CN202330293U - 基于可视化阵列传感器的白酒识别装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于可视化阵列传感器的白酒识别装置，包括挥发密封箱、检测密封箱、可视化阵列传感器、图像采集仪、水箱、加热管和控制器；加热管安装在水箱的底部并由控制器控制，控制器安装在水箱的顶部；挥发密封箱和检测密封箱安装在水箱内，且上方形成敞口；挥发密封箱通过真空泵与检测密封箱内连通，图像采集仪和可视化阵列传感器设在检测密封箱内。本实用新型采用挥发密封箱将白酒在所需条件下挥发，在输入检测密封箱内与可视化阵列传感器接触，可视化阵列传感器检测待测样品特征响应的信号，通过图像采集仪将采集的光谱变化信号输入信号识别处理系统，将检测结果以图谱的方式显示，实现检测的可视化，采用该装置检测方便、快捷。

Description

基于可视化阵列传感器的白酒识别装置

技术领域

本实用新型涉及一种白酒识别装置，具体涉及一种基于可视化阵列传感器的白酒识别装置。

背景技术

白酒是我国传统的蒸馏酒，历史悠久，工艺独特，是世界著名的六大蒸馏酒之一。因自然环境，酿造原料、糖化发酵剂种类和生产工艺等因素的不同，形成了各具特色、风格典型的各种香型的白酒。中国白酒的香型包括以茅台酒、郎酒为代表的酱香型，以汾酒为代表的清香型，以泸州老窖、洋河大曲为代表的浓香型、以桂林三花酒为代表的米香型和以西凤酒为代表的凤香型五大香型。

目前，白酒质量检测常用的方法包括气相色谱、毛细管柱、浸入式固相微萃取等方法。这些方法均能够准确定性定量的测定白酒中的酸类、酯类、醛类以及醇类等多种成分，但是分析过程较为复杂，所使用的检测设备成本较高，耗时长等缺点；而且白酒中的香味微量成分仅占2%，尚有许多呈香成分无法用这些方法检测出来。

能够产生交叉响应的阵列式电子鼻则在一定程度上弥补了常规色谱检测限低，无法对不同物质间的相互作用进行检测等缺陷，电子鼻是近年来发展较快的一种人工嗅觉系统，采用气敏传感器制成的传统电子鼻阵列对不同的白酒有一定的识别和区分效果。电子鼻传感器具有识别能力强，检测速度快等优点，但电子鼻主要是靠吸附待测物质来产生响应，在对白酒中微量成分的识别上依然存在不足，而且白酒中的大量乙醇会掩盖传感器对其他微量成分的响应，导致传统的电子鼻传感器对相似酒精度白酒的区分效果不好。

实用新型内容

针对现有技术中的不足之处，本实用新型提供了一种方便、快捷，实现可视化检测，且检测更加直观简便，特异性识别能力更强的基于可视化阵列传感器的白酒识别装置。

    本实用新型提供的基于可视化阵列传感器的白酒识别装置，包括挥发密封箱、检测密封箱、可视化阵列传感器、图像采集仪、水箱、加热管和控制器；所述加热管安装在水箱的底部并由控制器控制，控制器安装在水箱的顶部；挥发密封箱和检测密封箱安装在水箱内，且上方形成敞口；

所述挥发密封箱的顶部设有白酒进样孔和挥发气体出气孔；

在所述检测密封箱的右侧箱壁上设有检测气体出气孔，检测气体出气孔与挥发密封箱内连通，所述可视化阵列传感器设在检测密封箱内，所述图像采集仪设在检测密封箱的右侧箱壁上，并与可视化阵列传感器水平对应；所述检测密封箱的左侧为气体缓冲室，挥发气体出气孔通过真空泵与气体缓冲室连通；

