本发明涉及大米蒸煮品质多参数协同测试领域，尤其涉及一种大米蒸煮品质多参数协同测试系统及方法。
背景技术：
1、随着科技的发展，人们对大米品质的要求不仅仅局限于外观、色泽、颗粒形态等传统的感官指标，还扩展到了口感、营养成分、蒸煮过程中的变化等多个方面。传统的大米品质评估方法依赖于感官评定和少量的物理、化学检测参数，虽然能够提供一定的质量评价信息，但在精度、全面性以及可操作性方面存在明显的不足。
2、为了全面了解大米在蒸煮过程中的各项质量变化，尤其是在蒸煮过程中大米的水分吸收、糊化过程、粘度变化、口感感知等参数的变化，提出了一种大米蒸煮品质多参数协同测试系统及方法，通过整合先进的传感技术、数据分析方法和智能控制技术，能够实现对大米蒸煮品质的精确评估与实时调控，极大地提高了大米生产和消费环节的质量控制水平，成为食品工业中不可或缺的重要工具，随着人工智能、大数据、物联网等技术的不断发展，大米蒸煮品质多参数协同测试系统将进一步走向智能化、精准化。
3、但现有的大米蒸煮品质多参数协同测试方法存在如下技术问题：传统的膨胀比计算方法仅依赖大米蒸煮前后的体积比值，忽略了大米蒸煮过程中温度、时间和水分吸收等因素对膨胀效果的影响，导致膨胀比的计算结果缺乏精度，无法全面反映大米蒸煮过程中的物理变化和化学变化；现有的糊化粘度测量方法未能全面考虑大米蒸煮过程中的温度、剪切速率变化对大米糊化粘度的影响，导致糊化粘度指数的评估结果存在偏差，无法真实反映大米蒸煮过程中的变化规律；现有的基于感官的大米蒸煮品质评分方法过于依赖人工评分，且评审员的评分受个人主观因素、记忆衰退等影响，导致感官评分结果存在偏差和不一致性；传统的大米蒸煮品质评估方法只关注某一单一指标，无法全面、精确地综合评估大米的整体蒸煮品质，导致评估结果不够科学和可靠。
技术实现思路
1、本发明提供一种大米蒸煮品质多参数协同测试系统及方法，以解决传统的膨胀比计算方法仅依赖大米蒸煮前后的体积比值，忽略了大米蒸煮过程中温度、时间和水分吸收等因素对膨胀效果的影响，导致膨胀比的计算结果缺乏精度，无法全面反映大米蒸煮过程中的物理变化和化学变化；现有的糊化粘度测量方法未能全面考虑大米蒸煮过程中的温度、剪切速率变化对大米糊化粘度的影响，导致糊化粘度指数的评估结果存在偏差，无法真实反映大米蒸煮过程中的变化规律；现有的基于感官的大米蒸煮品质评分方法过于依赖人工评分，且评审员的评分受个人主观因素、记忆衰退等影响，导致感官评分结果存在偏差和不一致性；传统的大米蒸煮品质评估方法只关注某一单一指标，无法全面、精确地综合评估大米的整体蒸煮品质，导致评估结果不够科学和可靠的技术问题。
2、本发明的一种大米蒸煮品质多参数协同测试系统及方法，具体包括以下技术方案：
3、一种大米蒸煮品质多参数协同测试方法，包括以下步骤：
4、s1：获取并预处理大米样本，得到预处理后的大米，使用具有温控和时间控制功能的蒸锅对预处理后的大米进行蒸煮，得到蒸煮后的大米；基于蒸煮后的大米，分别计算得出大米蒸煮后的膨胀比、糊化粘度指数、基于感官的大米蒸煮品质得分；
5、s2：基于大米蒸煮后的膨胀比、糊化粘度指数、基于感官的大米蒸煮品质得分，通过大米蒸煮品质多参数协同计算算法计算得到大米蒸煮品质综合得分，并根据大米蒸煮品质综合得分划分大米蒸煮品质等级。
