非破坏准确鉴定西瓜成熟度的方法技术

本发明专利技术公开了一种非破坏鉴定西瓜成熟度的方法：通过电子鼻对已知的熟西瓜和生西瓜挥发出的气味进行采样，利用电子鼻的ＰＣＡ分析模块对已知的熟西瓜和生西瓜的采样数据进行分析，根据分析结果建立生西瓜标准分析模板和熟西瓜标准分析模板。通过电子鼻对未知西瓜挥发出的气味进行采样，分别利用电子鼻的欧式距离分析模块、马氏距离分析模块、相关性分析分析模块和区别判定分析模块对未知的西瓜的采样数据进行分析，将分析结果与已建立的模板对比鉴定未知的西瓜，并结合这四个分析模块的鉴定结果得出最终鉴定结果，即四个分析模块中有至少三个鉴定一致才认为是对未知西瓜的鉴定结果，故本发明专利技术的西瓜鉴定方法实现了无破坏鉴定且鉴定准确度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及鉴定西瓜成熟度的方法，尤其涉及一种。
技术介绍
由于西瓜不像那些一旦成熟就散发出芳香气味或者外表颜色有变化的水果那样 容易定，因此，国内外许多学者对此进行了大量的研究，其中，西瓜成熟度的无损检测技术 一直是许多学者关注的问题。Clark发现声波通过西瓜的衰减时间与西瓜的硬度密切相关， 并且衰减时间随着西瓜成熟度的提高而延长。Yamamoto等利用声激励测出了几种水果(包 括西瓜)的固有频率，并证明水果的声学特性与杨氏模量、极限强度和硬度是显著相关的。 在国内，何东健等通过试验证明了打击音频信号的衰减时间、波形的对称度、功率谱峰值频 率与西瓜成熟度的相关性。夏恒等对西瓜的振动模型进行了假设和验证，证明多边形振型 可以作为区别成熟与未成熟瓜的特征模态，但是上述理论和实际试验结果有一定误差，不 能准确鉴定，有待完善。目前还没有无破损、准确的鉴定西瓜成熟度的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种鉴定西瓜成熟度的方法，实现无破坏、准确鉴定西瓜 成熟度。为达到上述目的，本专利技术提供了一种，包括如 下步骤1)选择至少3个生西瓜和至少3个熟西瓜作为样品，将每一个生西瓜和熟西瓜分 别放入一个密封容器中；2)用PEN3电子鼻仪器系统的进样管插入所述密封容器并用所述PEN3电子鼻仪器 系统的传感器分别采集所述每个西瓜挥发出的气体，由所述传感器将对应西瓜挥发出的气 体转变成对应的采样数据并存储；3)用所述PEN3电子鼻仪器系统的PCA分析模块对所述生西瓜的采样数据进行分 析，将得到的所述生西瓜的分析结果存储并定义为生西瓜标准分析模板，并且，用所述PCA 分析模块对所述熟西瓜的采样数据进行分析，将得到的所述熟西瓜的分析结果存储并定义 为熟西瓜标准分析模板；4)将待检测的西瓜放入一个密封容器中；5)用所述PEN3电子鼻仪器系统的进样管插入所述密封容器并用所述PEN3电子鼻 仪器系统的传感器采集所述待检测西瓜挥发出的气体，并由所述传感器将所述待检测西瓜 挥发出的气体转变成对应的采样数据并存储；6)分别用所述PEN3电子鼻仪器系统的欧氏距离分析模块、相关性分析模块、马氏 距离分析模块和区别判定分析模块对所述待检测西瓜的采样数据进行分析，将得到的所述 待检测西瓜的对应的分析结果分别与所述生西瓜标准分析模板和所述熟西瓜标准分析模板进行对比，如果所述欧氏距离分析模块、相关性分析模块、马氏距离分析模块和区别判定 分析模块的分析结果中至少有三个鉴定所述待检测西瓜的对应的分析结果与所述生西瓜 标准分析模板匹配，则鉴定所述待检测西瓜为生西瓜，如果所述欧氏距离分析模块、相关性 分析模块、马氏距离分析模块和区别判定分析模块的分析结果中至少有三个鉴定所述待检 测西瓜的对应的分析结果与所述熟西瓜标准分析模板匹配，则鉴定所述待检测西瓜为熟西 瓜，否则，鉴定所述待检测西瓜为半生不熟西瓜。 