所述可视化阵列传感器由可视化阵列单元组成，可视化阵列单元的一面与气体缓冲室对应，可视化阵列单元的另一面与图像采集仪的镜头对应。

进一步，所述检测密封箱内设有气体导流板，所述气体导流板位于可视化阵列传感器与气体缓冲室之间，所述气体导流板上均布设有数个导流孔。

进一步，所述检测密封箱内还设有照明装置，所述照明装置设在图像采集仪周边对应的检测密封箱的内壁上，所述照明装置由控制器控制。

进一步，所述挥发密封箱和检测密封箱内分别安装有温度传感器、湿度传感器和压力传感器；所述温度传感器、湿度传感器和压力传感器与控制器连接。

进一步，在图像采集仪与可视化阵列传感器之间设有透明玻璃板。

进一步，所述水箱内设有用于检测水温、且与控制器连接的温度传感器。

进一步，所述挥发密封箱的顶部还设有用于喷水或喷乙醇的喷管。

再进一步，所述挥发密封箱和检测密封箱的底部分别设有排污管。

与现有技术相比，本实用新型的基于可视化阵列传感器的白酒识别装置具有如下优点：

1、本实用新型通过控制白酒挥发环境中的温度、湿度、压力等参数，从而保证白酒在所需的温度、湿度、压力等特定条件下稳定地挥发，进而提高可视化阵列传感器检测的稳定性。

2、本实用新型采用挥发密封箱将白酒在所需条件下挥发，在输入检测密封箱内与可视化阵列传感器接触，可视化阵列传感器检测待测样品特征响应的信号，通过图像采集仪将采集的光谱变化信号输入信号识别处理系统，将检测结果以图谱的方式显示，实现检测的可视化，采用该装置检测方便、快捷。

3、本实用新型的可视化阵列单元与白酒挥发气体反应之后，会产生明显的光谱变化，通过比对反映前后阵列光谱变化的数据，就可以实现对物质的特异性识别。因此可实现对白酒中微量成分的特异性识别与响应，极大的减小了高浓度乙醇的干扰。与传统电子鼻传感器相比，该装置的应用更加直观简便，特异性识别能力更强。

4、通过本实用新型的装置可获得不同香型白酒的反应差谱图所代表每种香型白酒所特有的特征，是每种香型的白酒独一无二的特异性指纹图谱。因此，利用该装置得到的不同香型白酒的反应差谱作为各香型的指纹图谱，进而建立白酒的指纹图谱库，可用于白酒的质量监测和白酒真伪的鉴定。

4、该装置结构简单、成本低廉，可实现高效检测。

附图说明

图1为基于可视化阵列传感器的白酒识别装置的结构示意图；

图2为可视化阵列传感器安装在传感器固定装置上的结构示意图；

图3为气体导流板的结构示意图。

附图中： 1—挥发密封箱； 2—检测密封箱； 3—可视化阵列传感器； 4—图像采集仪； 5—水箱； 6—加热管； 7—控制器； 8—白酒进样孔； 9—挥发气体出气孔； 10—检测气体出气孔； 11—气体缓冲室； 12—真空泵； 13—可视化阵列单元； 14—气体导流板； 15—导流孔； 16—照明装置； 17—透明玻璃板； 18—温度传感器； 19—喷管； 20—排污管； 21—进气孔； 22—传感器固定装置； 23—载板； 24—盖板； 25—通孔； 26—定位导轨。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细地说明。

图1为基于可视化阵列传感器的白酒识别装置的结构示意图，如图所示：基于可视化阵列传感器的白酒识别装置，包括挥发密封箱1、检测密封箱2、可视化阵列传感器3、图像采集仪4、水箱5、加热管6和控制器7。加热管6安装在水箱5的底部并由控制器7控制，控制器7安装在水箱5的顶部。挥发密封箱1和检测密封箱2安装在水箱5内，且上方形成敞口。加热管6可采用燃气对水加热，也可采用电阻丝对水加热。加热管6主要向挥发密封箱1和检测密封箱2提供恒定温度，使挥发密封箱1内注入的白酒在所需特定的温度下挥发。

