CN104459170A - 蔗糖浓度检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蔗糖浓度检测装置及检测方法，所述蔗糖浓度检测装置分别与电化学工作站和计算机电连接；包括上端开口的容器，设于容器上的上盖板，设于上盖板下方的下盖板，嵌入下盖板下部的下端开口的呈渐开线状的导轨，设于下盖板上的铂材料制成的对电极，设于导轨上的可沿导轨移动的转动装置，设于容器内的用于搅拌液体的搅动装置和设于上盖板和下盖板上的用于向容器内滴入蔗糖溶液的滴液漏斗；本发明具有操作简单，自动化程度高；检测精度高，速度快；装置稳定性好，重复性好的特点。

Description

蔗糖浓度检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及食品检测技术领域，尤其是涉及一种检测准确性高，速度快的蔗糖浓度检测装置及检测方法。

背景技术

现有的糖检测技术方法有仪器分析检测法和化学检测法，仪器分析检测法虽然操作简单，但是存在检测精度低的缺陷；化学检测法存在操作繁琐，重复性差的不足。

中国专利授权公开号：CN103528877A，授权公开日2014年1月22日，公开了一种小型生化反应器在线糖浓度检测系统，包括1个触摸屏，负责接受现场人员的设置和操作；2个恒流泵，负责对反应液进行稀释；1个在线糖分析仪，负责糖浓度的在线检测；1个离线糖浓度分析仪，负责糖浓度的离线检测；1个嵌入式模块BL2100，作为系统的控制单元，控制恒流泵的流速以及糖浓度分析仪的动作，采集在线糖分析仪的糖浓度检测值，对采集值进行在线校正，得到生化反应器内准确的糖浓度检测值，并根据离线糖浓度分析仪的值对模型参数进行修正。该发明的不足之处是，检测精度低和重复性差的不足。

发明内容

本发明的发明目的是为了克服现有技术中的检测方法检测精度低和重复性差的不足，提供了一种检测准确性高，速度快的蔗糖浓度检测装置及检测方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种蔗糖浓度检测装置，所述蔗糖浓度检测装置分别与电化学工作站和计算机电连接；包括上端开口的容器，设于容器上的上盖板，设于上盖板下方的下盖板，嵌入下盖板下部的下端开口的呈渐开线状的导轨，设于下盖板上的铂材料制成的对电极，设于导轨上的可沿导轨移动的转动装置，设于容器内的用于搅拌液体的搅动装置和设于上盖板和下盖板上的用于向容器内滴入蔗糖溶液的滴液漏斗；

导轨一端靠近对电极，导轨另一端靠近下盖板边缘；对电极通过设于下盖板上的第一电机与下盖板相连接；所述转动装置下部设有泡沫铜材料制成的工作电极，搅动装置通过防水电机与容器底部内表面相连接；

上盖板和下盖板之间设有丝杆，容器内侧壁上有若干条导向竖杆，下盖板外侧面上设有与导向竖杆数量相同并与各个导向竖杆相对应的竖向凹槽，丝杆上端通过第二电机与上盖板相连接，丝杆下部与下盖板转动连接，丝杆下端设有水平挡板；对电极和工作电极均呈条形板状；

所述计算机分别与防水电机、第一电机、第二电机、转动装置和电化学工作站电连接；对电极和工作电极分别与电化学工作站电连接。

本发明的呈渐开线状的导轨的设置，使工作电极和对电极之间的间距连续可调，便于电化学工作站找到使电流密度最大时的两个电极所处的最佳位置，从而提高检测精度性。搅动装置用于对容器中的液体进行搅拌，转动装置用于带动工作电极移动。

