[发明专利]基于光谱传感技术的煎炸油在线检测系统及其方法

权利要求书

1.一种基于光谱传感技术的煎炸油在线检测系统，其特征在于，包括煎炸锅、微型泵、样品池、比色皿和光谱传感模组，所述煎炸锅内装有待检测的煎炸油，所述煎炸锅、所述微型泵和所述样品池通过管道依次连接，所述微型泵将所述煎炸锅内的煎炸油抽入所述样品池中，所述样品池内竖直设有所述比色皿，所述比色皿的底部与所述样品池连通，所述比色皿两侧设有对称的通光窗口，所述光谱传感模组分别通过入射光纤和出射光纤连接所述比色皿的两所述通光窗口，所述光谱传感模组通过所述入射光纤向所述比色皿发射近红外干涉光，所述光谱传感模组通过所述出射光纤接收经所述比色皿内煎炸油透射的透射光并进行处理分析获得煎炸油的参数信息。

2.根据权利要求1所述的基于光谱传感技术的煎炸油在线检测系统，其特征在于，所述光谱传感模组包括光源、微处理器和光电传感器，所述微处理器控制所述光源输出近红外干涉光，所述光电传感器接收经所述比色皿内煎炸油透射的透射光并进行光电转换获得携带煎炸油信息的电信号，所述微处理器接收所述光电传感器传输的所述电信号并进行信号处理、计算和分析获得煎炸油的参数信息。

3.根据权利要求2所述的基于光谱传感技术的煎炸油在线检测系统，其特征在于，所述光电传感器为单点铟镓砷探测器,所述光源包括钨灯和基于MEMS微镜阵列的法布里-珀罗干涉仪，所述光源产生的近红外干涉光的波长范围约1350～2450nm。

4.根据权利要求3所述的基于光谱传感技术的煎炸油在线检测系统，其特征在于，所述比色皿的所述通光窗口采用溴化钾材料，所述通光窗口的透光范围是200～25000nm。

5.根据权利要求4所述的基于光谱传感技术的煎炸油在线检测系统，其特征在于，还包括温度传感器和液位传感器，所述温度传感器和所述液位传感器设置在所述样品池内，所述温度传感器和所述液位传感器与所述微处理器连接，所述微处理器预设有设定温度范围和设定液位范围，所述温度传感器检测到所述样品池内煎炸油温度在所述设定温度范围内时发送第一检测信号给所述微处理器，所述液位传感器检测到所述样品池内液位在所述设定液位范围内时发送第二检测信号给所述微处理器，所述微处理器接收到所述第一检测信号和所述第二检测信号后开始检测。

6.根据权利要求2所述的基于光谱传感技术的煎炸油在线检测系统，其特征在于，所述微处理器包括信号采集变换模块、光谱预处理模块和参数计算模块；所述信号采集变换模块对接收到的所述电信号进行采集并记录干涉图，且对采集得到的光强数据进行傅里叶变换，得到携带煎炸油信息的光谱曲线；所述光谱预处理模块对所述信号采集变换模块获得所述光谱曲线进行平滑处理、基线校正和微分处理消除各种非目标因素对所述光谱曲线的影响；所述参数计算模块根据所述光谱曲线和基于偏最小二乘法建立的光谱模型计算获得煎炸油的参数信息，所述参数信息包括极性化合物含量、羰基值和酸价。

7.根据权利要求2所述的基于光谱传感技术的煎炸油在线检测系统，其特征在于，所述光谱传感模组还包括USB接口，所述USB接口与所述微处理器连接，所述USB接口用于所述微处理器与外部服务器和/或客户端传输信息。

8.根据权利要求5所述的基于光谱传感技术的煎炸油在线检测系统，其特征在于，还包括出口阀门、出油管和样品储存容器，所述样品储存容器通过所述出油管接入所述样品池，所述出口阀门设置在所述出油管与所述样品池连接处，所述样品池连接所述煎炸锅的入口处设有入口阀门，所述出口阀门和所述入口阀门为电控阀门，所述电控阀门与所述微处理器连接，所述微处理器控制所述电控阀门的开启和关闭。

9.根据权利要求1所述的基于光谱传感技术的煎炸油在线检测系统，其特征在于，所述煎炸锅与所述微型泵之间设有竖立管道，所述竖立管道内设有过滤网。

10.一种基于光谱传感技术的煎炸油在线检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：抽取煎炸油，微处理器控制煎炸锅与样品池之间的入口阀门打开、样品池的出口阀门关闭，微处理器启动微型泵将煎炸锅内的煎炸油经过滤网过滤后抽入样品池并溢过比色皿；

S2：检测准备，微处理器预设设定温度范围和设定液位范围，当样品池内设置的温度传感器和液位传感器监测到经S1处理的样品池内的煎炸油温度和液位达到设定温度范围和设定液位范围时，微处理器控制入口阀门关闭；

S3：近红外光检测，对经S2处理的样品池，微处理器控制光源输出近红外干涉光，近红外干涉光经过入射光纤照射在比色皿上，经过比色皿内的煎炸油透射形成透射光，透射光经出射光纤输入光电传感器，光电传感器进行光电转换获得携带煎炸油信息的电信号并传输给微处理器；

S4：信号采集变换，微处理器对经S3处理得到的电信号进行采集并记录干涉图，且对采集得到的光强数据进行傅里叶变换，得到携带煎炸油信息的光谱曲线；

S5：光谱预处理，微处理器对经S4处理得到的光谱曲线进行平滑处理、基线校正和微分处理消除以各种非目标因素对光谱曲线的影响

S6：参数计算，微处理器中存有基于偏最小二乘法建立的光谱模型，微处理器根据光谱模型和经S5处理的光谱曲线进行计算获得煎炸油的参数信息，获得的参数信息包括极性化合物含量、羰基值和酸价。

S7：数据输出，微处理器通过USB接口向外部服务器和/或客户端传输经S6处理的煎炸油的参数信息。

S8：样品储存，微处理器控制样品池的出口阀门开启，使经S7处理后的样品池内的煎炸油进入样品储存容器内以作储存备用。