挥发密封箱1的顶部设有白酒进样孔8和挥发气体出气孔9，白酒从白酒进样孔8内注入挥发密封箱1，在挥发密封箱1内受热蒸发。在检测密封箱2的右侧箱壁上设有检测气体出气孔10，挥发密封箱1的内壁上设有进气孔21，检测气体出气孔10通过管道与进气孔21连通。可视化阵列传感器3设在检测密封箱2内，图像采集仪4设在检测密封箱2的右侧箱壁上，并与可视化阵列传感器3水平对应。检测密封箱2的左侧为气体缓冲室11，挥发气体出气孔9通过真空泵12和管道与气体缓冲室11连通。检测密封箱2内还设有照明装置16（照明装置16采用LED灯。），照明装置16设在图像采集仪4周边对应的检测密封箱2的内壁上，照明装置16由控制器7控制。在图像采集仪4与可视化阵列传感器3之间设有透明玻璃板17，使图像采集仪4与白酒挥发的气体通过透明玻璃板17隔开，避免白酒挥发的气体对图像采集仪4产生腐蚀。检测密封箱2内设有气体导流板14，气体导流板14位于可视化阵列传感器3与气体缓冲室11之间，气体导流板14上均布设有数个导流孔15，如图3所示。图像采集仪4、透明玻璃板17、照明装置16、可视化阵列传感器3、气体导流板14和气体缓冲室11从右向左依次设置。挥发密封箱1和检测密封箱2内分别安装有温度传感器、湿度传感器和压力传感器，温度传感器、湿度传感器和压力传感器与控制器7连接，温度传感器、湿度传感器和压力传感器以检测白酒气体的温度、湿度和压力。

可视化阵列传感器3由可视化阵列单元13组成，可视化阵列单元13的一面与气体导流板14对应，可视化阵列单元13的另一面与图像采集仪4的镜头对应。可视化阵列传感器3由多个可视化阵列单元13组成，可视化阵列传感器3上的阵列点可根据实际需要设置不同的数目、用于检测不同成分的可视化阵列单元13。可视化阵列单元13可由卟啉及其衍生物、指示剂和极性染料中的一种或任意的组合组成。每个可视化阵列单元应具有一定的选择性，分析物能够与其中心位点牢固结合，以保证阵列对分析物的响应是强的相互作用; 可视化阵列传感器3必须具有交叉敏感效应，即每个可视化阵列单元13对不同的组分具有不同的响应能力。可视化阵列传感器3安装在传感器固定装置22上，传感器固定装置22由载板23和盖板24组成，载板23上开有盖板安装槽，盖板24扣合在载板23的盖板安装槽内，载板23和盖板24上设置相对应的通孔25。可视化阵列传感器3被压在载板23和盖板24之间，如图2所示，可视化阵列单元13位于通孔25中，可视化阵列传感器3安装或拆卸方便、快捷。在检测密封箱2的侧壁对应位置设置有用于传感器固定装置22插入或抽出的定位导轨26，定位导轨26的中部为与载板23横截面相匹配的安装孔，传感器固定装置22插入定位导轨26内后，外侧形成密封配合，通过该安装孔可达到快速插入或抽出可视化阵列传感器3的目的。可视化阵列传感器3安装好后，可视化阵列单元13的一面与气体导流板14的导流孔15对应，可视化阵列单元13的另一面与图像采集仪4对应。

气体导流板14上均布多个导流孔15，本实施例中，导流孔15为六个，使气体缓冲室11内的气体经导流孔15向左移动，能最大限度地与可视化阵列传感器3接触。图像采集仪4的输出端与计算机连接，使图像采集仪4采集的光谱变化信号输入计算机，由计算机进行识别处理。

水箱5内设有用于检测水温、且与控制器7连接的温度传感器18，通过该温度传感器18检测水温，若水温过高，可降低加热管6的温度；若水温过低，可提高加热管6的温度。挥发密封箱1的顶部还设有用于喷水或喷乙醇的喷管19，通过该喷管19向挥发密封箱1内喷水或喷乙醇对该挥发密封箱1进行清洗，挥发密封箱1和检测密封箱2的底部分别设有排污管20，清洗水从排污管20排出。

