[發明專利]一種禽蛋剛度的測定方法

無效

• 申請號: 200910035897.0
• 申請日: 2009-10-09
• 公開（公告）號: CN101672827A
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發明（設計）人: 姜松;李建康;蔡健榮;任曉鋒;崔志平;趙杰文
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01N29/12
• 分類號: G01N29/12
• 代理公司: 南京知識律師事務所
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發明屬于食品物料物性力學檢測領域，涉及一種禽蛋的力學質地特性測試方法，尤其涉及一種禽蛋剛度的測定方法。

背景技術

隨著人們生活水平的提高和營養價值以及消費觀念的轉變，禽蛋的品質檢測和自動化、智能化分級技術已成為研究的熱點。美國、荷蘭、澳大利亞、日本等國家鮮蛋處理的自動化技術水平都已非常先進，而國內還處于起步階段，目前，禽蛋品質檢測技術的研究主要集中在計算機圖像處理、聲特性、光特性、電特性檢測技術等方面，對禽蛋力學特性研究主要集中在禽蛋蛋殼的殼體力學特性研究，對禽蛋整體力學特性比較少，對禽蛋整體的剛度測定未見相關文獻報道。剛度是指物料在外載荷作用下抵抗彈性變形的能力，剛度的大小取決于物料的幾何形狀和材料的彈性模量。禽蛋剛度是其貯運、檢測、加工裝備的設計的基本參數，也是禽蛋的基本特征參數。本發明實現了禽蛋剛度儀器測定，為禽蛋的無損檢測、包裝、貯運和加工裝備開發提供了基本參數測定方法。

發明內容

本發明的目的是為了解決禽蛋力學質地測定方法的不足，提供一種剛度的測定方法。

本發明的技術方案是：將待測禽蛋試樣，直立放置于試驗裝置的支撐臺的連接板上，并用黏結劑將禽蛋與連接板固定聯接；質量塊放置于禽蛋的頂部，并用黏結劑將質量塊與禽蛋固定聯接，使禽蛋與質量塊組成單自由度振動系統；用力錘敲擊質量塊頂部中心處，力錘上的力傳感器信息和質量塊側面的加速度傳感器信號，通過信號轉換器轉換，將轉換信號連接到頻譜分析儀，最后由頻譜分析儀給出禽蛋的幅頻響應函數曲線，根據振動理論，共振峰對應的頻率即為禽蛋固有頻率f_o，禽蛋剛度計算公式如下：

k=4π2f02m]]>

其中，k為禽蛋剛度(N/m)，f_o為禽蛋的固有頻率(Hz)，m為質量塊質量(kg)

本發明運用振動原理，測定禽蛋剛度力學特征參數。在測試過程中禽蛋與質量塊組成單自由度振動系統，其振動系統力學模型(如說明書圖3)；圖中m是系統質量塊質量，k是彈簧的剛度，c是系統的阻尼；k、c表征禽蛋的剛度和阻尼，由于質量塊的質量遠遠大于禽蛋的質量，禽蛋的質量可以忽略不計；根據牛頓定律，系統的固有頻率是由m、k決定的；當系統受到外力作用時，便產生振動。用力錘敲擊被測試樣，若力錘敲擊時間足夠短，作用在試樣上為一沖擊脈沖，脈沖中包括了從零到無限大的所有頻率的能量，且頻譜連續，屬寬帶瞬態激勵，激勵被測試樣以其自身的固有頻率作振動。只有當與被測試樣的固有頻率相同時，相應的頻率分量才對被測試樣起作用，產生共振。通過對系統輸入的力信號和輸出的響應信號進行傳遞函數分析，可得到共振峰對應的頻率，即為試樣的固有頻率。

本發明的有益效果是：

1、測定過程簡便，不需要添加新設備，可以直接利用現有的通用型電動振動臺。

2、禽蛋整體測試，避免了取禽蛋殼的不便。

3、禽蛋試樣規格不限制。

附圖說明

圖1為禽蛋的幅頻響應函數曲線，其中f_o為共振峰對應的頻率，

圖2為本發明的禽蛋剛度測定試驗裝置示意圖，其中1支撐臺，2連接板，3待測試樣，4黏結劑，5質量塊(其質量為590克)，6力錘，7加速度傳感器，8信號轉換器，9頻譜分析儀；

圖3為禽蛋剛度測定振動系統力學模型，其中F為錘擊力K為彈簧剛度C為阻尼。

具體實施方式

取待測禽蛋試樣1個，直立放置于支撐臺的連接板上，并用502膠將禽蛋與連接板固定聯接；質量塊放置于禽蛋的頂部，并用502膠將質量塊與禽蛋固定聯接；用力錘敲擊質量塊頂部中心處，力錘上的力傳感器信息和質量塊側面的加速度傳感器信號，通過信號轉換器轉換，將轉換信號連接到頻譜分析儀，最后由頻譜分析儀給出禽蛋的幅頻響應函數曲線(如圖1所示)，共振峰對應的頻率即為禽蛋固有頻率f_o(如圖1所示)，通過剛度計算公式計算得出禽蛋剛度。

下面通過3個實例對本發明再作詳細說明：

實施例1