[发明专利]一种禽蛋刚度的测定方法

说明书

技术领域

本发明属于食品物料物性力学检测领域，涉及一种禽蛋的力学质地特性测试方法，尤其涉及一种禽蛋刚度的测定方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高和营养价值以及消费观念的转变，禽蛋的品质检测和自动化、智能化分级技术已成为研究的热点。美国、荷兰、澳大利亚、日本等国家鲜蛋处理的自动化技术水平都已非常先进，而国内还处于起步阶段，目前，禽蛋品质检测技术的研究主要集中在计算机图像处理、声特性、光特性、电特性检测技术等方面，对禽蛋力学特性研究主要集中在禽蛋蛋壳的壳体力学特性研究，对禽蛋整体力学特性比较少，对禽蛋整体的刚度测定未见相关文献报道。刚度是指物料在外载荷作用下抵抗弹性变形的能力，刚度的大小取决于物料的几何形状和材料的弹性模量。禽蛋刚度是其贮运、检测、加工装备的设计的基本参数，也是禽蛋的基本特征参数。本发明实现了禽蛋刚度仪器测定，为禽蛋的无损检测、包装、贮运和加工装备开发提供了基本参数测定方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决禽蛋力学质地测定方法的不足，提供一种刚度的测定方法。

本发明的技术方案是：将待测禽蛋试样，直立放置于试验装置的支撑台的连接板上，并用黏结剂将禽蛋与连接板固定联接；质量块放置于禽蛋的顶部，并用黏结剂将质量块与禽蛋固定联接，使禽蛋与质量块组成单自由度振动系统；用力锤敲击质量块顶部中心处，力锤上的力传感器信息和质量块侧面的加速度传感器信号，通过信号转换器转换，将转换信号连接到频谱分析仪，最后由频谱分析仪给出禽蛋的幅频响应函数曲线，根据振动理论，共振峰对应的频率即为禽蛋固有频率f_o，禽蛋刚度计算公式如下：

k=4π2f02m]]>

其中，k为禽蛋刚度(N/m)，f_o为禽蛋的固有频率(Hz)，m为质量块质量(kg)

本发明运用振动原理，测定禽蛋刚度力学特征参数。在测试过程中禽蛋与质量块组成单自由度振动系统，其振动系统力学模型(如说明书图3)；图中m是系统质量块质量，k是弹簧的刚度，c是系统的阻尼；k、c表征禽蛋的刚度和阻尼，由于质量块的质量远远大于禽蛋的质量，禽蛋的质量可以忽略不计；根据牛顿定律，系统的固有频率是由m、k决定的；当系统受到外力作用时，便产生振动。用力锤敲击被测试样，若力锤敲击时间足够短，作用在试样上为一冲击脉冲，脉冲中包括了从零到无限大的所有频率的能量，且频谱连续，属宽带瞬态激励，激励被测试样以其自身的固有频率作振动。只有当与被测试样的固有频率相同时，相应的频率分量才对被测试样起作用，产生共振。通过对系统输入的力信号和输出的响应信号进行传递函数分析，可得到共振峰对应的频率，即为试样的固有频率。

本发明的有益效果是：

1、测定过程简便，不需要添加新设备，可以直接利用现有的通用型电动振动台。

2、禽蛋整体测试，避免了取禽蛋壳的不便。

3、禽蛋试样规格不限制。

附图说明

图1为禽蛋的幅频响应函数曲线，其中f_o为共振峰对应的频率，

图2为本发明的禽蛋刚度测定试验装置示意图，其中1支撑台，2连接板，3待测试样，4黏结剂，5质量块(其质量为590克)，6力锤，7加速度传感器，8信号转换器，9频谱分析仪；

图3为禽蛋刚度测定振动系统力学模型，其中F为锤击力K为弹簧刚度C为阻尼。

具体实施方式

取待测禽蛋试样1个，直立放置于支撑台的连接板上，并用502胶将禽蛋与连接板固定联接；质量块放置于禽蛋的顶部，并用502胶将质量块与禽蛋固定联接；用力锤敲击质量块顶部中心处，力锤上的力传感器信息和质量块侧面的加速度传感器信号，通过信号转换器转换，将转换信号连接到频谱分析仪，最后由频谱分析仪给出禽蛋的幅频响应函数曲线(如图1所示)，共振峰对应的频率即为禽蛋固有频率f_o(如图1所示)，通过刚度计算公式计算得出禽蛋刚度。

下面通过3个实例对本发明再作详细说明：

实施例1