专利名称：基于荧光光谱线型特性和曲线拟合测定年份白酒的方法
技术领域：
本发明属于白酒鉴别的技术领域，具体为一种基于荧光光谱线型特性和曲线拟合测定年份白酒的方法。
背景技术：
白酒是我国传统的发酵类食品，有着巨大的消费市场、丰富的消费层次和众多的消费群体，在我国形成了历史悠久的酒文化。一直以来，人们都认为“酒是陈的香”，近年来，白酒年份酒作为中国白酒行业的高端产品受到市场热捧，价格飙升，逐渐成为白酒企业开发的重点。但是，由于缺乏年份白酒技术标准，年份酒产品的年份标准存在较大的随意性，年份酒市场出现混乱，酒的“年份”真假莫辨，“假年份”、“伪年份”混杂。一些不法分子利用目前我国在白酒年份酒鉴定方面的技术不足，以假当真、以次充好、以新充陈，种种行为严重损害了消费者的利益和中国白酒的声誉，不利于中国白酒行业的健康发展和中国酒文化·的源远流长。因此，为了规范年份白酒消费市场，维护消费者和白酒企业的利益，促进中国白酒行业的健康发展，找到一种科学、客观、准确、便捷的方法来鉴定年份白酒的年份是目前白酒行业迫切需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于发挥荧光光谱技术的优势，提供一种基于荧光光谱线型特性和曲线拟合测定年份白酒的方法。按照本发明的技术方案，本发明通过以下步骤实现
(1)利用荧光光谱仪对年份白酒标准样品进行三维荧光光谱测量；
(2)根据三维荧光光谱数据提取年份白酒样品的荧光光光谱线型参数，包括八分之一线宽、八分之三线宽、八分之五线宽、八分之七线宽、四分之一线宽、二分之一线宽和四分之三线宽的荧光光谱线型参数；
(3 )借助MATLAB，origin软件，并用曲线拟合的方法分别拟合出年份白酒年份与白酒的荧光光光谱线型参数的函数关系式，包括白酒年份与八分之一线宽的函数关系式，白酒年份与八分之三线宽的函数关系式，白酒年份与八分之五线宽的函数关系式，白酒年份与八分之七线宽的函数关系式，白酒年份与四分之一线宽的函数关系式，白酒年份与二分之一线宽的函数关系式和白酒年份与四分之三线宽的函数关系式；
(4)利用荧光光谱仪测量所要测定的年份白酒样品的三维荧光光谱；
(5)根据待测定的年份白酒的三维荧光光谱数据提取其荧光光谱线型参数八分之一线宽、八分之三线宽、八分之五线宽、八分之七线宽、四分之一线宽、二分之一线宽和四分之三线宽；
(6)将八分之一线宽、八分之三线宽，八分之五线宽、八分之七线宽、四分之一线宽、二分之一线宽和四分之三线宽这些线型参数代入到曲线拟合所得到的与这些参数相对应的函数关系式中，分别得出所测样品的根据各个线型参数所得的预测年份；
(7)将得到的各个线型参数所对应的预测年份求和，取平均，并将平均后所得的年份的小数部分做四舍五入近似，最终得到所测样品的年份。
下面结合附图对本发明作进一步说明。图I是年份白酒测定的流程图。图2是某一年份白酒样品的三维荧光光谱等高图。图3是某一年份白酒样品最佳激发波长下的发射谱。图4是对不同年份白酒样品八分之一线宽的参数分布图。 图5是对不同年份酒白样品八分之一线宽的参数拟合结果图。
具体实施例方式下面结合附图并根据流程图的操作顺序对本发明作进一步描述。(I)利用荧光光谱仪对同一品牌不同年份的白酒进行三维荧光光谱测量，激发波长范围设置为200nm—600nm,步长设置为5nm,发射波长范围设置为200nm—600nm,步长设置为lnm，对所有的测量样品均保持相通的参数设置及实验条件。其中某一年的三维荧光光谱等高图如图2所示,横坐标表示发射波长,范围为200nm—600nm,步长为Inm ;纵坐标表示激发波长，范围为200nm — 600nm，步长为5nm ;不同的曲线表示不同的荧光强度。