一種無(wú)糖可樂中阿斯巴甜含量的快速檢測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】一種無(wú)糖可樂中阿斯巴甜含量的快速檢測(cè)裝置，包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置、CCD光譜儀、光路切換器、反射準(zhǔn)直透鏡、透射準(zhǔn)直透鏡、濾光片、載物臺(tái)、反射鏡、分束鏡及光源；其中，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置與CCD光譜儀連接，CCD光譜儀與光路切換器連接，光路切換器分別與反射準(zhǔn)直透鏡和透射準(zhǔn)直透鏡連接；并在反射準(zhǔn)直透鏡前端設(shè)置有濾光片，透射準(zhǔn)直透鏡前端設(shè)置有載物臺(tái)，待測(cè)樣本置于載物臺(tái)上；另外，將光源設(shè)置在分束鏡的前端，反射鏡設(shè)置在分束鏡的一側(cè)，且分束鏡位于載物臺(tái)的前端，反射鏡位于濾光片的前端。本實(shí)用新型具有無(wú)需樣品預(yù)處理、快速實(shí)時(shí)檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)，且操作過程簡(jiǎn)便，耗時(shí)低，有效提高了工作效率，同時(shí)降低了人工勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及食品【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種無(wú)糖可樂中阿斯巴甜含量的快速檢測(cè) 裝直。 -種無(wú)糖可樂中阿斯巴甜含量的快速檢測(cè)裝置

【背景技術(shù)】
[0002] 阿斯巴甜是一種非碳水化合物類的人造甜味劑，其甜味是一般蔗糖的200倍。目 前，國(guó)際上對(duì)阿斯巴甜的安全性存在很大的爭(zhēng)議，有科學(xué)家認(rèn)為阿斯巴甜會(huì)對(duì)人體造成重 大危害，而無(wú)糖可樂是將阿斯巴甜作為甜味劑代替糖分加入可樂飲料中，由于阿斯巴甜甜 味高和熱量低，使得無(wú)糖可樂備受人們的歡迎。為保護(hù)人體健康，消除阿斯巴甜對(duì)人體的潛 在危害，有必要對(duì)無(wú)糖可樂中的阿斯巴甜含量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以保證將阿斯巴甜的含量控制在 安全范圍內(nèi)。
[0003] 目前，食品中阿斯巴甜的檢測(cè)方法主要有高效液相色譜法、氣相色譜法、高效毛細(xì) 管電泳法、滴定法及方波伏安法等；然而上述檢測(cè)方法存在操作過程繁瑣、耗時(shí)長(zhǎng)、成本高 等缺點(diǎn)，不能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)，工作效率低，且人工勞動(dòng)強(qiáng)度大。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題在于提供一種無(wú)糖可樂中阿斯巴甜含量的快速檢 測(cè)裝置，以解決上述【背景技術(shù)】中的缺點(diǎn)。
[0005] 本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
[0006] -種無(wú)糖可樂中阿斯巴甜含量的快速檢測(cè)方法，首先收集具有代表性的無(wú)糖可樂 樣本，而后通過分析處理建立無(wú)糖可樂中阿斯巴甜含量的定標(biāo)模型，最后將待測(cè)無(wú)糖可樂 的阿斯巴甜含量檢測(cè)經(jīng)過處理后輸入定標(biāo)模型中，可快速獲得待測(cè)無(wú)糖可樂的阿斯巴甜含 量，具體步驟如下：
[0007] 1)收集不同廠家及不同生產(chǎn)時(shí)間具有代表性的無(wú)糖可樂樣本；
[0008] 2)采集步驟1)中收集的無(wú)糖可樂樣本的近紅外光譜，采用自適應(yīng)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)消 除無(wú)糖可樂樣本光譜的噪聲信號(hào)，并對(duì)去噪后的無(wú)糖可樂樣本光譜進(jìn)行微分處理，即得無(wú) 糖可樂樣本光譜信號(hào)集合；