本发明通过检测已知浓度蔗糖溶液，得到蔗糖浓度的蔗糖浓度预测模型，并用蔗糖浓度预测模型来检测未知浓度的蔗糖浓度。

因此，本发明具有操作简单，自动化程度高；检测精度高，速度快；装置稳定性好，重复性好的特点。

作为优选，所述导轨包括顶板和设于顶板两侧的两个竖向挡板，两个竖向挡板上设有相对应的导向开口；所述转动装置包括电机固定座、设于电机固定座上的第三电机、与第三电机的两个转轴分别连接的两个齿轮和分别设于两个齿轮外侧上的两个延伸杆，两个延伸杆分别伸入两个导向开口中；

所述导轨下部与两个齿轮相对应的位置处设有两条上表面带有齿纹的轨道板；导轨上设有用于与两个齿轮配合的双凹槽，两条轨道板两端均与导轨相连接，所述工作电极与电机固定座相连接；所述第三电机与控制器电连接。

导轨、转动装置和封闭板的设置，使工作电极可以沿导轨稳定的移动。

作为优选，所述搅动装置包括与防水电机的转轴相连接的水平搅拌管，水平搅拌管上设有若干对相对设置的通孔；水平搅拌管上设有若干个与水平搅拌管的轴心线垂直的直杆。

作为优选，所述直杆包括纵向杆和水平杆。

搅动装置的结构设置，使容器中的溶液可以被搅拌的更加均匀。

作为优选，盖板和容器均呈圆形；盖板下表面上设有环形凹槽，容器上端插入环形凹槽中与盖板相连接。

一种适用于蔗糖浓度检测装置的检测方法，包括如下步骤：

(6-1)计算机中设有扫描间隔时间A，扫描次数最大值N，扫描次数序号i，i的初始值为1；

取25至50ml的0.1M NaOH插入容器中，将上盖板、下盖板安装到容器口部，使工作电极及对电极伸入NaOH中；

电化学工作站给工作电极输出0.41V至0.54V的恒电压，调节盛有0.1M的蔗糖溶液的滴液漏斗的活塞，使滴液漏斗每隔时间A向容器中滴入一滴蔗糖溶液；

(6-2)在滴液漏斗向容器中滴入第一滴蔗糖之后至滴入第二滴蔗糖溶液之前，计算机通过防水电机控制搅拌装置对容器内的液体搅拌时间B，B＜A；计算机控制第一电机带动对电极水平旋转，同时控制转动装置带动工作电极沿导轨往返移动，电化学工作站检测电流密度；当检测到最大电流密度时，计算机控制转动装置及第一电机停止工作，控制第二电机带动对电极和工作电极上下移动，当再次检测到最大电流密度时，计算机控制第二电机停止工作，将对电极和工作电极当前的位置定义为最佳位置；

在对电极水平旋转和工作电极移动的过程中，对电极和工作电极始终保持最大的相对面积；

计算机计算当前容器内的蔗糖浓度k₁，将k₁和与k₁相对应的电流密度S(t)存储到计算机的存储器中；

(6-3)滴液漏斗向容器内滴入第i+1滴蔗糖溶液，计算机通过防水电机控制搅拌装置对容器内的液体搅拌时间B，B＜A；电化学工作站检测电流密度，计算机计算当前容器内的蔗糖浓度k_i+1，将k_i+1和与k_i+1相对应的电流密度S(t)存储到计算机的存储器中；

(6-4)当i≤N-1，使i值增加1，转入步骤(6-3)；否则，转入步骤(6-5)；

(6-5)计算机将得到的N个电流密度S(t)分别输入二阶线性系统随机共振模型 $\frac{d^{2}x\left(t\right)}{{\mathrm{dt}}^2}+[2r+\mathrm{\ξ}\left(t\right)+b{\mathrm{\ξ}}^2\left(t\right)]\frac{\mathrm{dx}\left(t\right)}{\mathrm{dt}}+{\mathrm{\ω}}^{2}x\left(t\right)=A\cos \left(\mathrm{\Ωt}\right)+\mathrm{cS}\left(t\right)$ 中，并使二阶线性系统随机共振模型共振；