(2)根据三维荧光光谱数据提取不同年份白酒的荧光光光谱线型参数，包括八分之一线宽、八分之三线宽、八分之五线宽、八分之七线宽、四分之一线宽、二分之一线宽和四分之三线宽等荧光光谱线型参数。如图2所示，等高图中只有一个荧光峰，在此荧光峰上可以找到强度最大的点即等高图中强度值最大的曲线所围成的点，在图2中为了显示清晰并未给出所有的曲线强度值，但是在三维荧光光谱所对应的数据矩阵中是存在的，可利用MATLAB, origin等软件找出此最大点(x，y，z)。x所对应的值为最佳发射波长，y所对应的值为最佳激发波长，z所对应的值为最佳激发波长下的荧光峰值强度。在三维荧光光谱数据中提取出此X值所对应的最佳激发波长下的发射谱如图3所示，在图3中可以看到有三个峰，两个小峰一个大峰，其中第一个为仪器干扰所致，第二个为瑞利峰，最后一个为此样品的荧光发射峰。在此发射峰上即可提取出三维荧光光谱线型参数，如八分之一线宽为荧光强度为z/8所对应的荧光发射峰上的两点(Xl，yi，z/8)和(x2，y2，z/8)所对应的宽度，即Clv8=X2-X1的值为八分之一线宽。同理可得，八分之三线宽、八分之五线宽、八分之七线宽、四分之一线宽、二分之一线宽和四分之三线宽等荧光光谱线型参数。当样品有多于一个荧光峰时，取最大的一个荧光峰作为提取线型参数所用的荧光峰。(3)借助MATLAB，origin等软件，并用曲线拟合的方法分别拟合出年份白酒年份与白酒的荧光光光谱线型参数d的函数关系式，包括白酒年份y1/8与八分之一线宽d1/8的函数关系式，白酒年份与八分之三线宽d3/8的函数关系式y3/8=f3/8(d3/8),白酒年份y5/8与八分之五线宽d5/8的函数关系式y5/8=f5/8(d5/8)，白酒年份y7/8与八分之七线宽d7/8的函数关系式y7/8=f7/8 (d7/8)，白酒年份y1/4与四分之一线宽d1/4的函数关系式yi/4=fi/4(di/4) 白酒年份yi/2与二分之一线宽d2/4的函数关系式y1/2=f1/2(d1/2)和白酒年份y3/4与四分之三线宽d3/4的函数关系式y3/4=f3/4(d3/4)。其中以八分之一线宽为例作图如图4所示，从图中点的分布情况来看，点的分布是有一定的规律的，利用MATLAB，origin等编程软件分别对年份和线型参数八分之一线宽进行拟合，最终得出如图5所示的拟合函数曲线，并得到拟合公式为 y1/8=2739sin(0. 009934d1/8-0. 2006)+823. 2sin(0. 02185d1/8+0. 7939)+79. 99sin(0. 04127 d1/8+6. 737)。(4)利用荧光光谱仪测量某个待测定的酒样的三维荧光光谱，所有参数的设置及实验条件都与步骤(I)中的设置和条件一致。于是就得到了待测酒样的三维荧光光谱数据。(5)按照步骤(2)中所示的方法，提取此酒样三维荧光光谱的线型参数八分之一线宽d’ 1/8、八分之三线宽d’ 3/8、八分之五线宽d’ 5/8、八分之七线宽d’ 7/8、四分之一线宽d’ 1/4、二分之一线宽d’ 1/2和四分之三线宽d’ 3/4。