一种基于微温度扰动恢复特征的茶叶受潮预警方法及其系统与流程

本发明属于茶叶监控，特别是一种基于微温度扰动恢复特征的茶叶受潮预警方法及其系统。

背景技术：

1、茶叶容易因外部环境湿度波动、包装透湿差异、开合操作残留水汽等因素发生缓慢受潮。

2、茶叶受潮早期通常不会立即出现明显外观变化，但其含水状态会影响香气保持、色泽稳定性和后续冲泡品质，因此需要在明显霉变或品质劣化前进行预警。

3、现有茶叶受潮监测方式多依赖环境温湿度记录、定期取样称重、水分仪检测、近红外检测或人工感官检查，其中环境湿度只能反映存放空间状态，难以准确表征茶叶自身吸湿后的热物性变化；取样检测容易破坏封闭贮藏条件，检测频次也受人工和设备条件限制；单纯温湿度阈值判断又容易受到环境漂移、传感器位置和包装热惯性的影响，导致早期受潮识别不稳定。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种基于微温度扰动恢复特征的茶叶受潮预警方法及其系统。

2、本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

3、第一方面，为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于微温度扰动恢复特征的茶叶受潮预警方法，包括：

4、在封闭茶叶存放单元内设置目标茶叶区和隔汽透热参考区，并同步采集两区的初始温度；

5、由贴附于所述存放单元内壁的热电换能件向所述目标茶叶区施加幅值不超过贮藏许可温差的可逆微温度阶跃；

6、停止阶跃后同步采集目标恢复温度序列和参考恢复温度序列；

7、以两序列相对两区各自的初始温度的变化量作差，得到扣除环境漂移后的茶叶热缓释差分曲线；

8、从所述茶叶热缓释差分曲线提取半衰恢复时间、初段归一化回落速率和尾段残余热面积中的至少两项，形成恢复特征组；

9、将所述恢复特征组与同茶类、同装填厚度、同包装透湿等级下的干燥留样基准比较，得到受潮偏离量；

10、当所述受潮偏离量连续满足预警判据时输出受潮预警等级。

11、在上述基于微温度扰动恢复特征的茶叶受潮预警方法中，所述可逆微温度阶跃由热电换能件按预设脉冲功率产生，所述可逆微温度阶跃的幅值为0.2℃至1.5℃，持续时间为5s至120s，并使所述热电换能件与茶叶接触面的最高温度不超过贮藏许可温度。

12、在上述基于微温度扰动恢复特征的茶叶受潮预警方法中，所述隔汽透热参考区包括与目标茶叶区相邻的参考腔，所述参考腔内设置与目标茶叶区热容量相匹配且不吸湿的惰性参考体，所述参考腔允许热量传递而阻断水汽交换。

13、在上述基于微温度扰动恢复特征的茶叶受潮预警方法中，所述茶叶热缓释差分曲线按同一采样时刻将目标恢复温度序列相对于目标初始温度的变化量减去参考恢复温度序列相对于参考初始温度的变化量得到。

14、在上述基于微温度扰动恢复特征的茶叶受潮预警方法中，所述半衰恢复时间为茶叶热缓释差分曲线由峰值回落至峰值二分之一所需时间；

15、所述初段归一化回落速率为停止阶跃后预设数量采样点的线性回落斜率与阶跃幅值的比值；

16、所述尾段残余热面积为预设尾段时间窗内曲线绝对值积分。

17、在上述基于微温度扰动恢复特征的茶叶受潮预警方法中，所述干燥留样基准由水分含量处于合格贮藏范围的同类茶叶在相同装填厚度、相同包装透湿等级和相同温度采集位置下预先测试得到，并随批次留样更新。

18、在上述基于微温度扰动恢复特征的茶叶受潮预警方法中，当所述参考恢复温度序列在停止阶跃后的漂移幅度超过所述可逆微温度阶跃幅值的预设比例时，舍弃本次恢复特征组并重新施加可逆微温度阶跃。

19、在上述基于微温度扰动恢复特征的茶叶受潮预警方法中，所述预警判据包括第一偏离阈值和大于所述第一偏离阈值的第二偏离阈值；当连续不少于两次得到的受潮偏离量达到第一偏离阈值且小于第二偏离阈值时输出关注等级，当连续不少于两次得到的受潮偏离量达到第二偏离阈值时输出处置等级。