其中，x(t)是振动质点的位移，Ω为角频率，r和ω分别是设定的衰减系数和线性振动质点的频率，c是设定的信号调解系数，b是设定的二次噪声ξ²(t)的系数，ξ(t)为三歧噪声，ξ(t)∈{-a，0，a}，a＞0，噪声的歧化过程遵循泊松分布，其概率分布为p_s(a)＝p_s(-a)＝q，p_s(0)＝1-2q，其中0＜q＜0.5；

噪声均值与相关性遵循<ξ(t)>＝0，<ξ(t)ξ(t+τ)>＝2qa²e^-λτ；

其中λ为相关率，三歧噪声ξ(t)的平直度为

计算机利用公式 $\mathrm{SNR}=\frac{\mathrm{r\&lambda;\&Omega;}+2q{a}^2\mathrm{bc}({\mathrm{\&Omega;}}^3-\mathrm{\&Omega;})}{1+2q{a}^{2}b+5r-a^2}$ 计算并得到与N个电流密度S(t)分别对应的输出信噪比SNR₁，SNR₂，...，SNR_N；

计算机读取蔗糖浓度k₁，k₂，...，k_N并利用点(k₁，SNR₁)，(k₂，SNR₂)，...，(k_N，SNR_N)拟合成直线，根据拟合的直线得出蔗糖浓度预测模型：将容器的液体倒出，并将容器清洁干净；

(6-6)未知浓度的蔗糖溶液W的检测：

取30至50ml的蔗糖溶液W插入容器中，将上盖板、下盖板安装到容器口部，使工作电极及对电极伸入蔗糖溶液中，并使工作电极及对电极位于步骤(6-2)所确定的最佳位置；电化学工作站给工作电极输出0.41V至0.54V的恒电压，电化学工作站检测电流密度S(t)，计算机将S(t)输入二阶线性系统随机共振模型中，

计算机利用公式 $\mathrm{SNR}=\frac{\mathrm{r\&lambda;\&Omega;}+2q{a}^2\mathrm{bc}({\mathrm{\&Omega;}}^3-\mathrm{\&Omega;})}{1+2q{a}^{2}b+5r-a^2}$ 计算及得到输出信噪比SNR，将SNR代入得到蔗糖溶液W的浓度k。

作为优选，还包括报警器，报警器和计算机电连接；在步骤(6-1)之前还包括如下的电极校准步骤：

(7-1)取25至40ml的0.1M NaOH插入第一烧杯中，将工作电极及对电极插入第一烧杯的NaOH溶液中，利用电化学工作站进行循环伏安法扫描，使工作电极的激励电压在-0.1V-0.78V范围内先逐渐增大，再逐渐减小，得到横坐标为激励电压，纵坐标为电流密度的曲线，计算电流密度的最大值和最小值之间的差值g；

(7-2)按照3∶2的比例依次取0.1M NaOH和0.1mM蔗糖插入第二烧杯中，并搅拌均匀；将工作电极及对电极伸入第二烧杯的溶液中，利用电化学工作站进行循环伏安法扫描，使工作电极的激励电压在-0.1V-0.78V范围内先逐渐增大，再逐渐减小，得到横坐标为激励电压，纵坐标为电流密度的曲线，计算电流密度的最大值和最小值之间的差值g′；

(7-3)计算机利用计算误差，当e≤3.9％时，转入步骤(6-1)；

否则，计算机控制报警器报警，操作人员对对电极进行表面处理或更换对电极；返回步骤(7-1)。

因为泡沫铜材料制成的工作电极是一次性使用的，每次均用新的工作电极进行检测，但是铂材料制成的对电极要多次反复使用，使用次数越多，对电极的氧化腐蚀越严重，所以需要对对电极的状态进行检测，经过校准后，只有合格的对电极才会用于检测，确保检测结果的准确性。

作为优选，激励电压在-0.1V-0.78V范围内以0.045V/s的速度先逐渐增大，再以0.045V/s的速度逐渐减小。。

作为优选，泡沫铜和铂电极伸入溶液的面积均为0.06cm²至0.13cm²。

作为优选，A为43至59秒，N为10至105，B为8至30秒。

因此，本发明具有如下有益效果：操作简单，自动化程度高；检测精度高，速度快；装置稳定性好，重复性好。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图；

