自動進樣與恒溫控制型電子舌檢測系統的設計

段焜

摘要：近年來，電子舌檢測系統受到越來越多研究人員的重視，傳統的樣品檢測系統不夠靈敏、也缺乏自動化，對其進行詳細研究分析，探尋行之有效的電子舌檢測系統顯得尤為重要。本文分析了自動進樣與恒溫控制型電子舌檢測系統硬件及軟件設計，研究了自動進樣與恒溫控制型電子舌檢測系統的應用。

關鍵詞：自動進樣 恒溫控制 電子舌檢測系統

中圖分類號：TP274 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）12-0018-01

根據當前情況來看，電子舌檢測系統應用較為廣泛，通常保安系統、食品飲料或者生物醫藥等各方面均需要應用該系統，其能夠對不同產品樣品進行檢測，能夠對產品樣品當中的構成成分進行測量分析。與其余傳統的檢測系統相比較而言，電子舌檢測系統當中所應用到的傳感器的選擇更趨近于低選擇性，能夠在進行樣品檢測過程中進行交互感知即可。

1 自動進樣與恒溫控制型電子舌檢測系統硬件及軟件設計

通常情況下，可以被用于日常工作能夠對產品樣品成分進行檢測的電子舌檢測系統均需要兩部分共同組成，其一是其硬件設計，與之相對應的即為軟件設計。

在電子舌檢測系統的硬件設計中包括不同方面，首先要提到的就是上位機和控制模塊，通常情況下上位機又可以被稱為電子舌檢測系統當中的計算機，其能夠用于終端顯示。一般檢測系統在工作的過程總均需要其上位機根據工作需求通過計算機系統發出指令，將指令達到與檢測系統的各個區域，通過相互高效配合，共同完成工作。與之相對應的控制模塊主要承擔的就是接受指令的角色，其中主要有一個STC12系列單片機[1]，其在接受計算機信號指令后能夠自行控制檢測系統的底層電器設備，保證檢測工作順利進行。其次，電極和信號采集模塊。這一系統模塊的構成部分主要包括調理電路、工作電極、參比電極和另外一項不可或缺的輔助電極。在對產品樣品進行檢測的過程中，需要該系統模塊的工作電極和參比電極兩者相互配合，在工作中兩者能夠共同協調形成電壓，這一電壓能夠不斷變化，但是探究其中能夠發現其變化時遵循一定規律的，就于此對產品樣品檢測時電極表面能夠形成不同電流回流，其中主要為氧化電源回流和與之相對應的非氧化電源回流。檢測人員通過不同時段的不同電極回流能夠分析出檢測樣品成分的相關特性，在進一步檢測過程中能夠判斷其構成成分，最終完成樣品檢測工作。最后，自動進樣與恒溫槽模塊。自動進樣模塊主要是能夠保證所需要檢測的產品樣品能夠通過系統配合自動進行檢測，該模塊主要包括三個電動機絲桿滑臺，可以在運行工作的過程中保證產品樣品能夠上下、前后或者是左右運動等，能夠為產品樣品檢測工作提供便捷性即可。另外恒溫槽模塊主要針對的是所需檢測樣品中的液體產品，一般檢測環境氣溫過高或者氣溫過低均會對液體樣品造成較大影響，就于此在電子舌檢測系統當中增加了恒溫控制模塊能夠保證其檢測環境溫度處于標準的范圍值內，通常為25℃左右，這能夠從根本上控制液體樣品受溫度影響的變化情況，以免其出現波動，能夠有效保證檢測結果的準確有效性。

在自動進樣與恒溫控制性電子舌檢測系統當中的軟件設計，其主要由兩方面構成，一是上位機程序控制，另外一個是下位機程序控制。前者在工作過程中主要是根據樣品檢測工作的需求發出相應指令，對系統工作模塊予以控制，與此同時其還能夠對底層設備工作情況及請求等相關反饋信息予以接收，主要是對兩種信息流進行控制協調，保證檢測工作能夠滿足檢測產品樣品和底層設備工作雙層需求，促進檢測工作的順利進行[2]。下位機程序主要是對上位機程序進行服務的，在工作中其主要接收上位機傳輸的信息流，通過按鍵輸入等相關操作對檢測系統中的自動進樣、恒溫和信息采集、界面文本保存等方面予以控制。最后還由下位機將具體指令實施情況形成信息流再反饋與檢測系統的上位機程序即可，這就形成了整體的電子舌檢測系統。

2 自動進樣與恒溫控制型電子舌檢測系統的應用

目前，電子舌檢測應用情況主要體現在四方面，其 中包括牛奶、茶葉、啤酒和我們日常生活必須應用的水的檢測。對于牛奶、啤酒和水可以應用自動進樣與恒溫控制型電子舌檢測系統進行直接檢測，但是對于茶葉檢測的話需要檢測人員對茶葉進行沖泡，通常沖泡時間以五分鐘最適宜，應用100℃的標準去離子水沖泡，為了保證檢測結果的準確有效性需要對沖泡好的茶湯進行測量，分析其成分含量等。通常對上述四種飲品檢測的溫度多控制在25℃左右[3]，并且保證在整個檢測工作過程中，溫度不變處于完全恒溫的狀態下，以免周圍環境溫度的波動引起檢測樣品成分的細微波動，從而影響檢測結果。將自動進樣與恒溫控制型電子舌檢測系統應用于不同產品樣品成分含量的檢測中能夠保證檢測結果的客觀性、公平性、準確性和穩定性，能夠嚴格檢測產品樣品成分的含量，特別是飲品，一旦檢測出飲品構成成分含量出現異常情況或者某一成分過多等情況要立即停止生產和銷售，能夠從根本上禁止不健康食品流入市場，保證消費者的飲食健康安全。

3 結語

自動進樣與恒溫控制型電子檢測系統由軟件和硬件設計兩大部分構成，其能夠提高樣品檢測工作的效率，保證檢測結果的準確性和穩定性，具有一定應用價值。

參考文獻

[1]于亞萍，康冠朋，趙輝，等.基于LabVIEW伏安型電子舌系統激勵信號源的設計與實現[J].計算機測量與控制，2016（1）：324-327.

[2]任奇鋒，王俊.自動進樣與恒溫控制型電子舌檢測系統[J].農業機械學報，2016（4）：186-192.

[3]門洪，寧珂，張艷平，等.基于FCM-SVM的差分脈沖伏安電子舌用于對綠茶的識別[J].中國農機化學報，2013（5）：201-205.