[0009] 3)測(cè)定步驟1)中收集的無(wú)糖可樂樣本中的阿斯巴甜真實(shí)含量，得無(wú)糖可樂樣本阿 斯巴甜真實(shí)含量值集合；
[0010] 4)對(duì)步驟2)中獲得的無(wú)糖可樂樣本光譜信號(hào)集合，采用無(wú)信息變量消除法去除無(wú) 糖可樂樣本光譜信號(hào)中的無(wú)用波長(zhǎng)變量，再利用競(jìng)爭(zhēng)性自適應(yīng)重加權(quán)法獲取無(wú)糖可樂樣本 光譜信號(hào)中阿斯巴甜的特征波長(zhǎng)，并提取無(wú)糖可樂樣本光譜信號(hào)中阿斯巴甜特征波長(zhǎng)的光 譜值，得樣本阿斯巴甜特征波長(zhǎng)光譜值集合；
[0011] 5)應(yīng)用粒子群優(yōu)化-最小二乘支持向量機(jī)法將步驟4)中獲得的樣本阿斯巴甜特 征波長(zhǎng)光譜值與步驟3 )中阿斯巴甜的真實(shí)含量值進(jìn)行關(guān)聯(lián)，進(jìn)而建立無(wú)糖可樂中阿斯巴甜 含量的定標(biāo)模型；
[0012] 6)采集待測(cè)無(wú)糖可樂的近紅外光譜，采用自適應(yīng)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)消除待測(cè)無(wú)糖可樂 光譜的噪聲信號(hào)，并對(duì)去噪后的待測(cè)無(wú)糖可樂光譜進(jìn)行微分處理，得待測(cè)無(wú)糖可樂光譜信 號(hào)；
[0013] 7)對(duì)步驟6)中獲得的待測(cè)無(wú)糖可樂光譜信號(hào)，提取阿斯巴甜特征波長(zhǎng)的光譜值， 得待測(cè)無(wú)糖可樂阿斯巴甜特征波長(zhǎng)的光譜值；
[0014] 8)將步驟7)獲得的待測(cè)無(wú)糖可樂阿斯巴甜特征波長(zhǎng)的光譜值輸入至步驟5)所建 立的定標(biāo)模型中，即獲得待測(cè)無(wú)糖可樂的阿斯巴甜含量。
[0015] 在本實(shí)用新型中，所述步驟3)中對(duì)步驟1)中收集的無(wú)糖可樂樣本中的阿斯巴甜 真實(shí)含量測(cè)定采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法GB/T 22254-2008。
[0016] 一種無(wú)糖可樂中阿斯巴甜含量的快速檢測(cè)裝置，基于上述無(wú)糖可樂中阿斯巴甜含 量的快速檢測(cè)方法，其包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置、CCD光譜儀、光路切換器、反射準(zhǔn)直透鏡、透射準(zhǔn) 直透鏡、濾光片、載物臺(tái)、反射鏡、分束鏡及光源；其中，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置與CCD光譜儀連接， C⑶光譜儀與光路切換器連接，光路切換器分別與反射準(zhǔn)直透鏡和透射準(zhǔn)直透鏡連接；并 在反射準(zhǔn)直透鏡前端設(shè)置有濾光片，透射準(zhǔn)直透鏡前端設(shè)置有載物臺(tái)，待測(cè)樣本置于載物 臺(tái)上；另外，將光源設(shè)置在分束鏡的前端，反射鏡設(shè)置在分束鏡的一側(cè)，且分束鏡位于載物 臺(tái)的前端，反射鏡位于濾光片的前端。
[0017] 在本實(shí)用新型中，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置為存儲(chǔ)器，便于移動(dòng)攜帶。
[0018] 在本實(shí)用新型中，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置為計(jì)算機(jī)，便于實(shí)現(xiàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)在線上傳。
[0019] 在本實(shí)用新型中，濾光片為中性密度濾光片，其對(duì)各種不同波長(zhǎng)光線的減少能力 是同等、均勻的，只起到減弱光線的作用，而對(duì)原物體的顏色不會(huì)產(chǎn)生任何影響，便于反射 準(zhǔn)直透鏡成像。
[0020] 在本實(shí)用新型中，光路切換器通過光纖分別與反射準(zhǔn)直透鏡和透射準(zhǔn)直透鏡連 接。
[0021] 在本實(shí)用新型中，C⑶光譜儀通過光纖與光路切換器連接。