图2是本发明的导轨的一种结构示意图；

图3是本发明的转动装置的一种结构示意图；

图4是本发明的一种原理框图；

图5是本发明的实施例1的一种流程图；

图6是本发明的循环伏安法校准结构图。

图中：电化学工作站1、计算机2、容器3、上盖板4、下盖板30、导轨5、对电极6、转动装置7、搅动装置8、滴液漏斗9、第一电机10、工作电极11、防水电机12、丝杆13、导向竖杆14、第二电机15、水平挡板16、竖向挡板17、电机固定座18、第三电机19、转轴20、齿轮21、延伸杆22、轨道板23、双凹槽24、水平搅拌管25、通孔26、纵向杆27、水平杆28。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。

实施例1

如图1、图4所示的实施例是一种蔗糖浓度检测装置，蔗糖浓度检测装置分别与电化学工作站1和计算机2电连接；包括上端开口的容器3，设于容器上的上盖板4，设于上盖板下方的下盖板30，设于下盖板上的铂材料制成的对电极6，设于容器内的用于搅拌液体的搅动装置8和设于上盖板和下盖板上的用于向容器内滴入蔗糖溶液的滴液漏斗9；搅动装置通过防水电机12与容器底部内表面相连接；上盖板和下盖板采用聚四氟乙烯材料制成，容器采用玻璃材料制成。

上盖板和下盖板之间设有丝杆13，容器内侧壁上有3条导向竖杆14，下盖板外侧面上设有3个导向竖杆相对应的竖向凹槽，丝杆上端通过第二电机15与上盖板相连接，丝杆下部与下盖板转动连接，丝杆下端设有水平挡板16；对电极和工作电极均呈条形板状；

搅动装置包括与防水电机的转轴相连接的水平搅拌管25，水平搅拌管上设有相对设置的通孔26；水平搅拌管上设有与水平搅拌管的轴心线垂直的直杆。直杆包括纵向杆27和水平杆28。

盖板和容器均呈圆形；盖板下表面上设有环形凹槽，容器上端插入环形凹槽中与盖板相连接。

如图4所示，计算机分别与防水电机、第一电机、第二电机、转动装置和电化学工作站电连接；对电极和工作电极分别与电化学工作站电连接。

如图2所示的嵌入下盖板下部的下端开口的呈渐开线状的导轨5，设于导轨上的可沿导轨移动的转动装置7。

导轨一端靠近对电极，导轨另一端靠近下盖板边缘；对电极通过设于下盖板上的第一电机10与下盖板相连接；

如图3所示，转动装置下部设有泡沫铜工作电极11，导轨包括顶板和设于顶板两侧的两个竖向挡板17，两个竖向挡板上设有相对应的导向开口；转动装置包括电机固定座18、设于电机固定座上的第三电机19、与第三电机的两个转轴20分别连接的两个齿轮21和分别设于两个齿轮外侧上的两个延伸杆22，两个延伸杆分别伸入两个导向开口中；

导轨下部与两个齿轮相对应的位置处设有两条上表面带有齿纹的轨道板23；导轨上设有用于与两个齿轮配合的双凹槽24，两条轨道板两端均与导轨相连接，工作电极与电机固定座相连接；第三电机与控制器电连接。