(6)将酒样三维荧光光谱线型参数八分之一线宽d’ 1/8代入到八分之一线宽所对应的拟合函数f1/8中得到八分之一线宽所预测的酒样的年份y’1/8= f1/8(d’1/8);将八分之三线宽d’ 3/8代入到八分之三线宽所对应的拟合函数f3/8中得到八分之三线宽所预测的酒样的年份I，3/8= f3/8(d’ 3/8);将八分之五线宽d’ 5/8代入到八分之五线宽所对应的拟合函数f5/8中得到八分之五线宽所预测的酒样的年份y’ 5/8= f5/8(d’ 5/8);将八分之七线宽d’ 7/8代入到八分之七线宽所对应的拟合函数f7/8中得到八分之七线宽所预测的酒样的年份y’ 7/8=f7/8(d’ 7/8);将四分之一线宽d’ 1/4代入到四分之一线宽所对应的拟合函数f1/4中得到四分之一线宽所预测的酒样的年份y’1/4= f1/4(d,1/4);将二分之一线宽d’1/2代入到二分之一线宽所对应的拟合函数f1/2中得到二分之一线宽所预测的酒样的年份y’ 1/2= f1/2(d’ 1/2);将四分之三线宽d’ 3/4代入到四分之三线宽所对应的拟合函数f3/4中得到四分之三线宽所预测的酒样的年份y’ 3/4= f3/4(d’ 3/4)。(7)将酒样不同三维荧光光谱线型参数所得到的预测年份y’ 1/8、y’ 3/8、y’ 5/8、y’ 7/8 、 ’ 1/4、y，1/2、y’ 3/4 取平均值得到 y’ =( 1’ i/8+y’ vs+y’ 5/8+y’ 7/8+y’ i/4+y’ i/2+y’ 3/4)/7，最后对y’进行四舍五入近似得到 ”，则 ”就是基于荧光光谱线型参数测得此酒样的年份。
权利要求
1.一种基于荧光光谱线型特性和曲线拟合测定年份白酒的方法，其特征是所述方法包括以下步骤 (1)利用荧光光谱仪对年份白酒标准样品进行三维荧光光谱测量； (2)根据三维荧光光谱数据提取年份白酒样品的荧光光光谱线型参数，包括八分之一线宽、八分之三线宽、八分之五线宽、八分之七线宽、四分之一线宽、二分之一线宽和四分之三线宽的荧光光谱线型参数； (3)借助MATLAB，origin软件，并用曲线拟合的方法分别拟合出年份白酒年份与白酒的荧光光光谱线型参数的函数关系式，包括白酒年份与八分之一线宽的函数关系式，白酒年份与八分之三线宽的函数关系式，白酒年份与八分之五线宽的函数关系式，白酒年份与八分之七线宽的函数关系式，白酒年份与四分之一线宽的函数关系式，白酒年份与二分之一线宽的函数关系式和白酒年份与四分之三线宽的函数关系式； (4)利用荧光光谱仪测量所要测定的年份白酒样品的三维荧光光谱； (5)根据待测定的年份白酒的三维荧光光谱数据提取其荧光光谱线型参数八分之一线宽、八分之三线宽、八分之五线宽、八分之七线宽、四分之一线宽、二分之一线宽和四分之三线宽； (6)将八分之一线宽、八分之三线宽，八分之五线宽、八分之七线宽、四分之一线宽、二分之一线宽和四分之三线宽这些线型参数代入到曲线拟合所得到的与这些参数相对应的函数关系式中，分别得出所测样品的根据各个线型参数所得的预测年份； (7)将得到的各个线型参数所对应的预测年份求和，取平均，并将平均后所得的年份的小数部分做四舍五入近似，最终得到所测样品的年份。
全文摘要
本发明公开了一种基于荧光光谱线型参数和曲线拟合技术测定年份白酒的方法，年份白酒光谱线型参数有八分之一线宽，八分之三线宽、八分之五线宽、八分之七线宽、四分之一线宽、二分之一线宽和四分之三线宽，测量某一品牌不同年份白酒的三维荧光光谱，从三维荧光光谱数据中得到不同年份白酒的荧光光谱线型参数，利用曲线拟合技术分别得出年份白酒年份与其各个荧光光谱线型参数的函数关系式；测量未知年份的白酒样品的三维荧光光谱，提取荧光光谱线型参数，将线型参数代入到相应的函数式中，得到相应的函数值，通过求平均、近似等处理即可得到白酒样品的测定年份。本发明操作简单，结果可靠，可用于测定年份白酒年份。
文档编号G01N21/64GK102944541SQ20121051720
公开日2013年2月27日 申请日期2012年12月6日 优先权日2012年12月6日
发明者陈国庆, 吴亚敏, 徐岩, 朱拓, 孔凡标, 朱纯, 朱焯炜 申请人:江南大学