[发明专利]一种蔗糖罐内糖浆浓度的测量装置以及测量方法

权利要求书

1.一种蔗糖罐内糖浆浓度的测量装置，其特征在于，包括：

双类型电极传感器，用于采集所述蔗糖罐的截面的多个电阻抗值数据，该双类型电极传感器包括：

一个条形金属电极以及N个矩形金属电极，所述一个条形金属电极和所述N个矩形金属电极沿所述蔗糖罐的内壁的周向进行等距设置，所述矩形金属电极和所述条形金属电极与所述蔗糖罐绝缘，且所述蔗糖罐始终接地，其中，所述条形金属电极设于所述矩形金属电极的二分之一高度处；

以及

糖浆浓度分析系统，用于接收所述双类型电极传感器采集的多个电阻抗值数据，根据所述电阻抗值数据计算所述蔗糖罐内糖浆的浓度值。

2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述矩形金属电极大于或等于3个。

3.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述糖浆浓度分析系统为计算机系统。

4.一种采用权利要求1所述蔗糖罐内糖浆浓度的测量装置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)以条形金属电极为固定测量电极，测量所述N个矩形金属电极与所述固定测量电极之间的电阻抗值，共得到N个电阻抗值数据；

2)所述糖浆浓度分析系统接收所述N个电阻抗值数据，当所述电阻抗值数据小于或等于3个，根据所述电阻抗值数据计算所述糖浆的浓度值；当所述电阻抗值数据大于3个，对所述电阻抗值数据进行降维和去冗余，再根据进行降维和去冗余后的所述电阻抗值数据计算所述糖浆的浓度值。

5.根据权利要求4所述的测量方法，其特征在于，当所述电阻抗值数据大于3个，采用主成分分析法对所述电阻抗值数据进行降维和去冗余，具体包括以下步骤：

21)标准化处理所述电阻抗值数据变量，使每一个所述电阻抗值数据变量的均值为0，方差为1；

22)对标准化后的m维所述电阻抗值数据变量进行相关性分析；设r_ij为标准化后所述电阻抗值数据变量X_i与X_j的相关系数，则r_ij的计算公式为相关系数矩阵为：R＝(r_ij)_m*m；根据相关系数矩阵整理得到实对称矩阵R＝XX^T/(m-1)，其中，X为原始电阻抗值数据变量集合；

23)主成分电阻抗值数据变量的贡献率分析及主成分电阻抗值数据变量的选择；其中贡献率是第i个主成分电阻抗值数据变量的方差在全部主成分电阻抗值数据变量方差中所占比重β₁，累积贡献率为根据累计贡献率β≥80％时取主成分电阻抗值数据变量的个数，其中，λ_i为X的特征值，i＝1Λm；

24)利用cov(Y_i,X_j)＝cov(Y_i,u_j1Y₁+u_j2Y₂+Lu_jmY_m)＝u_jiλ_i求原始电阻抗值数据变量与主成分电阻抗值数据变量之间的相关系数，其中，Y为选取的主成分电阻抗值数据变量；X为原始电阻抗值数据变量；u为X的协方差矩阵的特征向量。

6.根据权利要求4所述的测量方法，其特征在于，所述电阻抗值数据输入RBP神经网络进行训练，训练后所述RBP神经网络输出所述糖浆的浓度值。