如图5所示，一种蔗糖浓度检测装置的检测方法，包括如下步骤：

步骤100，计算机中设有扫描间隔时间50秒，扫描次数最大值N＝30，扫描次数序号i，i的初始值为1；

取40ml的0.1M NaOH插入容器中，将上盖板、下盖板安装到容器口部，使工作电极及对电极伸入NaOH中；

电化学工作站给工作电极输出0.5V的恒电压，调节盛有0.1M的蔗糖溶液的滴液漏斗的活塞，使滴液漏斗每隔50秒向容器中滴入一滴蔗糖溶液；

步骤200，寻找最佳位置并将k₁和与k₁相对应的电流密度S(t)存储到计算机的存储器中：

在滴液漏斗向容器中滴入第一滴蔗糖之后至滴入第二滴蔗糖溶液之前，计算机通过防水电机控制搅拌装置对容器内的液体搅拌10秒；计算机控制第一电机带动对电极水平旋转，同时控制转动装置带动工作电极沿导轨往返移动，电化学工作站检测电流密度，当检测到最大电流密度时，计算机控制转动装置及第一电机停止工作，控制第二电机带动对电极和工作电极上下移动，当再次检测到最大电流密度时，计算机控制第二电机停止工作，将对电极和工作电极当前的位置定义为最佳位置；

在对电极水平旋转和工作电极移动的过程中，对电极和工作电极始终保持最大的相对面积；

计算机计算当前容器内的蔗糖浓度k₁(例如，每滴蔗糖溶液为0.05ml，控制器根据已经滴入容器中的蔗糖溶液滴数及容器中溶液的总容积计算蔗糖浓度k₁)，将k₁和与k₁相对应的电流密度S(t)存储到计算机的存储器中；

步骤300，

滴液漏斗向容器内滴入第i+1滴蔗糖溶液，计算机通过防水电机控制搅拌装置对容器内的液体搅拌10秒；电化学工作站检测电流密度，计算机计算当前容器内的蔗糖浓度k_i+1，将k_i+1和与k_i+1相对应的电流密度S(t)存储到计算机的存储器中；

步骤400，当i≤29，使i值增加1，转入步骤300；否则，转入步骤500；

步骤500，数据处理：

计算机将得到的30个电流密度S(t)分别输入二阶线性系统随机共振模型 $\frac{d^{2}x\left(t\right)}{{\mathrm{dt}}^2}+[2r+\mathrm{\&xi;}\left(t\right)+b{\mathrm{\&xi;}}^2\left(t\right)]\frac{\mathrm{dx}\left(t\right)}{\mathrm{dt}}+{\mathrm{\&omega;}}^{2}x\left(t\right)=A\cos \left(\mathrm{\&Omega;t}\right)+\mathrm{cS}\left(t\right)$ 中，并使二阶线性系统随机共振模型共振；

其中，x(t)是振动质点的位移，Ω为角频率，r和ω分别是设定的衰减系数和线性振动质点的频率，c是设定的信号调解系数，b是设定的二次噪声ξ²(t)的系数，ξ(t)为三歧噪声，ξ(t)∈{-a，0，a}，a＞0，噪声的歧化过程遵循泊松分布，其概率分布为p_s(a)＝p_s(-a)＝q，p_s(0)＝1-2q，其中0＜q＜0.5；

噪声均值与相关性遵循<ξ(t)>＝0，<ξ(t)ξ(t+τ)>＝2qa²e^-λτ；

其中λ为相关率，三歧噪声ξ(t)的平直度为

利用公式 $\mathrm{SNR}=\frac{\mathrm{r\&lambda;\&Omega;}+2q{a}^2\mathrm{bc}({\mathrm{\&Omega;}}^3-\mathrm{\&Omega;})}{1+2q{a}^{2}b+5r-a^2}$ 计算并得到与N个电流密度S(t)分别对应的输出信噪比SNR₁，SNR₂，...，SNR₃₀；

计算机读取存储器中的蔗糖浓度k₁，k₂，...，k₃₀；计算机利用点(k₁，SNR₁)，(k₂，SNR₂)，...，(k₃₀，SNR₃₀)拟合成直线，根据拟合的直线得出蔗糖浓度预测模型：将容器的液体倒出，并将容器清洁干净；

步骤600，未知浓度的蔗糖溶液W的检测：

取40ml的蔗糖溶液W插入容器中，将上盖板、下盖板安装到容器口部，使工作电极及对电极伸入蔗糖溶液中，并使工作电极及对电极位于步骤200所确定的最佳位置；电化学工作站给工作电极输出0.5V的恒电压，电化学工作站检测电流密度S(t)，计算机将S(t)输入二阶线性系统随机共振模型中，

