[发明专利]水果变质检测系统及其建造方法及检测方法

权利要求书

1.一种水果变质检测系统的建造方法，所述水果变质检测系统包括微控制器模块、光源控制模块、光电化学传感器模块、数据传输模块、后台服务器模块、数据校准模块、人机交互模块和电源模块；

所述微控制器模块包括微控制器和外围电路，所述微控制器模块实现对整个系统的控制；

所述光源控制模块为所述光电化学传感器模块提供光源；

所述光电化学传感器模块把水果释放出来的乙醇浓度转化成电流信号，反馈给微控制器模块进行处理分析；

所述数据传输模块实现数据无线传输；

所述后台服务器模块对上传的数据进行解析，然后将数据储存到数据库，等待人机交互模块的调用；

所述数据校准模块使用机器学习程序对数据进行校准，所述机器学习程序包括SVW感知机算法和时间序列分析；

所述人机交互模块把检测的数据直观的显示给测试者；

所述电源模块为整个系统供电；

所述微控制器模块控制所述光源控制模块为所述光电化学传感器模块提供光源，所述光电化学传感器模块检测水果释放出来的乙醇浓度转化成电流信号反馈给所述微控制器模块，并利用数据传输模块通过无线传输技术把数据发送到后台服务器模块，所述数据校准模块位于所述后台服务器模块中，对所述后台服务器模块接收到的数据进行校准，所述后台服务器模块与所述人机交互模块相连，将校准后的数据直观的显示给测试者；

其特征在于，所述建造方法包括以下步骤：

S1：利用水热法和电化学沉积法制备光电化学传感器；

S2：光电化学传感器的性能测试；

S3：检测系统硬件电路设计；

S4：检测系统软件程序设计；

步骤S1的具体操作包括：

S11：将泡沫镍板剪切成1cm³大小的泡沫镍片，超声清洗干净，烘干；

S12：将ITO导电玻璃超声清洗干净、烘干；

S13：分别在处理好的泡沫镍和ITO导电玻璃基底上生长氧化锌纳米六棱柱；

S14：将制好的氧化锌纳米六棱柱电极反复冲洗干净、烘干；

S15：将生长有氧化锌纳米六棱柱电极的泡沫镍片和ITO导电玻璃用铜线在一角做引线，连接处涂抹银浆，放入干燥箱中干燥；采用多次少量的方法，用环氧树脂将铜线与银浆完全隔绝，每次封胶后烘干；

S16：对生长在泡沫镍和ITO导电玻璃基底上的氧化锌纳米六棱柱电极进行电沉积钯离子；

S17：将电沉积钯离子后的氧化锌纳米六棱柱电极冲洗干净，烘干，传感器电极制作完成；

S18：通过PVA固体电解质把制备好的泡沫镍与ITO导电玻璃和传感器电极封装在一起，光电化学传感器制作完成。

2.根据权利要求1所述的一种水果变质检测系统的建造方法，其特征在于：所述微控制器模块的外围电路包括光源控制电路、传感器微弱电流检测电路、数据传输电路和电源电路；所述微控制器模块通过所述光源控制电路控制光源控制模块为所述光电化学传感器模块提供光源，所述传感器微弱电流检测电路采集光电化学传感器模块发出的电流信号，并将电流信号转换成数字信号，传输给控制器，然后通过数据传输电路把数据传输到数据传输模块，所述电源电路为微控制器模块提供电源。

3.根据权利要求2所述的一种水果变质检测系统的建造方法，其特征在于：所述传感器微弱电流检测电路包括I-V转换电路、放大电路、传感器微弱电流检测滤波电路和A/D转换电路；通过I-V转换电路将采集到的电流信号转化成光电压，通过放大电路把光电压进行放大，然后将放大的光电压通过滤波电路滤除杂波，最后通过A/D转换电路把采集的信号转换成数字信号。

4.根据权利要求3所述的一种水果变质检测系统的建造方法，其特征在于：所述光电化学传感器模块使用的光电化学传感器的工作电极为Pd-ZnO/Ni电极。

5.根据权利要求4所述的水果变质检测系统的建造方法，其特征在于：步骤S2中光电化学传感器的性能测试包括物理表征测试、电化学测试和灵敏度、选择性、稳定性的测试；所述物理表征测试包括扫描电镜、能量弥散X射线谱、X射线衍射，以及X射线光电子能谱的测试；所述电化学测试包括计时电流法探究光电流与乙醇浓度的变化关系，以及交流阻抗法探究阻抗与乙醇浓度的变化关系。