CN112285053A - 一种基于近红外光谱的白酒酒曲样品测试装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于近红外光谱的白酒酒曲样品测试装置及方法，属于固体样品测试技术领域，其包括：光源，用于发出不同波长的近红外辐射；样品盘，用于放置白酒酒曲样品瓶；分光器，将光源发出的近红外辐射线分成不同波段的光，并依次照射至样品盘上的待测白酒酒曲样品瓶；分光系统，接收通过待测白酒酒曲样品瓶的光，并去除杂散光；检测器，用于检测经过分光系统后的光线强度，并将光强信号转换为电信号；控制系统，与分光器、分光系统、检测器信号连接；控制系统包括显示模块，用于显示与检测器转换电信号对应的谱图信号。本发明能够快速、准确地对白酒酒曲样品进行分析和评价，避免了传统依靠外观、气味等感官因素的个人主观判断，误差小。
Description
技术领域
本发明属于固体样品测试技术领域，具体涉及一种基于近红外光谱的白酒酒曲样品测试装置及方法。
背景技术
中国白酒绝大多数是用酒曲酿造的，酒曲酿酒是中国酿酒的精华所在。在酒曲上生长有大量的微生物，还有微生物所分泌的酶(淀粉酶、糖化酶和蛋白酶等)，酶具有生物催化作用，可以加速将谷物中的淀粉，蛋白质等转变成糖、氨基酸。糖分在酵母菌的酶的作用下，分解成乙醇，即酒精。酒曲本身含有淀粉和蛋白质等，也是酿酒原料，同时曲中的酶也可将曲本身中的淀粉转变成糖分，在酵母菌的作用下再转变成乙醇。
酒曲质量的好坏对于所酿制白酒的品质具有直接的影响，但评判酒曲质量往往基于对于酒曲的水分、酸度、淀粉、糖化力、酒化力、酯化力等传统指标数据，再结合外观、气味等感官因素，传统指标检测所需时间较长，一个酒曲样品全部指标分析完需要好几天甚至一周的时间，而外观、气味等感官因素个人主观判断，误差较大。
因此，急需一种能够快速、准确地对白酒酒曲样品进行分析和评价的测试装置及方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够快速、准确地对白酒酒曲样品进行分析和评价的测试装置及方法，本发明采取了如下技术方案：
一种基于近红外光谱的白酒酒曲样品测试装置，包括：
光源，用于发出不同波长的近红外辐射；
样品盘，用于放置白酒酒曲样品瓶；
分光器，将所述光源发出的近红外辐射线分成不同波段的光，并依次照射至所述样品盘上的待测白酒酒曲样品瓶；
分光系统，接收通过所述待测白酒酒曲样品瓶的光，并去除杂散光；
检测器，用于检测经过所述分光系统后的光线强度，并将光强信号转换为电信号；
控制系统，与所述分光器、所述分光系统、所述检测器信号连接；所述控制系统包括显示模块，所述显示模块与所述检测器信号连接，用于显示与所述检测器转换电信号对应的谱图信号。
进一步地，所述控制系统还包括数据处理模块，所述数据处理模块中存储有白酒酒曲近红外测试数据库，所述数据处理模块将所述显示模块显示的谱图与所述白酒酒曲近红外测试数据库中谱图进行对比、分类，并输出白酒酒曲对应等级结果。
进一步地，所述样品盘分为依次排列的待测样品区、放样检测区和完成检测样品区；其中，所述待测样品区和所述已测样品区设置有若干白酒酒曲样品瓶放置孔；所述放样检测区设置有放样孔，用于放置检测白酒酒曲样品瓶。
进一步地，还包括自动进样系统，所述自动进样系统包括取样机械臂，所述取样机械臂与所述控制系统信号连接，所述取样机械臂根据所述控制系统中的取样程序将所述待测样品区的白酒酒曲样品瓶放入所述放样孔中；检测完成后，所述取样机械臂将放入所述放样孔中的白酒酒曲样品瓶放入所述完成检测样品区的放置孔内。
进一步地，所述分光器为棱镜。
一种基于近红外光谱的白酒酒曲样品测试方法，包括以下步骤：
S1、打开光源，所述光源发出不同波长的近红外辐射；
S2、分光器根据控制系统的指令将所述光源发出的近红外辐射线分成不同波段的光，并依次照射至样品盘上的待测白酒酒曲样品瓶；