并利用公式 $\mathrm{SNR}=\frac{\mathrm{r\&lambda;\&Omega;}+2q{a}^2\mathrm{bc}({\mathrm{\&Omega;}}^3-\mathrm{\&Omega;})}{1+2q{a}^{2}b+5r-a^2}$ 计算及得到输出信噪比SNR，将SNR代入得到蔗糖溶液W的浓度k。

实施例2

实施例2中包含实施例1的所有结构及步骤部分，还包括报警器，报警器和计算机电连接；在步骤100之前还包括如下的电极校准步骤：

步骤710，取40ml的0.1M NaOH插入第一烧杯中，将工作电极及对电极插入第一烧杯的NaOH溶液中，利用电化学工作站进行循环伏安法扫描，使工作电极的激励电压在-0.1V-0.78V范围内先逐渐增大，再逐渐减小，得到横坐标为激励电压，纵坐标为电流密度的曲线，计算机计算电流密度的最大值和最小值之间的差值g；

步骤720，按照3∶2的比例依次取0.1M NaOH和0.1mM蔗糖插入第二烧杯中，并搅拌均匀；将工作电极及对电极插入第二烧杯的溶液中，利用电化学工作站进行循环伏安法扫描，使工作电极的激励电压在-0.1V-0.78V范围内先逐渐增大，再逐渐减小，得到横坐标为激励电压，纵坐标为电流密度的曲线，计算机计算电流密度的最大值和最小值之间的差值g′；

步骤730，计算机利用计算误差，当e≤3.9％时，转入步骤100；

否则，计算机控制报警器报警，操作人员对对电极进行检测，本实施例中，发现对电极表面有缺损，对对电极进行了更换；返回步骤710。

图6是在电化学工作站上显示出的循环伏安法校准检测结果图，由图中可以得出，g′＝6.8V，g′＝6.6V，因此转入步骤100。

本实施例中，激励电压在-0.1V-0.78V范围内以0.045V/s的速度先逐渐增大，再以0.045V/s的速度逐渐减小。泡沫铜和铂电极伸入溶液的面积均为0.1cm²。

应理解，本实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种蔗糖浓度检测装置，所述蔗糖浓度检测装置分别与电化学工作站(1)和计算机(2)电连接；其特征是，包括上端开口的容器(3)，设于容器上的上盖板(4)，设于上盖板下方的下盖板(30)，嵌入下盖板下部的下端开口的呈渐开线状的导轨(5)，设于下盖板上的铂材料制成的对电极(6)，设于导轨上的可沿导轨移动的转动装置(7)，设于容器内的用于搅拌液体的搅动装置(8)和设于上盖板和下盖板上的用于向容器内滴入蔗糖溶液的滴液漏斗(9)；

导轨一端靠近对电极，导轨另一端靠近下盖板边缘；对电极通过设于下盖板上的第一电机(10)与下盖板相连接；所述转动装置下部设有泡沫铜制成的工作电极(11)，搅动装置通过防水电机(12)与容器底部内表面相连接；

上盖板和下盖板之间设有丝杆(13)，容器内侧壁上有若干条导向竖杆(14)，下盖板外侧面上设有与导向竖杆数量相同并与各个导向竖杆相对应的竖向凹槽，丝杆上端通过第二电机(15)与上盖板相连接，丝杆下部与下盖板转动连接，丝杆下端设有水平挡板(16)；对电极和工作电极均呈条形板状；

所述计算机分别与防水电机、第一电机、第二电机、转动装置和电化学工作站电连接；对电极和工作电极分别与电化学工作站电连接。

2.根据权利要求1所述的蔗糖浓度检测装置，其特征是，所述导轨包括顶板和设于顶板两侧的两个竖向挡板(17)，两个竖向挡板上设有相对应的导向开口；所述转动装置包括电机固定座(18)、设于电机固定座上的第三电机(19)、与第三电机的两个转轴(20)分别连接的两个齿轮(21)和分别设于两个齿轮外侧上的两个延伸杆(22)，两个延伸杆分别伸入两个导向开口中；

