[發明專利]基于并聯壓電薄膜陣列的禽蛋滾動式在線裂紋檢測裝置

有效

• 申請號: 201610115870.2
• 申請日: 2016-03-01
• 公開（公告）號: CN105651609B
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: 王劍平;張劍一;范瑞;應義斌;蔣煥煜;俞永華
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N19/08
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發明公開了一種基于并聯壓電薄膜陣列的禽蛋滾動式在線裂紋檢測裝置。輸送鏈條上等間隔裝有禽蛋推進機構，相鄰的禽蛋推進機構之間裝夾有禽蛋；輸送鏈條的兩側對稱設有兩條與輸送鏈條平行的禽蛋軌道，禽蛋軌道包括依次沿輸送方向的前端軌道、檢測軌道和后端軌道，檢測軌道上安裝有沿輸送方向均布排列的N個并聯壓電薄膜陣列，并聯壓電薄膜陣列經信號調理電路和數據采集與處理系統。本發明實現了禽蛋裂紋的在線檢測，簡化了信號激勵裝置并實現了表面的多點連續檢測，避免了由敲擊力度的不同而產生的信號差異和未敲擊到裂紋處引起的誤判或漏檢等情況，提高了檢出率。

技術領域

本發明涉及一種禽蛋裂紋在線檢測裝置，特指一種基于并聯壓電薄膜陣列的禽蛋滾動式在線裂紋檢測裝置，屬于禽蛋品質在線檢測技術領域。

背景技術

禽蛋在線裂紋檢測是禽蛋品質檢測分級中的一道重要環節。當禽蛋蛋殼出現裂紋時，會給禽蛋的儲藏、運輸及加工帶來很多問題，例如微生物易從裂紋處侵入蛋的內部，導致保質期縮短。此外，破損的禽蛋還會污染周邊的完好蛋，引起交叉污染，造成經濟損失。在我國，鴨蛋作為松花蛋和咸鴨蛋的原材料，對裂紋的檢測尤為重要，裂紋將直接導致腌制的失敗，造成損失。

目前在我國，禽蛋的裂紋在線檢測仍然是一個技術瓶頸，雖然國內的一些科研機構已經在裂紋檢測方面有了一定的研究，但是都還處于實驗室研究階段，還未達到商品化程度。目前國內各大禽蛋生產和加工企業均采用昂貴的進口裂紋在線檢測設備，例如荷蘭的MOBA公司和日本的NABEL公司。

除了人工光照檢測，禽蛋裂紋檢測主要有機器視覺和聲學檢測兩種方式，而聲學檢測由于其固有的優勢已被各大禽蛋品質檢測分級設備制造商所采用。據NABEL公司報道，基于機器視覺的檢測法只有60％左右的檢出率，而基于聲學的檢測法可達到95％的檢出率。聲學檢測法主要包括聲激勵裝置、拾音器和信號處理系統。聲激勵裝置通過使用敲擊裝置敲擊蛋殼從而產生聲音信號，拾音器采集聲音信號，信號處理系統通過對聲音信號的時域和頻域成分分析并進行特征提取，從而進行裂紋判別。聲學檢測法雖然有效，但是其有一定的弊端：(1)為了提高檢出率，必須對禽蛋的全表面進行檢測，增加敲擊點，使最大可能地敲到裂紋處；(2)為了防止敲擊力過大使蛋殼破損，必須嚴格控制敲擊力度；(3)保證敲擊力度的一致性，適應不同大小和形狀的禽蛋；(4)濾除聲音信號中包含的各種外界干擾噪聲，提高信號的信噪比；(5)建立可靠性好、適應性強的裂紋判別模型，適應不同批次和品種的禽蛋。上述的要求導致聲學檢測法對敲擊裝置和信號處理方法的有著極高的要求。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供了一種基于并聯壓電薄膜陣列的禽蛋滾動式在線裂紋檢測裝置，該裝置利用壓電薄膜作為傳感器，連續檢測禽蛋滾動時蛋殼與傳感器接觸部位的動態應力，實現禽蛋表面多點連續裂紋檢測。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

本發明包括一條輸送鏈條、禽蛋推進機構、前端軌道、N個并聯壓電薄膜陣列、檢測軌道、后端軌道、數據采集與處理系統和信號調理電路；輸送鏈條上等間隔裝有禽蛋推進機構，相鄰的禽蛋推進機構之間裝夾有禽蛋；輸送鏈條的兩側對稱設有兩條與輸送鏈條平行的禽蛋軌道，禽蛋軌道包括依次沿輸送方向的前端軌道、檢測軌道和后端軌道，檢測軌道上安裝有沿輸送方向均布排列的N個并聯壓電薄膜陣列，并聯壓電薄膜陣列經信號調理電路和數據采集與處理系統。

所述的信號調理電路具有電荷放大和信號濾波功能；所述的數據采集與處理系統包括模數轉換電路和數據處理系統。

所述的前端軌道、檢測軌道和后端軌道的截面均呈L形，L形的短邊朝向輸送鏈條，L形的長邊所在表面為頂面，所述N個并聯壓電薄膜陣列等間隔緊貼在檢測軌道頂面，每個并聯壓電薄膜陣列包括沿輸送方向順序等間隔排布的多條壓電薄膜條，每條壓電薄膜條均垂直于輸送方向，壓電薄膜條相向并聯連接到信號調理電路。