S3、分光系统接收通过所述待测白酒酒曲样品瓶的光，并去除杂散光；
S4、检测器对经过所述分光系统后的光线强度进行检测，并将光强信号转换为电信号；
S5、所述控制系统中的显示模块显示与所述检测器转换电信号对应的谱图信号。
进一步地，步骤2中，取样机械臂根据所述控制系统中的取样程序将样品盘待测样品区的白酒酒曲样品瓶放入放样孔中；检测完成后，所述取样机械臂将放入所述放样孔中的所述白酒酒曲样品瓶放入完成检测样品区的放置孔内。
进一步地，所述控制系统中的数据处理模块将所述显示模块显示的谱图与白酒酒曲近红外测试数据库中谱图进行对比、分类，并输出白酒酒曲对应等级结果。
有益效果：
本发明提供了一种基于近红外光谱的白酒酒曲样品测试装置及方法，能够快速、准确地对白酒酒曲样品进行分析和评价，避免了传统依靠外观、气味等感官因素的个人主观判断，误差小。此外，利用近红外光谱技术分析样品还具有方便、快速、高效、准确和成本较低，不破坏样品，不消耗化学试剂，不污染环境等优点
附图说明
图1一种基于近红外光谱的白酒酒曲样品测试装置构成示意图
图2样品盘和自动进样系统构成示意图
图3酒曲样品的传统指标数据和近红外分析谱图数据进行建模参数表
图4水分参考值与预测值分布图
图5酸度参考值与预测值分布图
图6淀粉参考值与预测值分布图
图7酒化力参考值与预测值分布图
图8酯化力参考值与预测值分布图
图9氨态氮含量参考值与预测值分布图
图10感官评分参考值与预测值分布图
其中，1、样品盘；2、待测样品孔；3、取样机械臂；4、放样孔；5、已测样品孔。
具体实施方式
实施例1
一种基于近红外光谱的白酒酒曲样品测试装置，包括：光源、样品盘1、分光器、检测器和控制系统。
卤钨灯光源(如HL1000)，用于发出不同波长的辐射光；
样品盘1，用于放置白酒酒曲样品瓶；其中，样品盘1分为依次排列的待测样品区、放样检测区和完成检测样品区；待测样品区设置有若干待检测白酒酒曲样品瓶放置孔和已测样品区设置有若干白酒酒曲样品瓶放置孔；放样检测区设置有放样孔4，用于放置检测白酒酒曲样品瓶。
其中，样品盘1上可以根据需要配置不同放置孔的空位数，如6、9、20、 32空位。本实施例中设置为9个空位。
分光器，将光源发出的近红外辐射线分成不同波段的光，并依次照射至样品盘1上的待测白酒酒曲样品瓶；在本实施例中，分光器为棱镜；
分光系统，接收通过待测白酒酒曲样品瓶的光，并去除杂散光；
检测器，用于检测经过分光系统后的光线强度，并将光强信号转换为电信号；
控制系统，与分光器、分光系统、检测器信号连接；控制系统包括显示模块，显示模块与检测器信号连接，用于显示与检测器转换电信号对应的谱图信号。
本实施例中的控制系统还包括数据处理模块，数据处理模块中存储有白酒酒曲近红外测试数据库，数据处理模块将显示模块显示的谱图与白酒酒曲近红外测试数据库中谱图进行对比、分类，并输出白酒酒曲对应等级结果。
在其他实施例中，还包括自动进样系统，自动进样系统包括取样机械臂3，取样机械臂3与控制系统信号连接，取样机械臂4根据控制系统中的取样程序将放置在待测样品区待测样品孔2内的样品瓶放入放样孔4中；检测完成后，取样机械臂将放入放样孔中的样品瓶放入完成检测样品区的已测样品孔5 内。
实施例2
一种基于近红外光谱的白酒酒曲样品测试方法，包括以下步骤：
S1、打开光源，光源发出不同波长的近红外辐射；
S2、分光器根据控制系统的指令将光源发出的近红外辐射线分成不同波段的光，并依次照射至样品盘1上的待测白酒酒曲样品瓶；
其中，取样机械臂根据控制系统中的取样程序将样品盘1待测样品区的白酒酒曲样品瓶放入放样孔中；检测完成后，取样机械臂将放入放样孔中的白酒酒曲样品瓶放入完成检测样品区的放置孔内；
S3、分光系统接收通过待测白酒酒曲样品瓶的光，并去除杂散光；
S4、检测器对经过分光系统后的光线强度进行检测，并将光强信号转换为电信号；
S5、控制系统中的显示模块显示与检测器转换电信号对应的谱图信号。