所述导轨下部与两个齿轮相对应的位置处设有两条上表面带有齿纹的轨道板(23)；导轨上设有用于与两个齿轮配合的双凹槽(24)，两条轨道板两端均与导轨相连接，所述工作电极与电机固定座相连接；所述第三电机与控制器电连接。

3.根据权利要求1所述的蔗糖浓度检测装置，其特征是，所述搅动装置包括与防水电机的转轴相连接的水平搅拌管(25)，水平搅拌管上设有若干对相对设置的通孔(26)；水平搅拌管上设有若干个与水平搅拌管的轴心线垂直的直杆。

4.根据权利要求3所述的蔗糖浓度检测装置，其特征是，所述直杆包括纵向杆(27)和水平杆(28)。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的蔗糖浓度检测装置，其特征是，盖板和容器均呈圆形；盖板下表面上设有环形凹槽，容器上端插入环形凹槽中与盖板相连接。

6.一种适用于权利要求1所述的蔗糖浓度检测装置的检测方法，其特征是，包括如下步骤：

(6-1)计算机中设有扫描间隔时间A，扫描次数最大值N，扫描次数序号i，i的初始值为1；

取25至50ml的0.1M NaOH插入容器中，将上盖板、下盖板安装到容器口部，使工作电极及对电极伸入NaOH中；

电化学工作站给工作电极输出0.41V至0.54V的恒电压，调节盛有0.1M的蔗糖溶液的滴液漏斗的活塞，使滴液漏斗每隔时间A向容器中滴入一滴蔗糖溶液；

(6-2)在滴液漏斗向容器中滴入第一滴蔗糖之后至滴入第二滴蔗糖溶液之前，计算机通过防水电机控制搅拌装置对容器内的液体搅拌时间B，B＜A；计算机控制第一电机带动对电极水平旋转，同时控制转动装置带动工作电极沿导轨往返移动，电化学工作站检测电流密度；当检测到最大电流密度时，计算机控制转动装置及第一电机停止工作，控制第二电机带动对电极和工作电极上下移动，当再次检测到最大电流密度时，计算机控制第二电机停止工作，将对电极和工作电极当前的位置定义为最佳位置；

在对电极水平旋转和工作电极移动的过程中，对电极和工作电极始终保持最大的相对面积；

计算机计算当前容器内的蔗糖浓度k₁，将k₁和与k₁相对应的电流密度S(t)存储到计算机的存储器中；

(6-3)滴液漏斗向容器内滴入第i+1滴蔗糖溶液，计算机通过防水电机控制搅拌装置对容器内的液体搅拌时间B，B＜A；电化学工作站检测电流密度，计算机计算当前容器内的蔗糖浓度k_i+1，将k_i+1和与k_i+1相对应的电流密度S(t)存储到计算机的存储器中；

(6-4)当i≤N-1，使i值增加1，转入步骤(6-3)；否则，转入步骤(6-5)；

(6-5)计算机将得到的N个电流密度S(t)分别输入二阶线性系统随机共振模型 $\frac{d^{2}x\left(t\right)}{{\mathrm{dt}}^2}+[2r+\mathrm{\&xi;}\left(t\right)+b{\mathrm{\&xi;}}^2\left(t\right)]\frac{\mathrm{dx}\left(t\right)}{\mathrm{dt}}+{\mathrm{\&omega;}}^{2}x\left(t\right)=A\cos \left(\mathrm{\&Omega;t}\right)+\mathrm{cS}\left(t\right)$ 中，并使二阶线性系统随机共振模型共振；

