[发明专利]一种无损检测丰水梨缺陷的装置与用法

权利要求书

1.一种无损检测丰水梨内外缺陷的装置，其特征在于：包括A光照系统、B传送系统、C检测系统和D分析判断系统，其中：

A光照系统

光照系统由四盏25W卤钨光电管(7)组成，四盏卤钨光电管(7)安装在摄像头(1)的四周，距离摄像头中心长度为10cm，摄像头和光电管的固定端贴有纯黑色膜，用于消除反射光造成的噪声，此固定端通过铰链连接在支架(17)上；

B传送系统

传送系统由传送带(10)、托盘(9)、采集室(12)以及主步进电机(13)组成，传送带(10)由安装在装置机壳(15)内部的主步进电机(13)控制，传送带上固定托盘(9)；

C检测系统

检测系统包括图像采集模块和振动频谱分析模块，其中图像采集模块由摄像头(1)、图像数据采集卡(2)、卤钨光电管(7)构成，摄像头(1)和声级计(3)安装固定在支架(17)上，摄像头(1)镜头距离托盘25cm；

振动频谱分析模块由声级计(3)、波形数据采集卡(4)、敲击棒(8)、辅步进电机(14)、消声垫(16)组成，敲击棒(8)固定转轴距离托盘15cm，敲击棒(8)为PVC材料，长度8cm，直径5mm；辅步进电机(14)安装在机壳(15)内部靠近的敲击棒(8)的位置，控制敲击棒(8)对样品的持续敲击动作，每次敲击产生一个有效音波信号，并被采集进入波形数据采集卡(4)，消声垫(16)固定于敲击棒下方5cm处，用于消除敲击过程中可能产生的不符合采集范围的杂乱声学信号；

D分析判断系统

分析判断系统包括多路转换器(5)，工控机(6)及分类判断器(11)，其中多路转换器(5)与检测系统中的图像采集模块和振动频谱分析模块分别用信号线连接，用铰链固定于支架(17)上，其输出信号用USB线传输至工控机(6)，多路转换器(5)将信号集中模拟一数字转换后传入工控机(6)进行分析处理，分类判断器(11)分析判断后得到分级结果。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

摄像头(1)为JVC公司的TK-C1380CCD，图像数据采集卡(2)为加拿大Matrox Meteror-II/Standard，声级计(3)为HS5633A型声级计，振动频谱分析模块采用SD150动态分析系统，工控机(6)内嵌入式主板型号为凌华EBC-1200MediaGX1，多路转换器(5)为中山市合佳电业制品有限公司生产，型号为SH912A，分类判断器(11)内置NPLC-15工控板。

3.权利要求1或2所述装置用于无损检测丰水梨内外缺陷的方法，其特征在于：

样品丰水梨放在托盘(9)上，传送带(10)开始运行，传送带(10)的运行速度0.2m/s，间隔时间0.6s；每个样品由摄像头(1)采集一幅图像，并传至图像数据采集卡(2)；

敲击棒(8)对样品进行敲击，敲击时与样品所在切面呈30度夹角，每个样品在果体赤道两端敲击两次，每次敲击产生15N的力；

由声级计(3)记录下音频信号，由信号线传至波形数据采集卡(4)，再和图像信号一起由USB线传入多路转换器(5)进行信号转换，模拟图像信号转为数字图像信号，模拟声音信号转化为数字声音信号，并作快速傅立叶FFT变换后最后进入工控机(6)上的数据存储区；

在工控机(6)的虚拟仪器操控平台上装有通用图像处理系统Image Sys3.0和型号为SD150的振动频谱分析模块进行图像和声学分析处理，提取样品的四个特征参数：缺陷区域面积A_s，图像灰度熵ENT，特征峰频率均值μ_f以及特征峰频率变异系数CV_f，代入如式13的算式中，式中特征参数MAX(μ_f，ENT)表示对特征频率均值和缺陷的图像熵取较大值运算：

(式13)

得到该样品的分级结果。