本专利技术的，所述生西瓜、所述熟西瓜和所述待 检测西瓜均放置在密封的容器中5 10分钟。本专利技术的，所述PEN3电子鼻仪器系统的测定 条件为数据采集频率0. 1 2秒/组，传感器自清洗时间40 120秒，传感器归零时间 5 10秒，样品准备时间3 5秒，进样流量200 400ml/min，分析采样时间30 60秒。本专利技术的，所述PCA分析模块替换为所述PEN3 电子鼻仪器系统的LDA分析模块。本专利技术的，所述PCA分析模块替换为所述PEN3 电子鼻仪器系统的LDA分析模块。本专利技术首先通过PEN3电子鼻仪器系统对已知的熟西瓜和生西瓜挥发出的气味进 行采样，利用PEN3电子鼻仪器系统的PCA分析模块对已知的熟西瓜和生西瓜的采样数据进 行分析，并根据分析结果建立生西瓜标准分析模板和熟西瓜标准分析模板。然后，通过PEN3 电子鼻仪器系统对未知西瓜挥发出的气味进行采样，分别利用PEN3电子鼻仪器系统的欧 式距离分析模块、马氏距离分析模块、相关性分析分析模块和区别判定分析模块对未知的 西瓜的采样数据进行分析，将分析结果与建立的模板对比对未知的西瓜进行鉴定，并结合 这四个分析模块的鉴定结果得出最终的鉴定结果，即四个分析模块中有至少三个鉴定一致 才认为是对该未知西瓜的鉴定结果，因此，本专利技术的西瓜鉴定方法不仅实现了无破坏鉴定， 而且鉴定结果准确度很高。附图说明图1为本专利技术的流程图；图2为本专利技术的中A-I号西瓜样品挥发气体在 PEN3电子鼻仪器系统中的采样数据；图3为本专利技术的中号西瓜样品挥发气体在 PEN3电子鼻仪器系统中的采样数据；图4为本专利技术的中A-3号西瓜样品挥发气体在 PEN3电子鼻仪器系统中的采样数据；图5为本专利技术的中A-4号西瓜样品挥发气体在 PEN3电子鼻仪器系统中的采样数据；图6为本专利技术的中B-I号西瓜样品挥发气体在 PEN3电子鼻仪器系统中的采样数据；图7为本专利技术的中B-2号西瓜样品挥发气体在 PEN3电子鼻仪器系统中的采样数据；图8为本专利技术的中B-3号西瓜样品挥发气体在 PEN3电子鼻本专利技术的中仪器系统中的采样数据；图9为本专利技术的中B-4号西瓜样品挥发气体在 PEN3电子鼻仪器系统中的采样数据；图10为本专利技术的中PCA分析和LDA分析的分 析结果；图11为本专利技术的中欧氏距离分析、相关性分析、马氏距离分析和区别判定分析的分析结果。具体实施例方式参考图1，本专利技术的，包括以下步骤步骤101，选择4个生西瓜和4个熟西瓜作为样品，将每一个生西瓜和熟西瓜分别 放入一个保鲜袋中密封。本专利技术的西瓜样品采自国家蔬菜工程技术研究中心延庆实验农 场，从该农场田间采摘同一品种的8个西瓜。根据西瓜外观和专家经验，人工初步予鉴定出 4个熟瓜和4个生瓜，并将4个熟瓜予记为A-I、A-2、A-3、A-4，生瓜予记为B_1、B_2、B-3、 B-4。将西瓜样品表面泥土及赃物用清水冲洗干净，晾干后将每个西瓜样品放入一个洁净的 保鲜袋(或其他密封容器)中密封，在常温下静止平衡5 10分钟后进行测定。