一种近红外光谱测量糖浆浓度的方法

本发明属于近红外光谱测量，具体涉及一种近红外光谱测量糖浆浓度的方法。

背景技术：

1、含糖量一般是指单位质量的可食用品中所含糖分的质量。在日常生活中，测量饮料糖度的仪器为折光仪，其测量原理是利用溶液中糖含量与折光率在一定条件下成正比例的原理测定含糖溶液的浓度。在制糖领域，通常是测量糖浆的锤度来衡量糖浆浓度。锤度越高，表示糖浆中的糖分含量越高，水分含量越低，即糖浆浓度越高。在出糖阶段，对煮糖罐内的糖浆浓度检测是提高糖膏结晶产量和质量的重要环节，对糖生产具有重要意义。目前，糖厂使用的微波锤度计，虽然能够对糖浆锤度进行准确测量，但长期使用过后，由于糖浆的粘稠性，传感器探头会被糖浆堵塞，影响测量精度，不得不定期用蒸汽清洗，清洗过程会延长制糖生产周期时间，影响生产效率。部分糖厂还通过人工采样糖浆，再利用专门的设备对样品进行锤度的测量，无法实现在线监控糖浆锤度。

技术实现思路

1、本发明提出了一种近红外光谱测量糖浆浓度的方法，解决目前测量煮糖罐内糖浆浓度，浸入式微波锤度计传感器探头受到糖浆堵塞的问题。为实现上述目的，本发明提出了一种利用近红外光测量煮糖罐内糖浆浓度的方法。

2、包括：红外光源、分光系统、法兰视镜、煮糖罐、光电探测器以及糖浓度分析系统。其中分光系统将复合光转换为单色光，煮糖罐安装法兰视镜，用于光线透射罐体内糖浆；光电探测器将光信号转换为电信号；探测器输出的电信号经过放大、滤等信号处理后，得到测量数据；糖浓度分析系统对测量数据进行数据建模。

3、上述方案中，糖浆浓度分析系统为计算机系统。

4、进一步地，采用反射式测量法，将红外光源与光电探测器安装在罐体同一侧，测量糖浆的反射光。

5、本发明还提出了一种对糖浆光谱测量数据建模的方法，包括以下步骤：

6、步骤一：通过红外光测量装置，测量出糖浆在红外光不同波长下的吸光度，得到测量数据；

7、步骤二：对测量数据进行数据预处理，利用rf随机蛙跳算法提取特征波长；

8、步骤三：对提取特征波长后的数据，利用elm极限学习机进行数据建模，得到测量模型。

9、进一步地，还包括显示屏，显示浓度结果。

10、与现有方法相比，本发明具有如下有益效果：

11、1、本发明提出的近红外光谱测量糖浆浓度方法，该方法利用不同浓度糖浆下对近红外光的吸光程度不同来实现对糖浆浓度的测量。测量过程中，传感器探头无需接触糖浆，避免被粘稠糖浆堵塞。能够实现非接触实时测量。

12、2、elm极限学习机模型训练速度快，模型泛化性好，对于不同种类的糖测量出的光谱数据，均能通过上述方法训练模型，实现浓度测量。

技术特征：

1.一种近红外光谱测量糖浆浓度的方法，其特征在于，包括：红外光源、分光系统、法兰视镜、煮糖罐、光电探测器以及糖浓度分析系统，其中分光系统将复合光转换为单色光，煮糖罐安装法兰视镜，用于光线透射罐体内糖浆，光电探测器将光信号转换为电信号，探测器输出的电信号经过放大、滤等信号处理后，得到测量数据，糖浓度分析系统对测量数据进行数据建模。

2.根据权利要求1所述的糖浆浓度测量方法，其特征在于，采用反射式测量法，将光源与光电探测器安装在罐体同一侧。

3.根据权利要求1所述的糖浆浓度测量方法，其特征在于，通过测量糖浆在不同波长下的吸光度来计算所述糖浆浓度值，浓度测量模型建立步骤如下：

4.根据权利要求1所述的糖浆浓度测量方法，其特征在于，糖浓度分析系统为计算机系统。

技术总结
本发明提出了一种近红外光谱测量糖浆浓度的方法。采用反射式测量方式测量煮糖罐内糖浆，将红外光源与光电探测器安装在煮糖罐体同一侧，红外光源照射煮糖罐内糖浆，光电探测器测量煮糖罐内糖浆的反射光强，糖浓度分析系统对测量出的反射光强数据进行数据分析，得出糖浆浓度的结果。其中糖浓度分析系统利用ELM极限学习机对测量数据进行数据建模。该发明方法通过不同浓度下的糖浆对红外光吸光程度的不同来实现对糖浆浓度的测量，能够实现非接触实时测量，具有准确率高、测量迅速、模型泛化程度高、应用范围广等优点。

技术研发人员：易泽仁,杨竣凯
受保护的技术使用者：广西大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12