[發(fā)明專利]一種無損檢測豐水梨缺陷的裝置與用法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910181304.1
• 申請日: 2009-07-17
• 公開（公告）號: CN101603927A
• 公開（公告）日: 2009-12-16
• 發(fā)明（設計）人: 屠康;劉鵬;潘磊慶;楊佳麗
• 申請（專利權）人: 南京農業(yè)大學
• 主分類號: G01N21/892
• 分類號: G01N21/892;B07C5/34
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 張素卿

1.一種無損檢測豐水梨內外缺陷的裝置，其特征在于：包括A光照系統(tǒng)、B傳送系統(tǒng)、C檢測系統(tǒng)和D分析判斷系統(tǒng)，其中：

A光照系統(tǒng)

光照系統(tǒng)由四盞25W鹵鎢光電管(7)組成，四盞鹵鎢光電管(7)安裝在攝像頭(1)的四周，距離攝像頭中心長度為10cm，攝像頭和光電管的固定端貼有純黑色膜，用于消除反射光造成的噪聲，此固定端通過鉸鏈連接在支架(17)上；

B傳送系統(tǒng)

傳送系統(tǒng)由傳送帶(10)、托盤(9)、采集室(12)以及主步進電機(13)組成，傳送帶(10)由安裝在裝置機殼(15)內部的主步進電機(13)控制，傳送帶上固定托盤(9)；

C檢測系統(tǒng)

檢測系統(tǒng)包括圖像采集模塊和振動頻譜分析模塊，其中圖像采集模塊由攝像頭(1)、圖像數據采集卡(2)、鹵鎢光電管(7)構成，攝像頭(1)和聲級計(3)安裝固定在支架(17)上，攝像頭(1)鏡頭距離托盤25cm；

振動頻譜分析模塊由聲級計(3)、波形數據采集卡(4)、敲擊棒(8)、輔步進電機(14)、消聲墊(16)組成，敲擊棒(8)固定轉軸距離托盤15cm，敲擊棒(8)為PVC材料，長度8cm，直徑5mm；輔步進電機(14)安裝在機殼(15)內部靠近的敲擊棒(8)的位置，控制敲擊棒(8)對樣品的持續(xù)敲擊動作，每次敲擊產生一個有效音波信號，并被采集進入波形數據采集卡(4)，消聲墊(16)固定于敲擊棒下方5cm處，用于消除敲擊過程中可能產生的不符合采集范圍的雜亂聲學信號；

D分析判斷系統(tǒng)

分析判斷系統(tǒng)包括多路轉換器(5)，工控機(6)及分類判斷器(11)，其中多路轉換器(5)與檢測系統(tǒng)中的圖像采集模塊和振動頻譜分析模塊分別用信號線連接，用鉸鏈固定于支架(17)上，其輸出信號用USB線傳輸至工控機(6)，多路轉換器(5)將信號集中模擬一數字轉換后傳入工控機(6)進行分析處理，分類判斷器(11)分析判斷后得到分級結果。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，

攝像頭(1)為JVC公司的TK-C1380CCD，圖像數據采集卡(2)為加拿大Matrox?Meteror-II/Standard，聲級計(3)為HS5633A型聲級計，振動頻譜分析模塊采用SD150動態(tài)分析系統(tǒng)，工控機(6)內嵌入式主板型號為凌華EBC-1200MediaGX1，多路轉換器(5)為中山市合佳電業(yè)制品有限公司生產，型號為SH912A，分類判斷器(11)內置NPLC-15工控板。

3.權利要求1或2所述裝置用于無損檢測豐水梨內外缺陷的方法，其特征在于：

樣品豐水梨放在托盤(9)上，傳送帶(10)開始運行，傳送帶(10)的運行速度0.2m/s，間隔時間0.6s；每個樣品由攝像頭(1)采集一幅圖像，并傳至圖像數據采集卡(2)；

敲擊棒(8)對樣品進行敲擊，敲擊時與樣品所在切面呈30度夾角，每個樣品在果體赤道兩端敲擊兩次，每次敲擊產生15N的力；

由聲級計(3)記錄下音頻信號，由信號線傳至波形數據采集卡(4)，再和圖像信號一起由USB線傳入多路轉換器(5)進行信號轉換，模擬圖像信號轉為數字圖像信號，模擬聲音信號轉化為數字聲音信號，并作快速傅立葉FFT變換后最后進入工控機(6)上的數據存儲區(qū)；

在工控機(6)的虛擬儀器操控平臺上裝有通用圖像處理系統(tǒng)Image?Sys3.0和型號為SD150的振動頻譜分析模塊進行圖像和聲學分析處理，提取樣品的四個特征參數：缺陷區(qū)域面積A_s，圖像灰度熵ENT，特征峰頻率均值μ_f以及特征峰頻率變異系數CV_f，代入如式13的算式中，式中特征參數MAX(μ_f，ENT)表示對特征頻率均值和缺陷的圖像熵取較大值運算：

(式13)

得到該樣品的分級結果。