6、优选的，所述s1，具体包括：
7、在蒸煮开始之前，测量并记录预处理后的大米的初始体积，蒸煮完成后，通过测量蒸煮后的大米的最终体积，得出体积变化量，使用膨胀比计算算法计算得到大米蒸煮后的膨胀比。
8、优选的，所述s1，具体包括：
9、所述膨胀比计算算法，基于大米在蒸煮前后的体积变化，引入蒸煮过程中大米的平均温度；在蒸煮过程中，引入水分吸收系数和在不同时间点的大米水分含量，对水分吸收效应进行动态追踪，并结合大米在蒸煮过程中的体积变化速率和采用积分方式，得到大米蒸煮后的膨胀比，具体计算公式为：
10、
11、其中，d表示大米蒸煮后的膨胀比；v1表示大米蒸煮后的体积，即蒸煮后的大米的最终体积；v0表示大米在蒸煮前的体积，即预处理后的大米的初始体积；表示动态膨胀修正项；表示积分，对蒸煮过程中的大米的体积变化速率与水分变化进行累积计算；表示蒸煮过程的总时间；表示蒸煮过程中大米的平均温度；b表示水分吸收系数；w(t)表示在时间t的大米水分含量；表示体积变化速率。
12、优选的，所述s1，具体包括：
13、基于蒸煮后的大米，使用糊化粘度计算算法计算得到大米蒸煮后的糊化粘度指数。
14、优选的，所述s1，具体包括：
15、所述糊化粘度计算算法，通过对蒸煮过程中的时间进行积分累计蒸煮过程中大米的糊化粘度变化，对每个时间点的大米糊化粘度进行加权，并结合温度、剪切速率和大米糊化粘度本身的变化，得出大米蒸煮后的糊化粘度指数，具体计算公式为：
16、
17、其中，c表示大米蒸煮后的糊化粘度指数；η(t)表示在时间t的大米糊化粘度；[1+a·(t(t)-t0)2]表示温度修正项；a表示温度系数；t(t)表示在时间t的蒸煮温度；t0表示初始温度；表示剪切速率修正项；γ表示剪切速率对大米糊化粘度的影响系数；ln表示自然对数；表示在当前时间t的剪切速率；表示参考剪切速率。
18、优选的，所述s1，具体包括：
19、基于蒸煮后的大米，使用基于感官的大米蒸煮品质评分算法计算得到大米蒸煮后的基于感官的大米蒸煮品质得分。
20、优选的，所述s1，具体包括：
21、所述基于感官的大米蒸煮品质评分算法引入感官记忆效应，通过每个评审员对蒸煮后的大米的每个感官维度进行评分，得到加权评分，并对所有评审员的加权评分进行求和后取平均值，得出每个感官维度的平均加权评分，具体计算公式为：
22、
23、其中，s表示大米蒸煮后的基于感官的大米蒸煮品质得分；表示对n位评审员的加权评分进行求和后取平均值；表示对m个蒸煮后的大米的感官维度的评分进行求和；wj表示第j个蒸煮后的大米的感官维度的权重；sij表示第i位评审员在第j个蒸煮后的大米的感官维度上的评分；α表示感官记忆效应调节系数；β表示感官记忆衰减系数；表示指数衰减函数；ti表示第i位评审员评分的时间。
24、优选的，所述s2，具体包括：
25、所述大米蒸煮品质多参数协同计算算法，通过引入大米蒸煮后的膨胀比的非线性权重指数，调整膨胀比对大米蒸煮品质综合得分的非线性影响程度；通过利用指数函数和正弦函数，并结合糊化粘度指数的权重系数，将糊化粘度指数对大米品质的影响以非线性方式进行加权，得到大米蒸煮品质综合得分。
26、优选的，所述s2，具体包括：
27、大米蒸煮品质综合得分的计算公式为：
28、