步骤102，用PEN3电子鼻仪器系统自带的进样管刺入保鲜袋进行顶空气体分析， 用PEN3电子鼻仪器系统的传感器分别采集每个西瓜挥发出的气体，由传感器将对应西瓜 挥发出的气体转变成对应的采样数据并存储，其测定条件为数据采集频率为1秒/组； 传感器自清洗时间为120秒；传感器归零时间为10秒；样品准备时间为3秒；进样流量为 400ml/min ；分析采样时间为45秒。其中，这种德国AIRSENSE公司生产的PEN3电子鼻仪器 系统是由传感器通道、采样通道、和分析软件组成，其传感器通道有十个传感阵列组成，具 体传感器的性能描述见表1。表1. PEN3电子鼻传感器的性能描述<table>table see original document page 6</column></row><table>备注传感器的标定物及标定浓度 具体熟悉西瓜样品A-1、A-2、A-3、A_4挥发气体在PEN3电子鼻仪器系统中的采样 数据如图2至图5所示，生西瓜Β-1、Β-2、Β-3、Β-4挥发气体在PEN3电子鼻仪器系统中的采 样数据如图6至图9所示。其中，在图2至图9中，每个图中的左侧图表示为开始测量后， 西瓜样品挥发气体通过传感器测量后的传感器电阻值比值随测量时间延长的变化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非破坏准确鉴定西瓜成熟度的方法，其特征在于，包括如下步骤：１）选择至少３个生西瓜和至少３个熟西瓜作为样品，将每一个生西瓜和熟西瓜分别放入一个密封容器中；２）用ＰＥＮ３电子鼻仪器系统的进样管插入所述密封容器并用所述ＰＥＮ３电子鼻仪器系统的传感器分别采集所述每个西瓜挥发出的气体，由所述传感器将对应西瓜挥发出的气体转变成对应的采样数据并存储；３）用所述ＰＥＮ３电子鼻仪器系统的ＰＣＡ分析模块对所述生西瓜的采样数据进行分析，将得到的所述生西瓜的分析结果存储并定义为生西瓜标准分析模板，并且，用所述ＰＣＡ分析模块对所述熟西瓜的采样数据进行分析，将得到的所述熟西瓜的分析结果存储并定义为熟西瓜标准分析模板；４）将待检测的西瓜放入一个密封容器中；５）用所述ＰＥＮ３电子鼻仪器系统的进样管插入所述密封容器并用所述ＰＥＮ３电子鼻仪器系统的传感器采集所述待检测西瓜挥发出的气体，并由所述传感器将所述待检测西瓜挥发出的气体转变成对应的采样数据并存储；６）分别用所述ＰＥＮ３电子鼻仪器系统的欧氏距离分析模块、相关性分析模块、马氏距离分析模块和区别判定分析模块对所述待检测西瓜的采样数据进行分析，将得到的所述待检测西瓜的对应的分析结果分别与所述生西瓜标准分析模板和所述熟西瓜标准分析模板进行对比，如果所述欧氏距离分析模块、相关性分析模块、马氏距离分析模块和区别判定分析模块的分析结果中至少有三个鉴定所述待检测西瓜的对应的分析结果与所述生西瓜标准分析模板匹配，则鉴定所述待检测西瓜为生西瓜，如果所述欧氏距离分析模块、相关性分析模块、马氏距离分析模块和区别判定分析模块的分析结果中至少有三个鉴定所述待检测西瓜的对应的分析结果与所述熟西瓜标准分析模板匹配，则鉴定所述待检测西瓜为熟西瓜，否则，鉴定所述待检测西瓜为半生不熟西瓜。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何洪巨，耿利华，唐晓伟，宋曙辉，王文琪，宫国义，许勇，
申请(专利权)人：北京市农林科学院蔬菜研究中心，北京盈盛恒泰科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]