液滴分析技术与液体模式识别方法

目录

第1章液滴分析技术1
1.1液滴分析技术的定义和特点1
1.2液滴分析技术的发展2
1.2.1液滴体积分析方法2
1.2.2光纤液滴分析方法2
1.2.3电容液滴分析方法4
1.2.4光纤、电容液滴分析方法5
1.2.5图像液滴分析方法6
1.2.6光谱液滴分析方法8
1.3液滴分析技术的意义和价值12
1.4液滴分析系统的设计13
第2章液滴分析仪16
2.1液滴分析仪的工作原理16
2.2液滴分析仪的组成17
2.2.1液滴传感器18
2.2.2信号处理电路20
2.2.3程控微量供液系统21
2.2.4人机交互平台22
2.3液滴传感器的改进设计23
2.4供液系统的改进设计28
2.5基于液滴分析仪的样品测试实验30
2.5.1实验目的30
2.5.2实验样品的选择31
2.5.3实验信号曲线及其定性分析31
2.6本章小结33
第3章液滴指纹图的滤波处理34
3.1液滴指纹图的噪声34
3.2数字滤波器35
3.2.1概述35
3.2.2线性相位滤波36
3.2.3零相位滤波36
3.3液滴指纹图的频谱特性37
3.4液滴指纹图的低通滤波处理39
3.4.1低通数字滤波器39
3.4.2IIR滤波处理40
3.4.3FIR滤波处理43
3.4.4信噪比分析45
3.4.5滤波器的选择45
3.5本章小结46
第4章液滴指纹图的归一化处理47
4.1归一化处理的必要性和重要性47
4.1.1液滴指纹图的性和可比性47
4.1.2原始液滴指纹图在数据形式上不具有可比性47
4.1.3归一化处理的目的48
4.2归一化处理的方法和算法50
4.2.1判断液滴分离点50
4.2.2线性插值计算每一滴液滴内的归一化数据53
4.2.3多个液滴周期取平均54
4.3实验分析与讨论54
4.3.1归一化使不同液体的指纹图具有可比性54
4.3.2基于时间的液滴指纹图和基于体积的液滴指纹图56
4.3.3供液速度对液滴指纹图的影响57
4.4归一化处理的程序设计58
4.5本章小结62
第5章基于波形分析的液滴指纹图的特征提取63
5.1液滴指纹图特征提取的基本思路63
5.2波形分析方法的原理和波形参数的定义63
5.3液滴指纹图峰谷位置的确定65
5.4波形分析法的程序设计66
5.5“波形分析法”提取液滴指纹图的特征参数67
5.5.1典型样品的波形参数比较分析67
5.5.2以波形参数构建液滴指纹图的特征向量69
5.6本章小结71
第6章基于相关比较的液滴指纹图的特征提取72
6.1相关系数的定义72
6.2相关比较法的程序设计73
6.3样品的相关系数分析75
6.3.1光纤信号的相关系数75
6.3.2电容信号的相关系数76
6.4“相关比较法”提取液滴指纹图的特征参数77
6.4.1“串联法”构建液滴指纹图的特征向量77
6.4.2“并联法”构建液滴指纹图的特征向量78
6.5本章小结78
第7章基于数据压缩技术的液滴指纹图的特征提取79
7.1信号空间和正交变换简介79
7.2“KL变换法”提取光纤信号的特征参数80
7.2.1主成分分析的原理81
7.2.2主成分分析的特点84
7.2.3光纤信号的主成分分析（KL变换）86
7.2.4以光纤信号的主成分构建特征向量86
7.3“DCT变换法”提取光纤信号的特征参数88
7.3.1离散余弦变换（DCT）88
7.3.2离散正弦变换（DST）89
7.3.3正弦变换家族90
7.3.4光纤信号的DCT变换及信号重建91
7.3.5光纤信号的DST变换及信号重建93
7.3.6以光纤信号的DCT变换系数构建特征向量94
7.4信号变换的程序设计94
7.5“线性回归法”提取电容信号的特征参数95
7.5.1小二乘法一元线性回归96
7.5.2回归直线方程的显著性检验97
7.5.3以电容信号的线性回归参数构建特征向量99
7.6本章小结102
第8章基于多项式回归的液滴指纹图的特征提取103
8.1多项式回归103
8.1.1回归分析概述103
8.1.2小二乘法多项式回归104
8.1.3多项式回归中的标准化处理105
8.2“多项式回归法”提取液滴指纹图的特征参数106
8.2.1构建特征向量的方法106
8.2.2康师傅纯净水的多项式回归分析106
8.2.3北京二锅头白酒的多项式回归分析107
8.2.4以10阶多项式回归系数构建液滴指纹图的特征向量108
8.3多项式回归法的程序设计109
8.4本章小结112
第9章液滴指纹图特征参数的分辨灵敏度113
9.1分辨灵敏度的定义和计算方法113
9.2分辨灵敏度计算时的参数设置115
9.2.1随机曲线数目的确定115
9.2.2液滴指纹图变化的相对误差的标准差的确定118
9.3平均灵敏度和综合灵敏度123
9.4各特征提取方法的灵敏度分析124
9.4.1波形分析法的灵敏度125
9.4.2相关比较法的灵敏度127
9.4.3数据压缩法的灵敏度128
9.4.4多项式回归法的灵敏度128
9.5本章小结128
第10章液滴指纹图用于液体真伪识别的方法130
10.1模式识别概述130
10.1.1模式识别的定义和主要方法130
10.1.2距离函数132
10.1.3液体模式识别的问题133
10.2液体判定的方法133
10.3基于液滴指纹图图形的识别方法136
10.3.1原理和判定依据136
10.3.2阈值和判定条件137
10.3.3判定区域138
10.4基于液滴指纹图特征向量的识别方法139
10.4.1原理和判定依据139
10.4.2阈值、判定条件和判定区域141
10.5基于液滴指纹图特征值的识别方法142
10.5.1原理和判定依据142
10.5.2阈值和判定条件142
10.5.3基于多个特征值的综合识别143
10.6液体指纹图的分散性实验及阈值的建立143
10.6.1实验方法143
10.6.2测量不确定度实验144
10.6.3不同参考液体的阈值的建立152
10.7本章小结155
第11章液体识别的实例分析156
11.1识别方法的有效性检验156
11.1.1研究目的和研究方法156
11.1.2识别效果157
11.1.3讨论分析159
11.2液体的真伪识别161
11.2.1研究方法161
11.2.2实例分析1：七喜汽水与雪碧161
11.2.3实例分析2：乐百氏纯净水与康师傅纯净水、娃哈哈纯净水162
11.2.4实例分析3：自来水与康师傅纯净水、娃哈哈纯净水163
11.2.5实例分析4：家乐酱油与特思特酱油164
11.2.6实例分析5：五粮液白酒与北京二锅头白酒164
11.2.7实例分析6：掺水的北京二锅头白酒165
11.2.8总结分析166
11.3本章小结166
第12章液滴分析技术展望167
参考文献171
附录1液体样品资料175
附录2波形分析法提取液滴指纹图的特征参数176
附录3相关比较法提取液滴指纹图的特征参数178
附录4KL变换法提取液滴指纹图光纤信号的特征参数182
附录5DCT变换法提取液滴指纹图光纤信号的特征参数184
附录6线性回归法提取液滴指纹图电容信号的特征参数186
附录7多项式回归法提取液滴指纹图的特征参数188
附录8“康师傅纯净水”的分散性实验数据190
附录9参考液体的判定阈值194
附录10已知液体数据库的识别检验196
附录11液体的真伪识别实验数据198