其中，控制系统中的数据处理模块将显示模块显示的谱图与白酒酒曲近红外测试数据库中谱图进行对比、分类，并输出白酒酒曲对应等级结果。
通过对酒曲样品的传统指标数据和近红外分析谱图数据(见图3)进行建模分析，分类结果如图4-图10所示，表明分类结果较好。
注：
本申请中涉及的近红外光谱是介于可见光(Vis)和中红外(MIR)之间的电磁辐射波。
本申请的工作原理：有机分子中含氢基团(O-H、N-H、C-H)振动的合频和各级倍频的吸收区一致，通过扫描样品的近红外光谱，可以得到样品中有机分子含氢基团的特征信息。
以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围的。
Claims (8)
1.一种基于近红外光谱的白酒酒曲样品测试装置，其特征在于，包括：
光源，用于发出不同波长的近红外辐射；
样品盘，用于放置白酒酒曲样品瓶；
分光器，将所述光源发出的近红外辐射线分成不同波段的光，并依次照射至所述样品盘上的待测白酒酒曲样品瓶；
分光系统，接收通过所述待测白酒酒曲样品瓶的光，并去除杂散光；
检测器，用于检测经过所述分光系统后的光线强度，并将光强信号转换为电信号；
控制系统，与所述分光器、所述分光系统、所述检测器信号连接；所述控制系统包括显示模块，所述显示模块与所述检测器信号连接，用于显示与所述检测器转换电信号对应的谱图信号。
2.根据权利要求1所述的白酒酒曲样品测试装置，其特征在于，所述控制系统还包括数据处理模块，所述数据处理模块中存储有白酒酒曲近红外测试数据库，所述数据处理模块将所述显示模块显示的谱图与所述白酒酒曲近红外测试数据库中谱图进行对比、分类，并输出白酒酒曲对应等级结果。
3.根据权利要求1所述的白酒酒曲样品测试装置，其特征在于，所述样品盘分为依次排列的待测样品区、放样检测区和完成检测样品区；其中，所述待测样品区和所述已测样品区设置有若干白酒酒曲样品瓶放置孔；所述放样检测区设置有放样孔，用于放置检测白酒酒曲样品瓶。
4.根据权利要求3所述的白酒酒曲样品测试装置，其特征在于，还包括自动进样系统，所述自动进样系统包括取样机械臂，所述取样机械臂与所述控制系统信号连接，所述取样机械臂根据所述控制系统中的取样程序将所述待测样品区的白酒酒曲样品瓶放入所述放样孔中；检测完成后，所述取样机械臂将放入所述放样孔中的白酒酒曲样品瓶放入所述完成检测样品区的放置孔内。
5.根据权利要求1所述的白酒酒曲样品测试装置，其特征在于，所述分光器为棱镜。
6.一种基于近红外光谱的白酒酒曲样品测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、打开光源，所述光源发出不同波长的近红外辐射；
S2、分光器根据控制系统的指令将所述光源发出的近红外辐射线分成不同波段的光，并依次照射至样品盘上的待测白酒酒曲样品瓶；
S3、分光系统接收通过所述待测白酒酒曲样品瓶的光，并去除杂散光；
S4、检测器对经过所述分光系统后的光线强度进行检测，并将光强信号转换为电信号；
S5、所述控制系统中的显示模块显示与所述检测器转换电信号对应的谱图信号。
7.根据权利要求6所述的白酒酒曲样品测试方法，其特征在于，步骤2中，取样机械臂根据所述控制系统中的取样程序将样品盘待测样品区的白酒酒曲样品瓶放入放样孔中；检测完成后，所述取样机械臂将放入所述放样孔中的所述白酒酒曲样品瓶放入完成检测样品区的放置孔内。
8.根据权利要求6所述的白酒酒曲样品测试方法，其特征在于，所述控制系统中的数据处理模块将所述显示模块显示的谱图与白酒酒曲近红外测试数据库中谱图进行对比、分类，并输出白酒酒曲对应等级结果。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210129 |
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