20、第二方面，为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于微温度扰动恢复特征的茶叶受潮预警系统，包括：

21、初始温度采集模块，用于同步采集所述目标茶叶区和所述隔汽透热参考区的初始温度；

22、微温度扰动模块，用于由贴附于所述存放单元内壁的热电换能件向所述目标茶叶区施加幅值不超过贮藏许可温差的可逆微温度阶跃；

23、恢复温度采集模块，用于停止阶跃后同步采集目标恢复温度序列和参考恢复温度序列；

24、差分曲线生成模块，用于以两序列相对两区各自的初始温度的变化量作差，得到扣除环境漂移后的茶叶热缓释差分曲线；

25、恢复特征提取模块，用于从所述茶叶热缓释差分曲线提取半衰恢复时间、初段归一化回落速率和尾段残余热面积中的至少两项，形成恢复特征组；

26、受潮偏离计算模块，用于将所述恢复特征组与同茶类、同装填厚度、同包装透湿等级下的干燥留样基准比较，得到受潮偏离量；

27、预警输出模块，用于当所述受潮偏离量连续满足预警判据时输出受潮预警等级。

28、与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

29、本发明在封闭茶叶存放单元内同时设置目标茶叶区和隔汽透热参考区，并以两区恢复温度序列相对初始温度的变化量作差，能够扣除存放环境缓慢漂移对温度恢复过程的干扰，使受潮判断更多反映茶叶自身热缓释特性的变化；本发明通过热电换能件施加幅值不超过贮藏许可温差的可逆微温度阶跃，能够在不显著改变茶叶贮藏状态的前提下激发可观测的恢复响应，适合封闭存放条件下重复检测；本发明从茶叶热缓释差分曲线中提取半衰恢复时间、初段归一化回落速率和尾段残余热面积中的至少两项，并与同茶类、同装填厚度、同包装透湿等级下的干燥留样基准比较，可降低茶类差异和装填差异带来的误判；本发明采用连续满足预警判据后输出受潮预警等级，能够减少偶发扰动导致的误报，并为后续关注或处置提供分级依据。

1.一种基于微温度扰动恢复特征的茶叶受潮预警方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于微温度扰动恢复特征的茶叶受潮预警方法，其特征在于，所述可逆微温度阶跃由热电换能件按预设脉冲功率产生，所述可逆微温度阶跃的幅值为0.2℃至1.5℃，持续时间为5s至120s，并使所述热电换能件与茶叶接触面的最高温度不超过贮藏许可温度。

3.根据权利要求1所述的基于微温度扰动恢复特征的茶叶受潮预警方法，其特征在于，所述隔汽透热参考区包括与目标茶叶区相邻的参考腔，所述参考腔内设置与目标茶叶区热容量相匹配且不吸湿的惰性参考体，所述参考腔允许热量传递而阻断水汽交换。

4.根据权利要求1所述的基于微温度扰动恢复特征的茶叶受潮预警方法，其特征在于，所述茶叶热缓释差分曲线按同一采样时刻将目标恢复温度序列相对于目标初始温度的变化量减去参考恢复温度序列相对于参考初始温度的变化量得到。

5.根据权利要求1所述的基于微温度扰动恢复特征的茶叶受潮预警方法，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的基于微温度扰动恢复特征的茶叶受潮预警方法，其特征在于，所述干燥留样基准由水分含量处于合格贮藏范围的同类茶叶在相同装填厚度、相同包装透湿等级和相同温度采集位置下预先测试得到，并随批次留样更新。

7.根据权利要求1所述的基于微温度扰动恢复特征的茶叶受潮预警方法，其特征在于，当所述参考恢复温度序列在停止阶跃后的漂移幅度超过所述可逆微温度阶跃幅值的预设比例时，舍弃本次恢复特征组并重新施加可逆微温度阶跃。

8.根据权利要求1所述的基于微温度扰动恢复特征的茶叶受潮预警方法，其特征在于，所述预警判据包括第一偏离阈值和大于所述第一偏离阈值的第二偏离阈值；当连续不少于两次得到的受潮偏离量达到第一偏离阈值且小于第二偏离阈值时输出关注等级，当连续不少于两次得到的受潮偏离量达到第二偏离阈值时输出处置等级。

9.一种基于微温度扰动恢复特征的茶叶受潮预警系统，其特征在于，包括：