使用该装置时，将水加入水箱5内，水由加热管6加热，热水对挥发密封箱1和检测密封箱2传热，酒样通过白酒进样孔8加入挥发密封箱1以后，挥发密封箱1内的白酒在所需的温度、湿度、压力下挥发，挥发气体经真空泵12抽入气体缓冲室11内，气体缓冲室11内气体向左经过导流孔15与可视化阵列单元13接触，可视化阵列单元13与挥发气体反应之后，会产生明显的光谱变化，图像采集仪4采集可视化阵列传感器3的图像变化，并输入计算机，通过图像处理系统比对反映前后阵列光谱变化的数据（数据可选用SPSS软件中的聚类分析和主成分分析，如2009年1月农业机械学报第40卷第1期《视觉可视化技术在白酒识别中的运用》），就可以实现对白酒的特异性识别，进而建立白酒的指纹图谱库，又可用于白酒的质量监测和白酒真伪的鉴定。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种基于可视化阵列传感器的白酒识别装置，其特征在于：包括挥发密封箱（1）、检测密封箱（2）、可视化阵列传感器（3）、图像采集仪（4）、水箱（5）、加热管（6）和控制器（7）；所述加热管（6）安装在水箱（5）的底部并由控制器（7）控制，控制器（7）安装在水箱（5）的顶部；挥发密封箱（1）和检测密封箱（2）安装在水箱（5）内，且上方形成敞口；

所述挥发密封箱（1）的顶部设有白酒进样孔（8）和挥发气体出气孔（9）；

在所述检测密封箱（2）的右侧箱壁上设有检测气体出气孔（10），检测气体出气孔（10）与挥发密封箱（1）内连通，所述可视化阵列传感器（3）设在检测密封箱（2）内，所述图像采集仪（4）设在检测密封箱（2）的右侧箱壁上，并与可视化阵列传感器（3）水平对应；所述检测密封箱（2）的左侧为气体缓冲室（11），挥发气体出气孔（9）通过真空泵（12）与气体缓冲室（11）连通；

所述可视化阵列传感器（3）由可视化阵列单元（13）组成，可视化阵列单元（13）的一面与气体缓冲室（11）对应，可视化阵列单元（13）的另一面与图像采集仪（4）的镜头对应。

2.根据权利要求1所述的基于可视化阵列传感器的白酒识别装置，其特征在于：所述检测密封箱（2）内设有气体导流板（14），所述气体导流板（14）位于可视化阵列传感器（3）与气体缓冲室（11）之间，所述气体导流板（14）上均布设有数个导流孔（15）。

3.根据权利要求1所述的基于可视化阵列传感器的白酒识别装置，其特征在于：所述检测密封箱（2）内还设有照明装置（16），所述照明装置（16）设在图像采集仪（4）周边对应的检测密封箱（2）的内壁上，所述照明装置（16）由控制器（7）控制。

4.根据权利要求1所述的基于可视化阵列传感器的白酒识别装置，其特征在于：所述挥发密封箱（1）和检测密封箱（2）内分别安装有温度传感器、湿度传感器和压力传感器；所述温度传感器、湿度传感器和压力传感器与控制器（7）连接。

5.根据权利要求1至4中任一项权利要求所述的基于可视化阵列传感器的白酒识别装置，其特征在于：在图像采集仪（4）与可视化阵列传感器（3）之间设有透明玻璃板（17）。

6.根据权利要求5所述的基于可视化阵列传感器的白酒识别装置，其特征在于：所述水箱（5）内设有用于检测水温、且与控制器（7）连接的温度传感器（18）。

7.根据权利要求5所述的基于可视化阵列传感器的白酒识别装置，其特征在于：所述挥发密封箱（1）的顶部还设有用于喷水或喷乙醇的喷管（19）。

8.根据权利要求5所述的基于可视化阵列传感器的白酒识别装置，其特征在于：所述挥发密封箱（1）和检测密封箱（2）的底部分别设有排污管（20）。

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