29、其中，q表示大米蒸煮品质综合得分；d表示大米蒸煮后的膨胀比；μ表示大米蒸煮后的膨胀比的非线性权重指数；c表示大米蒸煮后的糊化粘度指数；λ表示大米蒸煮后的糊化粘度指数的权重系数；eλ·c表示指数函数；δ表示调节基于感官的大米蒸煮品质得分对大米蒸煮品质综合得分的影响程度；sin表示正弦函数；ω表示非线性调节因子；s表示大米蒸煮后的基于感官的大米蒸煮品质得分；max(s)表示大米蒸煮后的基于感官的大米蒸煮品质得分的最大值。
30、一种大米蒸煮品质多参数协同测试系统，包括以下部分：
31、大米样本获取与预处理模块、膨胀比计算模块、糊化粘度计算模块、基于感官的评分模块、大米蒸煮品质综合得分计算模块、用户界面；
32、大米样本获取与预处理模块：获取大米样本，对大米样本进行预处理，得到预处理后的大米，使用具有温控和时间控制功能的蒸锅对预处理后的大米进行蒸煮，得到蒸煮后的大米，将蒸煮后的大米输出至膨胀比计算模块、糊化粘度计算模块、基于感官的评分模块；
33、膨胀比计算模块：基于大米样本获取与预处理模块的蒸煮后的大米，使用膨胀比计算算法计算得到大米蒸煮后的膨胀比，将大米蒸煮后的膨胀比输出至大米蒸煮品质综合得分计算模块；
34、糊化粘度计算模块：基于大米样本获取与预处理模块的蒸煮后的大米，使用糊化粘度计算算法计算得到大米蒸煮后的糊化粘度指数，将大米蒸煮后的糊化粘度指数输出至大米蒸煮品质综合得分计算模块；
35、基于感官的评分模块：基于大米样本获取与预处理模块的蒸煮后的大米，使用基于感官的大米蒸煮品质评分算法计算得到基于感官的大米蒸煮品质得分，将基于感官的大米蒸煮品质得分输出至大米蒸煮品质综合得分计算模块；
36、大米蒸煮品质综合得分计算模块：基于膨胀比计算模块的大米蒸煮后的膨胀比、糊化粘度计算模块的大米蒸煮后的糊化粘度指数、基于感官的评分模块的基于感官的大米蒸煮品质得分，通过大米蒸煮品质多参数协同计算算法计算得到大米蒸煮品质综合得分，并根据大米蒸煮品质综合得分划分大米蒸煮品质等级，将大米蒸煮品质等级输出至用户界面；
37、用户界面：将来自大米蒸煮品质综合得分计算模块的大米蒸煮品质等级显示在用户界面中。
38、本发明的技术方案的有益效果是：
39、1、通过膨胀比计算算法综合考虑大米在蒸煮过程中的水分吸收、体积变化速率和温度影响，避免了传统膨胀比计算方法中仅考虑初始体积和最终体积比值的局限性，提高了膨胀比评估的科学性，使得大米蒸煮后的膨胀比能真实反映大米在蒸煮过程中的物理变化和化学变化。
40、2、通过积分的方式对大米在蒸煮过程中的糊化粘度变化进行加权处理，考虑了温度、剪切速率等因素的动态变化，提升了糊化粘度评估的准确性，能够真实地反映大米在蒸煮过程中淀粉的糊化行为和粘度的变化，提供了精确的大米蒸煮品质评估。
41、3、通过引入感官记忆效应和评审员的加权评分，能够模拟评审员的真实评分行为，避免了传统方法中感官评分受记忆效应影响的不足，提高了感官评分的准确性和可重复性，使得大米蒸煮品质评估符合实际的感官体验，提升了评估结果的科学性。
42、4、通过协同计算大米蒸煮后的膨胀比、糊化粘度指数和基于感官的大米蒸煮品质得分，全面评估大米的蒸煮品质，确保了大米蒸煮品质综合得分的全面性和精准性，能够将客观指标与主观评分有效结合，提供精准的大米蒸煮品质等级划分。