基于传感器阵列的牛肉味觉品质检测方法研究

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1、分类号：ＴＳ２１０．７单位代码：１０１８３研究生学号：２０１５４５２０７４密级：公开吉林大学硕士学位论文（学术学位）基于传感器阵列的牛肉味觉品质检测方法研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＭｅｔｈｏｄｏｆＢｅｅｆＦｌａｖｏｒＤｅｔｅｃｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎＳｅｎｓｏｒＡｒｒａｙＸ作者姓名：王洪美专业：食品科学与工程研究方向：食品安全与品质检验指导教师：王笑丹副教授培养单位：食品科学与工程学院２０１８年１２月基于传感器阵列的牛肉味觉品

2、质检测方法研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＭｅｔｈｏｄｏｆＢｅｅｆＦｌａｖｏｒＤｅｔｅｃｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎＳｅｎｓｏｒＡｒｒａｙ作者姓名：王洪美专业名称：食品科学与工程指导教师：王笑丹副教授学位类别：工学硕士答辩日期：２０１８年１２月４日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本ｖ电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否

3、则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：ｎ日期：切方年ａ月〈日摘要基于传感器阵列的牛肉味觉品质检测方法研究本研究隶属于吉林省科技发展计划项目重点项目-《基于仿

4、生口腔感知系统的牛肉品质快速检测方法研究》（20140204035NY）和吉林省科技发展计划项目自然基金-《基于贵金属传感器的牛肉味觉品质自动控制检测方法研究》（20160101274JC）。牛肉中有丰富的蛋白质与较低的脂肪和胆固醇，因此受到人们的普遍欢迎。其中，牛肉的味觉品质是评价牛肉品质的重要感官指标之一。本文研究了基于传感器阵列的牛肉味觉品质检测方法。该方法以传感器阵列为基础，通过利用CATIA平台设计了牛肉味觉品质检测装置的三维模型，并进行了有限元分析和运动仿真分析及静强度分析（主要支撑轴），通过

5、分析，确定了各主要机构满足试验要求，该方法可以实现快速、便捷地牛肉味觉品质检测。同时，本研究分别利用了数据采集卡和电化学工作站作为数据信号收集和转换装置。在数据分析方面，首先对数据进行主成分分析，并分别构建BP神经网络模型和支持向量机模型。主要研究内容和结论如下：1）牛肉味觉品质检测装置研制与分析以传感器阵列为基础建立了基于CATIA三维模型的牛肉味觉品质检测装置，研究设计了主要运行零件：传感器阵列承接机构、样品水平移动台、推杆及支撑主轴等零件，确定了各零件的参数尺寸，并分别对传感器阵列承接机构、样品水平

6、移动台、推杆进行了有限元分析和运动仿真分析，绘制出了主要运行机构的角速度、位移、加速度等仿真曲线，从而确定了机构运行的可行性；对支撑主轴进行了有限元分析和静强度分析。本装置能以传感器阵列为基础完成牛肉味觉品质准确、稳定地检测过程。2）牛肉味觉品质检测控制系统研究将PLC控制技术与与单片机控制技术和继电器控制技术对比研究之后，确定了PLC控制技术具有更好的应用性和稳定性，可以更好地发挥控制作用。因此，牛肉味觉品质检测控制系统以PLC控制技术为控制核心，①根据试验要求确定了PLC控制系统的控制目标和控制任务；

7、②将PLC控制系统进行层次化设计，包括组织协调层、执行层、驱动层和电机控制层，并利用ISPSoft完成PLC系统程序的编译；③确定了各执行机构的控制模型，PLC控制系统通过控制电机转动的位移、角度、速度、周期等参数，来实现对各执行机构的控制，使牛肉味觉品质检测装置达到最佳运行状态。构建了基于传感器阵列的牛肉味觉品质数据采集系统，为牛肉味觉品质检测研究构建了测试平台。选择了12个离子工作电极和1个饱和甘汞参比电极，构建传感器阵列作为样品信号的收集装置，从而获取牛肉样品的多维信息。此外，选择数据采集卡作为信号

8、的模式转换、存储系统，该系统具有低成本、高效率、抗干扰等优势，相较于传统的电化学工作站可以更好地实现本研究各项要求，并且经过滤波处理后，采集卡采集的数据更加平稳，干扰小。3）牛肉味觉品质检测与判别模型研究构建利用本课题研究的基于传感器阵列的牛肉样品味觉品质检测方法进行牛肉样品检测，然后利用感官评价和电化学工作站分别检测平行牛肉样品，并将感官评价的结果作为牛肉味觉品质等级判别模型的输出指标，电化学工作站和本课题研究设计的方法检测