[0022] 在本實(shí)用新型中，檢測(cè)時(shí)，首先將待測(cè)樣本置于載物臺(tái)上，然后調(diào)整光路切換器， 同時(shí)打開光源，光源產(chǎn)生的光束經(jīng)分束鏡后，一半光束被反射，成為反射光束，一半光束被 透射，成為透射光束；反射光束被反射鏡反射后，經(jīng)濾光片進(jìn)入反射準(zhǔn)直透鏡，通過光纖進(jìn) 入光路切換器由CCD光譜儀采集反射光束的近紅外光譜，并保存在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置中；再次 調(diào)整光路切換器，使透射準(zhǔn)直透鏡與光路切換器連接，透射光束照射到待測(cè)樣本，透過待測(cè) 樣本的光線進(jìn)入透射準(zhǔn)直透鏡，經(jīng)光纖進(jìn)入光路切換器由CCD光譜儀7采集待測(cè)樣本的近 紅外光譜，并保存在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置中；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置對(duì)比兩者數(shù)據(jù)值，即可快速獲得待測(cè)樣 本的阿斯巴甜含量。
[0023] 有益效果：本實(shí)用新型具有無(wú)需樣品預(yù)處理、快速實(shí)時(shí)檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)，且操作過程簡(jiǎn) 便，耗時(shí)低，有效提高了工作效率，同時(shí)降低了人工勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024] 圖1為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025] 為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下 面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0026] 參見圖1的一種無(wú)糖可樂中阿斯巴甜含量的快速檢測(cè)裝置，包括反射鏡1、中性密 度濾光片2、反射準(zhǔn)直透鏡3、光纖4、光路切換器5、光纖6、CCD光譜儀7、計(jì)算機(jī)8、光纖9、 透射準(zhǔn)直透鏡10、載物臺(tái)11、待測(cè)樣本12、透射光束13、分束鏡14、光束15、光源16及反射 光束17。
[0027] 在進(jìn)行檢測(cè)實(shí)驗(yàn)前，首先采集260個(gè)不同廠家及不同生產(chǎn)時(shí)間的代表性無(wú)糖可 樂樣本的近紅外光譜，并對(duì)260個(gè)樣本的近紅外光譜進(jìn)行處理：1)采用自適應(yīng)模糊神經(jīng)網(wǎng) 絡(luò)消除樣本光譜的噪聲信號(hào)，并對(duì)去噪后的樣本光譜進(jìn)行微分處理；2)按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法 GB/T 22254-2008測(cè)定260個(gè)無(wú)糖可樂樣本中的阿斯巴甜真實(shí)含量；3)對(duì)微分處理后的樣 本光譜，采用無(wú)信息變量消除法去除樣本光譜中無(wú)用的波長(zhǎng)變量，再利用競(jìng)爭(zhēng)性自適應(yīng)重 加權(quán)法獲取樣本阿斯巴甜的特征波長(zhǎng)，并提取樣本光譜中阿斯巴甜特征波長(zhǎng)的光譜值；4) 應(yīng)用粒子群優(yōu)化-最小二乘支持向量機(jī)法將樣本光譜中阿斯巴甜特征波長(zhǎng)的光譜值與阿 斯巴甜的真實(shí)含量值進(jìn)行關(guān)聯(lián)，建立無(wú)糖可樂中阿斯巴甜含量的定標(biāo)模型，并輸入至計(jì)算 機(jī)8內(nèi)。
[0028] 而后將待測(cè)樣本12置于載物臺(tái)11上，調(diào)整光路切換器5,使光纖4與光纖6連通； 同時(shí)打開光源16,光源16產(chǎn)生的光束15經(jīng)分束鏡14后，50%的光束15被反射，成為反射 光束17, 50%的光束15被透射，成為透射光束13 ;反射光束17被反射鏡1反射后，透過中 性密度濾光片2進(jìn)入反射準(zhǔn)直透鏡3,再經(jīng)過光纖4、光路切換器5及光纖6,由(XD光譜儀 7采集反射光束17的近紅外光譜，并保存在計(jì)算機(jī)8里；再次調(diào)整光路切換器5,使光纖9 與光纖6連通，透射光束13照射到待測(cè)樣本12,透過待測(cè)樣本12的光線進(jìn)入透射準(zhǔn)直透鏡 10,再經(jīng)光纖9、光路切換器5及光纖6,由(XD光譜儀7采集待測(cè)樣本12的近紅外光譜，并 保存在計(jì)算機(jī)8里。
