[实用新型]一种基于连续振动发声的禽蛋裂纹声学检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种禽蛋的检测方法与装置。尤其涉及一种基于连续振动发声的禽蛋裂纹声学检测装置。

背景技术

禽蛋表面裂纹的检测对于禽蛋品质检测和分级起到了极其重要的作用。表面存在裂纹的禽蛋，不仅强度降低，不利于包装、运输和储存。同时裂纹的存在使得禽蛋遭到病菌感染的几率大大上升，从而影响食用者的身体健康。破裂的禽蛋还会污染周围的完好蛋，使生产者蒙受经济损失。

目前有两种比较广泛的方法被应用在了禽蛋表面裂纹的检测中。1）机器视觉：利用计算机图像处理技术，对禽蛋表面裂纹进行检测。其优点是受周围因素影响小，对微裂纹的检测非常有效，但是机器视觉技术受到硬件和算法的制约，在检测一般裂纹时耗时较长，且整套设备价格较高。2）声学检测：通过对禽蛋蛋壳激励产生的声音信号进行时域和频域的处理分析，判断禽蛋表面是否存在裂纹。其优点是检测设备结构简单，检测时间短，价格较低，在一般裂纹的检测中综合性能较高，但是其受周围影响因素较大，对微裂纹和奇异裂纹的检出率不高。

声学检测禽蛋表面裂纹主要有以下几个主要步骤：

1）将禽蛋置于硬性材料的底座上，使用硬物对其表面一个位置以一定力度进行敲击，激励出声音信号后由拾音器（麦克风）对信号进行收集，通过前置处理后传入计算机。

2）在计算机中，对信号进行时域和频域的分析和比较，判断此处禽蛋表面是否存在裂纹。

3）一般应对禽蛋表面多个位置，特别是赤道（短径最宽处）附近进行敲击检测，从而评判一个禽蛋的表面是否存在有裂纹。如检出裂纹，则应将此禽蛋及时剔除，以免造成不必要的损失。

国内对声学检测禽蛋表面裂纹已有一定的研究，如在专利CN101419196中，使用一根细线连接一个小球，让小球自由摆动后敲击禽蛋，通过敲击点另一边紧贴着禽蛋蛋壳表面的压电传感器接收敲击产生的振动信号，从而判断禽蛋表面裂纹情况。该专利中所述方法，条件难以控制，且压电传感器必须紧贴禽蛋表面，所以不适合作为在线检测的方法。专利CN101413928中，使用硬性材料敲击棒对禽蛋表面进行11次敲击，信号由麦克风获取后通过A/D转换进入计算机，从而判断禽蛋表面裂纹情况，这种方法为目前较为常见的方法。在使用时，禽蛋通过固定的敲击机构，由各种位置传感器感知禽蛋的位置，在禽蛋通过敲击点时进行敲击。由于敲击机构为往复式结构，且敲击时敲击头必须有一定的速度和力度，但又需要一定的弹性以免强度过大造成禽蛋的损伤，这就制约了敲击机构的运行速度。另外由于敲击机构相对禽蛋较硬，在机构中必须安装一些位置传感器，来获取敲击机构的位置信息，从而避免在敲击机构故障时对禽蛋造成损伤并影响整条检测流水线工作。

发明内容

针对目前技术所存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供了一种基于连续振动发声的禽蛋裂纹声学检测装置。利用禽蛋从瓦楞板上滚过时发出的声音信号衰减的速度不同来判断禽蛋表面是否存在裂纹。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

本实用新型包括瓦楞板，麦克风、放大器、计算机、电源和缓冲垫； 瓦楞板的一端抬高θ角度，瓦楞板的低端放置缓冲垫，麦克风紧贴安置在瓦楞板的背面，麦克风通过放大器连接在计算机的麦克风输入口上，放大器与电源相连，计算机中安装有信号采集与分析软件。

所述θ角度为0°～ 60°。

一种基于连续振动发声的禽蛋裂纹声学检测方法：

将待检测禽蛋从瓦楞板上滚过，通过麦克风收集声音，经过放大器放大后由计算机转换为声音信号S，由软件对声音信号S进行采集后分析，其处理步骤如下：

1）对声音信号S求绝对值，得到信号S1；

2）用DataLength表示信号S1的数据点数，设立变量MoveStep和变量MoveLength，建立数组Samplepoint，数组Samplepoint的第1个元素为1，从第2个元素开始，每一个元素均比前一个元素的值大MoveStep，数组Samplepoint的长度N为不大于（DataLength-MoveLength）/MoveStep的最大偶数；

3）建立数组SMeanMove，其长度与数组Samplepoint的长度一致；

4）对信号S1，取数组Samplepoint的第n个元素Samplepoint[n]，对信号S₁的Samplepoint[n]个元素开始的连续MoveLength个点求平均值，将得到的平均值记为SMeanMove的第n个元素，将n在1到N之间遍历，得到信号S1的N个连续长度为MoveLength的平均值；