文阳平教授化学学科论文阅读笔记(一)

本文介绍了电子舌技术在食品检测中的应用,通过研究电化学特征参数的稳定性,探讨了等效电路法、对称方波法和计时库仑法在提取电化学特征值中的效果。分析了电化学特征值与食品理化指标(如pH、电导率、色差和总酸含量)的相关性,并建立了基于PLS的货架期预测模型。同时,提到了伏安型电子舌在食品检测中的主成分分析、聚类分析等多元统计方法的应用,展示了其在蜂蜜种类识别中的高效性能。

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一、《电子舌电化学特征参数的稳定性研究与应用》

1. 三种常用的电化学分析方法:溶液等效电路分析、对称方波分析、计时库仑分析

2.数据处理的方法

(1)剔除异常值 样本大于3倍的标准差剔除

3.PCA  DI值     CV值

 区分程度(DI值)用于表征智舌数据经过主成分分析后样品之间的区分效果和辨识能力。

Cv值表示的是元件对介质的流通能力,即:流量系数。

4.结果与分析

4.1基于等效电路法提取电化学特征值的结果分析

1)最佳拟合时域分析

通过对0-0.0025s、0-0.005s、0-0.0075s三个时间段进行线性拟合,通过拟合结果得出0-0.005s拟合效果最好

选取0-0.005s作为最佳拟合时域分析(使用弛豫曲线拟合得出)

2)电压范围分析

相同浓度的4种不同溶液在0.001v、0.01v、0.1v、1v的四种不同电压环境进行脉冲伏安法扫描,经过数据处理

分析,提取电化学特征值分别为双层电层电容Cdl、电化学电阻Rct、溶液电阻Rs、时间常数t,得出在0.1v

电压条件下电化学特征值最稳定(CV值图分析得出)

4.2基于对称方波法提取电化学特征值的结果分析

1)数据点的选择

2)电压范围分析

1V电压下电化学特征值稳定

4.3基于计时库伦法提取电化学特征值的结果分析

1)正向弛豫最佳拟合时域

0.6-1s时间段弛豫拟合最好

2)反向弛豫最佳拟合时域

0.9-1s时间段弛豫拟合最好

3)电压范围分析

0.1V电化学特征值最稳定

5.电化学特征值与食品货架理化指标的相关性

1)总酸含量的测定(化学方法:酚酞,碱性溶液滴定测量)

2)色差测量 指的是颜色在知觉上的差异

使用测色差的仪器进行测量并运用如下公式:

3)结果分析

55度红茶加热14、15、16、17、18h及其在-1至1V电压下四种电化学参数的变化情况

4)等效电路分析电化学特征值与PH的相关性分析

探索电化学特征值与样品内部的理化性质是否具有相关性

以55度红茶为样本:(牛奶结果详情查看论文)

对电化学特征值与PH进行相关性分析,相关系数极低,表明电化学特征值与PH无相关性

对电化学特征值与电导率进行相关性分析,相关系数极低,表明电化学特征值与电导率无相关性

对电化学特征值与色差进行相关性分析,无规律性

对电化学特征值与总酸含量进行相关性分析,无规律性

5)理化指标在时间上的变化规律

无论是红茶还是牛奶的PH、电导率、色差随着加热时间的延长并没有明显的变化规律,总酸含量的变化

随着加热时间延长或增加总酸含量变化趋势越快

6)总结
6.电化学方法提取的特征值在食品货架期中的应用

影响货架期的因素有水分活度、PH值和总酸度、酸的类型、有效含氧值、菌落总数、在储藏和分配过程

中的相对湿度、温度等等

文章通过三点检验法和三种电化学方法提取的特征值来进行货架期的预测,用PLS建立货架期模型

1)食品品质函数-反应级数(0级反应动力方程)    温度效应-Arrhenius方程
2)货架期预测PLS模型建立(偏最小二乘回归分析 http://www.cnblogs.com/SCUJIN/p/6058210.html)

将鲜牛奶顶点拐点提取的特征值与鲜牛奶 的实际储藏时间进行PLS

7.总结

以三种常用的电化学分析方法为手段解决电化学特征值的稳定性与有效性问题,

并将稳定有效的电化学特征值应用于鲜牛奶和红茶的货架期模型的建立和辨识区分

二、《伏安型电子舌的研发及其在食品检测中的应用_韦真博》

1.主成分分析

2.聚类分析

3.线性判别分析

4.主成分回归

5.偏最小二乘回归

6.人工神经网络

7.支持向量机

三、《伏安电子舌对不同植物源蜂蜜的检测识别——张海平》

1.列举了四例研究蜂蜜种类识别方法案列引出本文所讲利用电子舌识别简单有效

2.利用电子舌进行数据采集

得到伏安特性曲线

使用差分脉冲伏安法

3.数据处理和分析

1)使用PCA对同种品牌、不同植物源蜂蜜进行分析,结果可以把6种同种品牌、不同植物

蜂蜜源完全区分开,前两个主成分的累积贡献率为99.02%

2)使用模糊K近邻分类器对同种品牌、不同植物源蜂蜜进行分类,54个样本分类全部正确

3)模糊自适应谐振控制理论对同种品牌、不同植物源蜂蜜进行分类,由一个样本被错误分类

4)RBF神经网络对同种品牌、不同植物源蜂蜜进行分类,9个样本被错误分类

4.得出结论

主成分分析基本上可以区分对同种品牌、不同植物源蜂蜜。在对同种品牌、不同植物源蜂蜜的识别中

FKNN效果最好,效果优于另外两种方法

 

 

 

 

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