[0029] 在本實(shí)施例中，為消除光源16波動(dòng)的影響，將待測(cè)樣本12的近紅外光譜除以反射 光束17的近紅外光譜，作為待測(cè)樣本12的最終近紅外光譜。
[0030] 對(duì)待測(cè)樣本12的近紅外光譜進(jìn)行處理：1)采用自適應(yīng)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)消除樣本光 譜的噪聲信號(hào)，并對(duì)去噪后的樣本光譜進(jìn)行微分處理；2)對(duì)微分處理后的樣本光譜，提取阿 斯巴甜特征波長(zhǎng)的光譜值；3)將阿斯巴甜特征波長(zhǎng)的光譜值輸入至計(jì)算機(jī)8內(nèi)所建立的定 標(biāo)模型中，即可獲得待測(cè)樣本12的阿斯巴甜含量。
[0031] 以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的 技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說 明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化 和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所 附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1. 一種無(wú)糖可樂中阿斯巴甜含量的快速檢測(cè)裝置，包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置、CCD光譜儀、光 路切換器、反射準(zhǔn)直透鏡、透射準(zhǔn)直透鏡、濾光片、載物臺(tái)、反射鏡、分束鏡及光源；其特征在 于，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置與CCD光譜儀連接，CCD光譜儀與光路切換器連接，光路切換器分別與反 射準(zhǔn)直透鏡和透射準(zhǔn)直透鏡連接；并在反射準(zhǔn)直透鏡前端設(shè)置有濾光片，透射準(zhǔn)直透鏡前 端設(shè)置有載物臺(tái)，待測(cè)樣本置于載物臺(tái)上；另外，將光源設(shè)置在分束鏡的前端，反射鏡設(shè)置 在分束鏡的一側(cè)，且分束鏡位于載物臺(tái)的前端，反射鏡位于濾光片的前端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)糖可樂中阿斯巴甜含量的快速檢測(cè)裝置，其特征在 于，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置為存儲(chǔ)器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)糖可樂中阿斯巴甜含量的快速檢測(cè)裝置，其特征在 于，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置為計(jì)算機(jī)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)糖可樂中阿斯巴甜含量的快速檢測(cè)裝置，其特征在 于，濾光片為中性密度濾光片。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)糖可樂中阿斯巴甜含量的快速檢測(cè)裝置，其特征在 于，光路切換器通過光纖分別與反射準(zhǔn)直透鏡和透射準(zhǔn)直透鏡連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)糖可樂中阿斯巴甜含量的快速檢測(cè)裝置，其特征在 于，C⑶光譜儀通過光纖與光路切換器連接。
【文檔編號(hào)】G01N21/359GK203894158SQ201420302154
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月9日
【發(fā)明者】孫通, 劉木華, 王曉, 許朋, 胡田 申請(qǐng)人:江西農(nóng)業(yè)大學(xué)