣列的漂移校正算法中，考察了成

5、分校正、相加校正兩種校正方法對酸味、咸味物質(zhì)長期及茶飲料短期的漂移校正效果，得到酸味物質(zhì)在銀電極100Hz、1 Hz，咸味物質(zhì)在鈀電極100Hz、1Hz，茶飲料在鉑電極100Hz、1 Hz，鎢電極10Hz、1 Hz，銀電極10Hz、1Hz頻率段，成分校正、相加校正與主成分分析校正效果依次遞減。表明成分校正算法更適合于減小智舌傳感器陣列的線性漂移，且不同電極不同頻率段對漂移校正的效果不同。 (4)白酒參比樣品選擇方案的建立。