其中，x(t)是振动质点的位移，Ω为角频率，r和ω分别是设定的衰减系数和线性振动质点的频率，c是设定的信号调解系数，b是设定的二次噪声ξ²(t)的系数，ξ(t)为三歧噪声，ξ(t)∈{-a，0，a}，a＞0，噪声的歧化过程遵循泊松分布，其概率分布为p_s(a)＝p_s(-a)＝q，p_s(0)＝1-2q，其中0＜q＜0.5；

噪声均值与相关性遵循<ξ(t)>＝0，<ξ(t)ξ(t+τ)>＝2qa²e^-λτ；

其中λ为相关率，三歧噪声ξ(t)的平直度为

计算机利用公式 $\mathrm{SNR}=\frac{\mathrm{r\&lambda;\&Omega;}+2q{a}^2\mathrm{bc}({\mathrm{\&Omega;}}^3-\mathrm{\&Omega;})}{1+2q{a}^{2}b+5r-a^2}$ 计算并得到与N个电流密度S(t)分别对应的输出信噪比SNR₁，SNR₂，...，SNR_N；

计算机读取蔗糖浓度k₁，k₂，...，k_N并利用点(k₁，SNR₁)，(k₂，SNR₂)，...，(k_N，SNR_N)拟合成直线，根据拟合的直线得出蔗糖浓度预测模型：将容器的液体倒出，并将容器清洁干净；

(6-6)未知浓度的蔗糖溶液W的检测：

取30至50ml的蔗糖溶液W插入容器中，将上盖板、下盖板安装到容器口部，使工作电极及对电极伸入蔗糖溶液中，并使工作电极及对电极位于步骤(6-2)所确定的最佳位置；电化学工作站给工作电极输出0.41V至0.54V的恒电压，电化学工作站检测电流密度S(t)，计算机将S(t)输入二阶线性系统随机共振模型中，

计算机利用公式 $\mathrm{SNR}=\frac{\mathrm{r\&lambda;\&Omega;}+2q{a}^2\mathrm{bc}({\mathrm{\&Omega;}}^3-\mathrm{\&Omega;})}{1+2q{a}^{2}b+5r-a^2}$ 计算及得到输出信噪比SNR，将SNR代入得到蔗糖溶液W的浓度k。

7.根据权利要求6所述的蔗糖浓度检测装置的检测方法，其特征是，还包括报警器，报警器和计算机电连接；在步骤(6-1)之前还包括如下的电极校准步骤：

(7-1)取25至40ml的0.1M NaOH插入第一烧杯中，将工作电极及对电极插入第一烧杯的NaOH溶液中，利用电化学工作站进行循环伏安法扫描，使工作电极的激励电压在-0.1V-0.78V范围内先逐渐增大，再逐渐减小，得到横坐标为激励电压，纵坐标为电流密度的曲线，计算电流密度的最大值和最小值之间的差值g；

(7-2)按照3∶2的比例依次取0.1M NaOH和0.1mM蔗糖插入第二烧杯中，并搅拌均匀；将工作电极及对电极伸入第二烧杯的溶液中，利用电化学工作站进行循环伏安法扫描，使工作电极的激励电压在-0.1V-0.78V范围内先逐渐增大，再逐渐减小，得到横坐标为激励电压，纵坐标为电流密度的曲线，计算电流密度的最大值和最小值之间的差值g′；

(7-3)计算机利用计算误差，当e≤3.9％时，转入步骤(6-1)；

否则，计算机控制报警器报警，操作人员对对电极进行表面处理或更换对电极；返回步骤(7-1)。

8.根据权利要求7所述的蔗糖浓度检测装置的检测方法，其特征是，激励电压在-0.1V-0.78V范围内以0.045V/s的速度先逐渐增大，再以0.045V/s的速度逐渐减小。

9.根据权利要求7所述的蔗糖浓度检测装置的检测方法，其特征是，泡沫铜和铂电极伸入溶液的面积均为0.06cm²至0.13cm²。

10.根据权利要求6或7或8或9所述的蔗糖浓度检测装置的检测方法，其特征是，A为43至59秒，N为10至105，B为8至30秒。